旋轉低壓脈沖袋式除塵器設計及工程應用研究

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上述煙氣中的粉塵根據生產工藝情況、生產過程中所煙氣溫度等因素的不同會呈現出不同的特性。如電爐煙氣粉塵因煙氣溫度較高粉塵有相當部分呈現熔融或半熔融狀態，粉塵中有相當數量球形顆粒。

1 不同除塵設備的原理

根據粉塵顆粒的特性，除塵原理等可分為機械除塵器、電除塵器、過濾除塵器和洗滌除塵器等。機械除塵器主要利用粉塵顆粒的質量力將粉塵加以去除，電除塵器是通過將煙氣中的粉塵核電并在電場力的作用下將粉塵富集于極板上加以去除，過濾除塵器則是由濾料骨形成骨架并通過篩分、勾留等作用加以去除粉塵[1]。隨著國家環境污染的日益嚴重，相應的排放標準會日益嚴格。另外對于特定行業、特定的地區其各自制定的排放標準均高于《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996的標準限值。對于排放濃度小于50mg/m3或30 mg/m3的行業或地區，機械除塵器、電除塵器或洗滌除塵器等設備要達到排放標準均非常困難。現階段能夠達到標準的只有布袋除塵器、塑燒板除塵器等過濾除塵器。

2 常用過濾除塵器之間的對比

機械振打除塵器其振打機構主要由振打電機、凸輪機構、振打傳動機構等組成，其因清灰主要通過振打傳動機構帶動濾袋高頻振動得以實現。機械振打除塵器因清灰力度較小、濾袋長度等限制了它的應用范圍。反吹風清灰除塵器的其動力源為反吹風機提供的濾袋兩側的壓力差和袋室進、出風閥的切換瞬間壓力突變實現的。脈沖清灰除塵器的清灰動力則主要為脈沖氣流引起的濾袋兩側壓力差、濾袋變形、噴吹引起的二次引流。現階段能夠適應大型設備要求的布袋除塵器主要是反吹風清灰除塵器、脈沖布袋除塵器兩種。反吹風清灰除塵器因過濾風速較低、清灰力度弱等特點，現僅僅是在特定的工況場合、環境使用了。固定脈沖袋式除塵器的噴吹管固定在除塵器上箱體內，除塵器袋籠、濾袋安裝完畢后固定在相應濾袋的正上方。每排噴吹管安裝完成后除非濾袋需要更換，否則噴吹管清灰時固定不動的。

3 常用脈沖布袋除塵器對比分析

旋轉噴吹袋式除塵器的設計尚無國家標準，該部分的設計所遵從的標準有國家能源局頒布的《旋轉噴吹袋式除塵器》DL/T 1826-2018，以及各設備生產廠家的經驗值作為除塵設備生產、安裝的依據。由于旋轉噴吹與固定式行噴吹在清灰系統、花板孔布置、布袋及袋籠形狀有著本質的區別，因此旋轉噴吹和行噴吹有著各自的特點?，F就工作兩種脈沖布袋除塵的結構特點進行針對性對比：

（1）空間利用率。旋轉噴吹袋式除塵器與固定管袋式除塵器其空間利用率不同，即相同的占地面積內布置的濾袋數量、過濾面積有較大區別。旋轉噴吹袋式除塵器花板孔形狀為腰圓形，花板孔呈同心圓由內向外逐層輻射布置。因其花板孔為同心圓布置，其花板下部加強筋可以很方便地為同心圓布置，這就保證了花板的強度。

（2）濾袋使用壽命。根據我們實際的工程案例，濾袋失效的原因主要有以下幾點：粉塵顆粒燒灼、局部含塵氣流的磨蝕、過濾速度超高、袋籠磨損、噴吹管與濾袋不同心等。本條主要討論噴吹管與濾袋不同心的原因造成的濾袋失效，濾袋使用壽命降低。固定管袋式除塵器的噴嘴中心與濾袋中心要嚴格對中，誤差不得＞2mm。且每臺除塵器的噴吹管數量較多，這就對除塵器的安裝質量提出了較高的要求。旋轉噴吹袋式除塵器其噴嘴噴吹的氣流速度、壓力均小于固定管袋式除塵器噴嘴。這就降低了濾袋因噴吹氣流導致的濾袋的破損的概率，從而提高了濾袋的壽命。

（3）氣流分布。因旋轉噴吹袋式除塵器與固定管袋式除塵器花板結構不同，前者布袋分布呈現束狀結構，較后者噴吹能夠更好地實現氣流均布。另外，根據《旋轉噴吹袋式除塵器》DL/T 1826-2018中的要求濾袋下部的混風空間＞2.5m。這就避免了單倉進口管道局部射流對濾袋的磨損，同時也避免了從灰斗上部進氣引起的二次揚塵以及氣流分布不均勻所引起濾袋負荷分布不均的情況。

（4）脈沖閥數量。旋轉噴吹袋式除塵器采用大口徑脈沖閥，每只脈沖閥噴吹可以多達上千條濾袋，根據我們工程經驗值脈沖閥的脈沖閥規格，其負擔的過濾面積范圍2500～5100m2。而固定管袋式除塵器的每個脈沖閥固定噴吹14～18只布袋，其過濾面積范圍46～59m2。由此可看出相同的過濾面積情況下旋轉噴吹較固定噴吹脈沖閥數量大大減少，不僅故障點減少，而且脈沖閥故障位置更容易排除。

（5）布袋檢修空間。旋轉噴吹袋式除塵器清灰的旋轉臂可以用手自由地轉動，可以將布袋、袋籠在上面箱體內方便地取出和裝入。而固定管袋式除塵器的噴吹管是固定在每排濾袋上部的，需要先打開每個倉室的上蓋拆除脈沖噴吹管后才能進行濾袋的更換工作。旋轉噴吹袋式除塵器較固定管袋式除塵器受天氣等外部因素影響較小，還有更好的布袋檢修空間。

（6）清灰系統結構。旋轉噴吹袋式除塵器清灰系統結構復雜，安裝和加工要求嚴格（例如驅動旋轉機械、花板等）；結構旋轉臂會產生磨損現象，必須定時維護，另外還需增加驅動機構。固定管噴吹技術清灰系統制作加工相對簡單，但現場裝時因噴吹管較多且單個噴吹管的安裝質量要求較高。

4 實際工況應用

該熱電廠鍋爐采用的鍋爐形式為：自然循環、固態排渣、全懸吊鍋爐，鍋爐蒸發量為75t/h。除塵器進口煙氣量177000m3/h，煙氣溫度為160℃，進口粉塵濃度為30～50g/m3，最大進口濃度達到1000g/m3。因本工程為環保升級改造工程，項目現場實際提供施工場地為12×12m，設備占地面積只有8×8m。經過核算，該設備占地面積若采用固定管袋式除塵器則濾袋長度要達到12-13m。本工程煙氣處理工藝流程為半干法煙氣脫硫+布袋除塵器的工藝組合，因此煙氣中的粉塵成分包含鍋爐飛灰和含鈣固相顆粒。

5 設備投運使用情況

本改造工程所配套除塵器自2018年投運至今，技術協議要求粉塵排放濃度始終維持在5mg/m3，設備出口實測排放濃度始終維持在2mg/m3以下。