布袋除尘器讲解

布袋除尘器讲课主讲人：傅永亮布袋除尘器讲解袋式除尘器结构示意袋式除尘器—LCMD锅炉用长袋低压脉冲除尘器LCMD长袋低压脉冲除尘器●具有离线三状态清灰机构，技术先进、工作可靠、清灰彻●设计合理的进风均流装置，解决了一般布袋除尘器各分室风量分配不均问题●模块化设计，使产品的安装制作质量大幅上升●喷吹气量采用软件模拟设计，保证最好的清灰效果，并使滤袋寿命延长●可处理140~200℃的高温烟尘。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—概述布袋除尘技术在火力发电行业应用走过了一段曲折的历程，是环保要求的提高和材料科技的进步才有今天的普及，目前已有几十家电厂采用了布袋除尘技术，这些电厂的对布袋除尘技术的使用带来了很好的环境效益，也说明了布袋除尘技术是可靠放心的技术。从目前电力行业燃煤锅炉应用的情况来看，布袋除尘器的排放能保证在30mg/Nm3以下，呼和浩特电厂两台200MW机组的锅炉烟气净化采用了布袋除尘器，从CEMS系统长期。经权威检测单位的测试人员人工采样测试的结果来看，排放浓度均低于27mg/Nm3。使用布袋除尘技术的电厂有：北京高井电厂、北京京能热电厂、天津军粮成电厂200MW机组、牡丹江第二发电厂200MW机组、300MW机组天津陈唐热电厂、托电国能300MW机组、丰泰电厂、金桥电厂、包头第一电厂、丰镇电厂、山西阳光电厂、山西漳泽电电厂200MW机组、漳山电厂、华电湖北黄石电厂300MW机组、宁夏宁东电厂300MW机组、宁夏大坝电厂300MW机组∙∙∙∙∙∙LCMD系列燃煤锅炉除尘器—概述作为微细粉尘排放控制的有效手段，袋式除尘器被广泛应用。整体来看，袋式除尘器的使用比例占整个除尘设备使用数量的60％，部分行业袋式除尘器使用比例达到70％以上，钢铁、有色行业袋式除尘器的使用比例达到95％，电力行业袋式器的使用比例正在迅速扩大。城市生活垃圾焚烧发电行业和医疗废物焚烧，由于GB18485－2001标准的规定，已经投入运行的工厂袋式除尘器使用比例达到100％。水泥行业通过结构调整袋式除尘器使用比例已达到75％左右，并逐年扩大。现在长三角、珠三角、环渤海地区和四川灾区新建的水泥厂全线都采用袋式除尘器。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—与静电除尘器的比较除尘稳定性-布袋除尘受受锅炉系统工况调节影响小，对工况适应性好。静电除尘器受过锅炉工况影响要比布袋除尘明显。除尘效率-布袋除尘可以稳定保证粉尘排放浓度在50mg/m3以下，静电除尘对粉尘的比电阻等理化特性敏感，104～1010Ω∙cm是静电除尘比较适宜的比电阻范围。对2μm以下微尘，布袋除尘效果要成倍优于电除尘器。能量消耗-当除尘效率超过99.5%以后，电除尘器的电晕功率急剧增加，电除尘效率在99.8%以下，其能耗低于常规袋除尘器；除尘效率超过99.8%时，其能耗高于常规袋式除尘器，按新的环保标准，除尘效率几乎都要超过99.8%才能满足。钢材消耗-布袋除尘除尘器耗钢少。占地面积-布袋除尘除尘器占地面积较小，能按场地要求作专门设计。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—与静电除尘器的比较设备投资-高SiO2、Al2O3类不适合静电除尘器捕集的粉尘，两种除尘器要达到目前较低的环保要求（如150mg/m3）初期投资静电除尘器和布袋除尘器基本相当或静电除尘器投资高些，而要达到≤50mg/m3的标准，静电除尘投资要高于布袋除尘，其除尘效率从98%提高到99%，效率只增加1%，设备投资却需要增加18%。对于燃烧典型煤种的锅炉，如准格尔煤田和勃海湾煤田的煤种，静电除尘器投资比布袋除尘器高。循环流化床锅炉的飞灰循环燃烧和为了炉内脱硫添加了大量石灰石，锅炉飞灰很细而且灰份比电阻增大，静电除尘器的投资也要大于布袋除尘。烟气阻力-阻力较大，一般阻力损失为1000～1500Pa，电除尘器压力损失仅100～300Pa。安全性-布袋除尘无高电压危险，人身的安全性增加。高温适应性-电除尘高效的理想温度是180～220℃，偏离此温度效率将下降，但其设备承受温度可以达到300℃。而布袋除尘的滤料不能超过其极限安全耐受温度，否则会烧袋。