工業(yè)鍋爐布袋除塵器工作原理

鍋爐布袋除塵器的氣體凈化方式為外濾式（即含塵氣體在濾袋外側(cè)），含塵氣體由導(dǎo)流管進(jìn)入各單元過濾室并通過設(shè)備于灰斗中的煙氣導(dǎo)流裝置；由于設(shè)計(jì)中袋底離進(jìn)風(fēng)口上口垂直距離有足夠、合理的凈空，氣流通過適當(dāng)導(dǎo)流和自然流向分布，達(dá)到整體過濾室內(nèi)氣流分布均勻；含塵氣體中的顆粒粉塵通過自然沉降分離后直接落入灰斗、其余粉塵在導(dǎo)流系統(tǒng)的引導(dǎo)下，隨氣流進(jìn)入中箱體過濾區(qū)，吸附在濾袋外表面。過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體、排風(fēng)管排出。

濾袋采用壓縮空氣經(jīng)過電磁脈沖閥進(jìn)行噴吹清灰，清灰機(jī)構(gòu)由氣包、噴吹管和電磁脈沖控制閥等組成。過濾室內(nèi)每排濾袋出口頂部裝配有一根噴吹管，噴吹管下側(cè)正對(duì)濾袋中心沒有噴吹口，每根噴吹管上均設(shè)有一個(gè)脈沖閥并與壓縮空氣氣包相通。清灰時(shí)，電磁閥打開脈沖閥，壓縮空氣經(jīng)噴口噴向?yàn)V袋，與其引射的周圍氣體一起射入濾袋內(nèi)部，引發(fā)濾袋全部抖動(dòng)并形成由里面向內(nèi)外的反吹氣流作用，清除附著在濾袋外表面的粉塵，達(dá)到清灰的目的。

隨著過濾工況的進(jìn)行，當(dāng)濾袋表面面積塵達(dá)到一定量值時(shí)，由清灰控制裝置（差壓或定時(shí)、手動(dòng)控制）按設(shè)定程序打開電磁脈沖噴吹，壓縮氣體以極短促的時(shí)間順序通過各個(gè)脈沖閥經(jīng)噴吹管上的噴咀透導(dǎo)數(shù)倍于噴射氣量的空氣進(jìn)入濾袋，形成空氣波，使濾袋由袋口至底部產(chǎn)生急劇的膨脹和沖擊振動(dòng)，造成很強(qiáng)的清灰效果，抖落濾袋上的粉塵。

工業(yè)鍋爐布袋除塵器設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：

（1）鍋爐布袋除塵器效率穩(wěn)定。當(dāng)鍋爐燃燒工況或煙塵參數(shù)發(fā)生波動(dòng)和變化時(shí)或者鍋爐調(diào)峰和煤種變化時(shí)，袋式除塵效果都不受影響。

（2）排放濃度低。袋式除塵系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)高效除塵，達(dá)到很高的過濾效率，排放濃度小于25mg/Nm3（期望值≤25 mg/Nm3），即使國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)日益提高，也可保不再受排放超標(biāo)困擾，徹底解決粉塵排放達(dá)標(biāo)問題。

（3）效果穩(wěn)定。當(dāng)鍋爐燃燒工況或煙塵參數(shù)發(fā)生波動(dòng)和變化時(shí)或者鍋爐調(diào)峰和煤種變化時(shí)，袋式除塵效果都不受影響。

（4）運(yùn)行阻力低。側(cè)進(jìn)上出的進(jìn)風(fēng)方式，流程簡(jiǎn)潔、流動(dòng)順暢，阻力低。

（5）鍋爐布袋除塵器過濾風(fēng)速低。過濾風(fēng)速0.80m/min，為保障除塵系統(tǒng)阻力小于1000Pa創(chuàng)造了條件。

（6）強(qiáng)力清灰。通過噴嘴對(duì)濾袋一一對(duì)應(yīng)進(jìn)行噴吹，脈沖閥開啟快速、釋放氣量大，在同類袋式除塵器中清灰效果zui好。

（7）節(jié)能。壓縮空氣能有效利用，沒有無益損耗，運(yùn)行能耗低，節(jié)能。

鍋爐除塵器布袋， 鍋爐煙氣溫度通常高于120℃，因而對(duì)常溫下工作的燃煤鍋爐除塵器布袋，諸如聚脂(滌綸)、亞克力(共聚丙烯腈)等都不在候選之列，濾料的選定只能在耐腐蝕耐高溫除塵布袋中進(jìn)行。

僅從耐溫性能而言，有幾種濾料可供選用，但考慮到其他因素，則許多除塵器布袋將被剔除。 諾梅克斯(Nomex芳香族聚酰胺)在早期曾被用來凈化燃煤鍋爐煙氣。但發(fā)現(xiàn)其耐水解性能很差，使用壽命僅3個(gè)月左右。芳砜綸(聚對(duì)苯酰胺)與其屬于同一族，性質(zhì)相近，因而也不能考慮。 由于不耐水解而被排除在名單之外的還有柯麥爾(Kermel 聚乙撐二胺)，我國(guó)曾用其進(jìn)行鍋爐煙氣凈化試驗(yàn)，結(jié)果不理想。

