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火力发电厂新疆布袋除尘器原理与工作原理说明

2021-02-20 16:42:27

  工业除尘技术的主要目的是降低烟气颗粒物的排放、减少大气污染。其中,袋式除尘技术因其在除尘效率、设备要求等方面的优点而备受青睐。作为除尘器的核心,滤袋的性能直接关系到除尘器的使用状况,其性能的优劣及使用寿命的长短直接决定了除尘效果的好坏,防止滤袋由于各种原因造成的破损或失效,对提高整个设备的稳定运行,减少设备的运行成本,满足环保排放要求具有重要的意义。其中含聚苯硫醚纤维的滤料以其耐热、耐腐蚀、力学性能稳定、绝缘性好、耐摩擦、过滤效率高等优点而成为滤料的主要产品之一。然而,在设备运行过程中难免会碰到滤袋破损或者失效等情况,通过对破损滤袋进行综合分析,总结得出滤袋失效破损的原因,有助于对布袋除尘器进行改进和完善,调整符合滤袋运行工况的较佳运行参数,较大限度地延长滤袋使用寿命,减少运行成本,降低风险,确保烟尘稳定达标排放和稳定生产。
  其一、火力发电厂新疆除尘器原理
  火力发电厂新疆除尘器经历过从干式旋风除尘—多管旋风除尘—麻石水膜除尘—静电除尘的过程。目前,随着国家对环境保护的重视程度和环境保护要求的日益提高,以及除尘布袋的国产化和使用寿命的延长,火力发电厂锅炉尾部除尘又有回到布袋除尘的趋势。
  除尘布袋也称为过滤式除尘器,是一种干式除尘器,它是利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒(粒径为1微米或小)则受气体分子冲击(布朗运动)不断改变着运动方向,由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径,尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。其工作过程与滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等因素及其清灰方法有关。滤布材料是新疆布袋除尘设备的关键,性能良好的滤布,除特定的致密度和透气性外,还应有良好的耐腐蚀性、耐热性及较高的机械强度。耐热性能良好的纤维,其耐热度目前已可达到连续温度190℃,瞬间温度200℃。
  布袋收尘器按其清灰方式的不同可分为:振动式、气环反吹式、脉冲式、声波式及复合式等五种类型。其中脉冲反吹式根据反吹空气压力的不同又可分为:高压脉冲反吹和低压脉冲反吹两种。脉冲清灰布袋收尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节,清灰效果好,是目前世界上应用较为广泛的除尘装置。
  脉冲反吹布袋收尘器原理是含尘气体从布袋收尘器入口进入后,通过烟气分配装置均匀分配进入除尘布袋,当含尘气体穿过除尘布袋时,粉尘即被吸附在滤料上,而被净化的气体则从除尘布袋内排除。当吸附在滤料上的粉尘达到一定厚度时,电磁阀开启,喷吹空气从除尘布袋出口处自上而下与气体排除的相反方向进入除尘布袋,将吸附在除尘布袋外表而的粉尘清落至下而的灰斗中。
  其二、袋式除尘器工作原理与说明
  袋式除尘器采用涤纶针剌毡滤料作为过滤材料(滤芯),透气性能强,除尘效率高。将其制作成一个个由金属骨架包裹的圆柱状中空的滤气组件(俗称布袋),把数个滤气组件装进一个特制的箱体内,简称为气箱脉冲袋。而新疆脉冲布袋除尘器是由多个这样的气箱脉冲袋组成。
  气箱脉冲布袋除尘器,采用反吹除尘法,不仅能净化一般的含尘硫气体,还能处理入口浓度达1300g/Nm³的含尘气体。烟气中所含的水蒸气由于其温度较高,在100℃左右,初呈气态;从喷雾塔出来后,温度有所降低,冷凝成水滴附在烟气中的尘粒上,呈现雾状;进入气箱脉冲布袋除尘器时尘粒即被捕集下来。
  除尘清灰工作过程为:以一个袋为例,含尘气体由进口处直接进入气箱的袋室;由于有负压风机的引力驱动作用,含尘气体由外及里,自下而上,克服阻力,穿越滤芯到达上部箱体;粉尘就会被阻挡在滤器组件之外,小的颗粒被吸附在滤芯的表面,大的颗粒直接掉到下面的灰斗中;经过过滤后的含有微尘的气体在脉冲提升阀处汇集,之后从出风口排出,此时便是干净的气体。这个工作过程的过滤状态所示,过滤状态就是对含尘气体进行除尘。当过滤工作达到一定时间(或阻力达到预先设定值),清灰过程开始。其工作过程为:控制器发出信号,使脉冲提升阀关闭,阻断排气;压缩空气电磁阀开启,以大于0.5MPa的压缩空气经电磁阀喷入净气室;并迅速膨胀入除尘器滤袋内,并产生振动作用,清洗除尘器滤袋外侧表面上的粉尘,粉尘掉落到灰斗。这个动作完成后(大约6~15s),压缩空气电磁阀关闭,提升阀重新打开,该箱室的除尘器滤袋重新回到过滤状态。
  喷雾塔的尾气中含有大量的粉尘和SO2等废气,经过旋风除尘和布袋除尘后的烟气的粉尘量可降到40mg/m³以下,比之前的8000mg/m³降低了两个数量级,效果非常明显。除下来的粉尘都是陶泥粉,可以回收利用。
  以某气箱脉冲布袋除尘器为例,袋式除尘器由18个气箱脉冲袋组成。气箱脉冲袋需要定期清洗滤芯表面的粉尘,防止堵塞。清灰时采用分箱(袋)清灰的方式,逐箱隔离、轮流进行,逐一按要求进行清灰直至较后一个箱室清灰完毕,此为一个清灰周期。除尘器的脉冲喷吹宽度和清灰周期,是由清灰程序控制器自动控制连续进行,从而保证了清灰的效果。