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—袋式除尘器的主要使用场合在这些严格的环保排放标准下，燃煤电厂项目采用静电除尘器达标就相对比较困难，布袋除尘器比静电除尘器有更高的除尘效率，排放烟尘浓度能稳定低于30mg/Nm3，甚至可达10mg/Nm3以下，几乎实现零排放。在具备以下特征项目中，需要重点考虑使用布袋除尘技术：①很多老电厂建设初期还与市区居民区保持了一定距离，但随着我国城市建设的快速发展，现在已经发展为靠近居民区，有的甚至已经位于居民密集居住区，这类电厂过高的烟尘排放会引起周围居民的担忧，在改造和扩建时应首选布袋除尘。②风景名胜区、环保模范创建城市。③环境生态脆弱区。④能源企业密集区，环境容量几近饱和，如项目所在地已经分布大型燃煤的能源化工企业、建材水泥工厂等。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘原理烟气由除尘室下部进入除尘器后，经过一定的气流均布装置，在穿过布袋外壁进入布袋内部的过程中，烟气中的烟尘主要遇到沉降、筛滤、惯性力、静电和热运动作用几方面的作用而被截留在布袋外壁或者直接掉落，洁净的烟气再从布袋上部敞口流出进入净气室，通过净气室进入后续烟道排大气，烟尘经过这个流程后得以去除。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘原理截留、惯性碰撞扩撒、沉积筛分LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘原理在新的袋式除尘装置开始运转时，新的滤袋上没有粉尘，由于滤袋是用纤维织造而成，其纤维直径一般为20～100μm；针刺毡纤维直径多为20～100μm，纤维间的距离多为10～30μm，运行几分钟后粉尘就能在纤维之间和表面很容易架桥而在滤袋表面形成很薄（0.3～0.5）尘膜，这层尘膜也叫一次粉尘层或者滤床，在一次粉尘层上面继续堆积的粉尘称二次粉尘层。尘膜粉尘层的孔隙比滤料纤维的孔隙小得多，这种尘膜孔隙在过滤过程中的筛分作用甚至大大超过滤料纤维本身，平纹织物滤布本身的除尘效率为85～90%，效率比较低，但是在尘膜建立后可得到99.5％以上的高除尘效率。这种过滤发生在一次粉尘层和滤料的一定深度当中，所以也叫“深层过滤”LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘原理当布袋为多层材料制造，且面层材料孔隙比里层基布材料更微细而均匀的时候，此面层即能起到前述一次粉尘层作用，粉尘将在面层处得到拦截。由于面层孔隙小于基布的孔隙，所以尘粒基本不在基布中存留，因而在滤料内形不成尘饼，只要表层尘剥离及时，滤料的透气性就能得到很好的维持。这种滤料在开始使用时，压力损失要高于普通滤料，但在投入运行后，压力损失随使用时间的增加却不大，而采用深层过滤方式的滤料的压力损失会随使用时间的延长而越来越大。这种过滤由于发生在布袋滤料的面层，所以称为“表面过滤”（右下图）。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—清灰过程随着过滤的不断进行，布袋外壁积攒的粉尘将越来越厚，相应的烟气流动阻力也越来大，过大的烟气流通阻力一方面增加引风机的电能消耗，同时也不利于锅炉运行，这时就需要清除一部分多余的粉尘，为此，布袋除尘配有专门的空气清灰系统。当系统探知烟气流动阻力达到一定数值的时候，压缩空气由气源依次经气包、脉冲阀、喷吹管上的喷嘴以极短的时间（0.065～0.085秒）向滤袋内喷射。压缩空气在袋内高速膨胀，使滤袋产生高频振动变形，再加上逆气流的作用，使滤袋外侧所附粉尘脱落。深层过滤时，尘膜粉尘在滤布上的附着力是非常强的，当过滤速度为0.28m/s时直径为10μm的粉尘粒子在滤料上的附着力可以达到粒子自重的1000倍，5μm的粉尘粒子在滤料上的附着力可以达到粒子自重的4000余倍，所以在滤袋清灰之后，尘膜多少会继续存在。如果单纯考虑粉尘层的过滤效果，似乎粉尘层越厚越好，但粉尘层继续加厚时，一方面会使烟气流动阻力过高；另一方面会导致粉尘层的成块斑落，从而导致粉尘层间的“漏气”现象，反而大大降低捕集粉尘的效果。清灰过程中，如何尽量使一次粉尘层保留，而又能清除二次粉尘层，在除尘效果和烟道流通阻力之间寻求最佳工作点，这个问题需要有经验的设计和制造厂来处理。