特氟綸(Terflon 聚四氟乙烯)從理化性質(zhì)來說是最優(yōu)的濾料，純特氟綸濾料除了過濾性能稍差外，幾乎所有的性能都優(yōu)于其他濾料，使用壽命可達(dá)6～7年甚至更長(zhǎng)。特氟綸濾料之所以較少被選用，是因?yàn)槠鋬r(jià)格特別昂貴。但是，人們還是很重視特氟綸的優(yōu)良性能，在其他濾料不能單獨(dú)解決問題時(shí)，往往加入部分特氟綸，制成復(fù)合針刺氈高溫濾袋而應(yīng)用。同樣基于價(jià)格昂貴的原因，不銹鋼濾料尚不為燃煤鍋爐除塵器領(lǐng)域認(rèn)可。玻纖濾料是一種可行的選擇，其耐溫性能與特氟綸相當(dāng)。以聚四氟乙烯復(fù)膜的玻纖濾料，在國(guó)外的應(yīng)用可達(dá)四年以上的壽命。玻纖的最大缺點(diǎn)是不抗折，導(dǎo)致使用壽命嚴(yán)重下降。玻纖濾料對(duì)袋籠的要求也較嚴(yán)格。 目前在燃煤鍋爐煙氣凈化領(lǐng)域中應(yīng)用較多的是P-84(聚酰亞胺)和PPS(聚對(duì)苯硫醚)兩種濾料。 P-84濾料具有很好的耐溫性能，而且由于纖維斷面的不規(guī)則形狀(被稱為英文字母形)，濾料的過濾效率很高。不足之處在于耐水解性能稍差，而價(jià)格較高則是人們不予首選的主要原因。

從耐溫、耐腐蝕性、強(qiáng)度及價(jià)格等方面綜合比較的結(jié)果，pps高溫布袋被認(rèn)為最適于燃煤鍋爐煙氣凈化的除塵器布袋之一，成為這一領(lǐng)域重點(diǎn)選用的濾料。

經(jīng)過綜合比較，并吸取國(guó)內(nèi)外燃煤電廠的經(jīng)驗(yàn)，決定采用國(guó)外進(jìn)口的PPS針剌氈，單重550g/m2。濾料制作的后期進(jìn)行熱定型、防水、防油等表面處理。

PPS高溫布袋的主要特性和性能

PPS是濾料的商品名稱，英文名稱Polyphenylene sulfide，學(xué)名聚對(duì)苯硫醚。PPS纖維目前由日本的兩家公司所生產(chǎn)，東洋紡生產(chǎn)的稱為Procon，東麗公司生產(chǎn)的稱為Toray。 PPS對(duì)無機(jī)酸、有機(jī)酸、堿、有機(jī)溶劑都很強(qiáng)的抵抗能力，有很強(qiáng)的耐水解穩(wěn)定性和阻燃性。從物理性能而言，其抗拉、抗磨、抗折的能力都屬良好，與P-84相當(dāng)，強(qiáng)于特氟綸。 在一般的技術(shù)資料中，經(jīng)常提到PPS濾料的連續(xù)工作溫度為180℃，并能經(jīng)受200℃的瞬間高溫。但這些數(shù)值是在實(shí)驗(yàn)室條件下得出的理想值，僅是反映纖維特性的指標(biāo)，實(shí)際鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣溫度較低，這對(duì)濾袋的壽命有好處。 PPS 的主要缺點(diǎn)是耐氧化能力較弱，過高的溫度會(huì)使纖維產(chǎn)生熱氧化反應(yīng)， 其分子鏈所含的硫原子容易同氧原子結(jié)合，從而破壞其分子結(jié)構(gòu)(見圖A)。 PPS受氧化危害的程度隨著氧含量和溫度的升高而劇增。在常溫下，大氣的氧含量為21%，但溫度較低，氧化很慢；當(dāng)溫度超過100℃時(shí)，PPS允許的氧含量將隨溫度的升高而降低。在氧含量一定時(shí)，溫度增高10℃，氧化反應(yīng)速度就會(huì)增加一倍。

因此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合煙氣的成分來確定PPS的工作溫度。在氧含量8%時(shí)，連續(xù)工作溫度為155℃；若氧含量增至10%，則連續(xù)工作溫度最好不超過150℃。 運(yùn)行中還要特別注意煙氣的瞬間高溫。達(dá)到175℃的時(shí)間每次不超過1小時(shí)，每年累計(jì)不應(yīng)超過400小時(shí)；而達(dá)到200℃的時(shí)間每次只能10分鐘，每年累計(jì)不應(yīng)超過50小時(shí)。 此外，PPS對(duì)煙氣中的NO2也較為敏感，過量的NO2也會(huì)導(dǎo)致PPS濾料的氧化腐蝕。 針對(duì)PPS高溫布袋的使用壽命問題，我們的觀點(diǎn)是：只要采取綜合技術(shù)措施，如減少漏風(fēng)率，鍋爐高效低氮燃燒，通過燃燒工藝和噴霧系統(tǒng)控制煙氣溫度在150℃以下等等，我們認(rèn)為，除塵器布袋是可以保證長(zhǎng)壽命的。 另一方面，也要防止煙氣溫度過低，造成低溫對(duì)PPS除塵濾袋的危害。即袋式除塵器的連續(xù)運(yùn)行溫度不低于110℃。