除尘室底部布置有落灰斗，灰斗中的粉尘定时或连续由螺旋输送机及刚性叶轮卸料器卸出，或者用气力输灰送出。清灰过程均由清灰控制器进行自动控制，分为差压和定时两种，用户可根据情况自行选择。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘过程LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘效率的影响因素影响除尘效率的因素主要有：灰尘的性质（粒径、惯性力、形状、静电荷、含湿量等）、组织性质（组织材料、纤维和纱线的粗细、织造或毡合方式、孔隙率等）、运行参数（过滤速度、阻力、气流温度、湿度、清灰频率和强度等）和清灰方式（机械振大、反向气流、压缩空气脉冲、气环等），在除尘器运行过程中影响效率的这些因素都是互相依存的。一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘器的结构（1）除尘器本体烟气净化系统包括灰斗，进口烟道，中箱体，上箱体和出口烟道。其包含的主要设备有进口手动蝶阀（每个灰斗各设1个手动蝶阀），提升阀（每个分室设2套提升阀）。（2）压缩空气供应系统包括喷吹装置压缩空气供应（共两路，每路设置一个减压阀，总管和支管均有手动蝶阀），提升阀气缸压缩空气供应。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘器的结构灰斗滤袋分室隔板花孔板防雨棚LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘器钢支架带球形顶自调支架：自调支架由竖直圆柱管和对角交叉方管结合起来的。在风力较大和地震地区，这种结构的支架是很适用的，可以体现它的技术优点，因此，我们极力推荐这套自调支架系统。除尘器通过带有角位移的支撑进行散热，其中一个支撑通过三个方向的斜支撑进行固定，当收尘器受到风力、地震等影响时，其它活动支撑可以相对这个固定支撑沿放射方向做微小角运动，以缓冲收尘器受到的外力；同时支撑上下都有球形面，以防支撑做角位移时导致支撑发生弯曲。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘器灰斗1：料位计2：空气炮3：热电偶4：振打锤5：检查门6：保温层7：电加热器8：热风区LCMD系列燃煤锅炉除尘器—除尘器的过滤原件：滤袋布袋由袋笼支撑，悬挂于花孔板上LCMD系列燃煤锅炉除尘器—旁路保护系统袋式除尘器——除尘器滤袋更换示意图LCMD系列燃煤锅炉除尘器—最常用的滤料PPS（聚苯硫醚）PPS主要过滤性能是可在最高130～160℃的温度下连续使用，瞬时可达190℃（每年累计400小时以下）；在160℃的热压釜中能保持90%以上的强度，耐化学性非常好，抗硫（抗酸）、耐强碱性效果很好，它只要求煤的硫含量在3.5%以下（不脱硫时），烟气中SO2含量在2700mg/m3以下。但该滤料抗氧化性较差，要求O2含量小于15%（体积浓度）、NOx小于600mg/m3，若O2含量达12%建议温度降到140℃，总之氧含量越高，所使用的温度就要越低，因每增加10℃，化学反应成双倍的增加，也就是说本来寿命4年的情况下，其寿命会只有2年。为了解决这个问题，我们通常在PTFE乳业中浸泡，有效解决了这个问题。PPS纤维主要用于电厂的袋式除尘，市场巨大。但全球范围内只有少数几家大型化学公司能生产PPS纤维，日本公司占据着主要市场。日TOYOBO公司的注册商标为PROCON；日本TORAY公司的注册商标为TROCON；美国PHILIP公司的注册商标为RYTON。为了防止PPS针刺毡阻力长期使用后阻力升高，增加耐温能力，PPS经常与后面介绍的P84材料制造成复合纤维针刺毡，P84纤维含量20%左右。LCMD系列燃煤锅炉除尘器—最常用的滤料PPS（聚苯硫醚）LCMD系列燃煤锅炉除尘器—最优秀的滤料：PTFE(聚四氟乙烯）聚四氟乙烯是一种高分子化合物，化学性质稳定，耐酸碱，尤其耐酸性更好，几乎有完全的化学惯性，只有暴露在氟化碳氢化合物中会膨胀；耐高温，在300℃以下物理化学特性稳定，高于300℃时出现不稳定活性；PTFE材料具有固体材料中最小的表面张力，几乎不粘附任何物质。由于这种材料价格昂贵，现在布袋很少全部单纯采用PTFE，而是用于滤料覆膜技术和浸渍，在薄膜制作时，为了保