電改電袋復合除塵器設計分析

吳善榮 福建龍凈環保股份有限公司

1 電袋復合除塵器形式

根據研究調查顯示，現階段電袋復合除塵器有3種應用形式，分別是前電后袋型、靜電增強型以及先進混合型。

前電后袋型，其主要是指在整體運行設備的前級設置靜電除塵單元，將布袋除塵單元布置在整體運行設備的后級，然后將二者進行串聯，實現除塵的目的。

靜電增強型，其工作運行的過程中，主要是利用粒子荷電后的過濾特性。此種形式的除塵器，其主要是通過濾袋進行除塵，而靜電除塵器的主要目的是使粒子荷電。使粒子荷電，其可以在很大程度上改善其過濾性能，使其在不同形式的濾料上都可以進行過濾，而且在此過程中系統壓力也會有所降低，并且也在很大程度上提升了濾袋的透氣性能以及清灰性能。

先進混合型，主要是由電除塵器部件以及濾袋交互排列構成，在實際進行設計的過程中會在整體除塵器內設計多個除塵單元，且每個除塵單元內又包含靜電除塵單元以及布袋除塵單元。在實際進行設計的過程中，對于排列方式的設計來說，設計人員會使電除塵電極與濾袋交替設計，此種形式類似于在布袋除塵單元內設計布置一個靜電除塵單元。

2 電改電袋復合除塵器設計應用優勢

2.1 提升整體應用的經濟性能

電袋復合除塵器在實際工作運行的過程中，其有效地利用了電除塵器的優勢，當對燃煤電廠產生的煙塵進行收集時，首先會經過電除塵單元，而電除塵單元會收集整體80%左右的煙塵，而布置在后級的布袋除塵單元，只需要收集剩余的20%煙塵即可，其在很大程度上降低了布袋除塵單元的工作強度以及工作壓力。而且電袋復合除塵器的應用降低了濾袋清洗的次數，因此可以在很大程度上提升濾袋的使用時間，降低系統阻力，進而提升整體除塵器應用的經濟性能。

2.2 提升微細粉塵收集率

電袋復合除塵器在設計的過程中，將布袋除塵單元設計布置在后級，布袋收集單元可以對微細粉塵進行收集，且收集率相較于單獨的布袋收集器來說更高。后級設計布置的布袋除塵單元主要是利用過濾原理，對氣體內的粉塵進行過濾收集，在經過布袋除塵單元后，粉塵全部留在濾袋內，進而達到除塵的目的，其不需要再對運行設備設施進行調整。此外，利用脈沖的方式進行清洗灰塵，灰塵不會再次排入到空氣之中，其也在很大程度上避免出現二次揚塵的現象發生。

2.3 提升整體除塵運行效率

電袋復合除塵器在實際運行的過程中，其運行的穩定性更強，因此其發生故障的概率明顯降低，且即使前級靜電除塵單元出現故障，但是后級的布袋除塵單元仍然可以正常進行運行工作，其在很大程度上提升了除塵器運行的有效率。此外，應用電袋復合除塵器進行除塵，其對于煙氣性質的要求比較低，因此適用性更強，而且在實際進行除塵的過程中，其除塵效率不會受到粉塵比的影響，因此電廠無論應用何種類型的煤炭都可以實現除塵的目的。

3 電改電袋復合除塵器設計

本次改造設計以某燃煤電廠為例，并應用前電后袋型復合除塵器的形式。

3.1 靜電除塵單元設計

前級靜電除塵單元主要是由陰極系統、陽極系統、陰陽極頂部振打機構以及高低壓供電裝置等組成。

3.1.1 靜電單元計算分析

3.1.1.1 靜電除塵單元有效驅進速度計算

在實際對除塵效率進行計算的過程中，主要是計算靜電除塵單元的主要系統參數，粉塵有效驅進速度的計算決定了后續靜電除塵單元的有效性以及準確性。粉塵有效驅進速度主要是指，在電場力的作用下，粉塵顆粒會產生收塵極運動的速度，而且研究人員研究發現，有效驅進速度越快，粉塵收集率越高。但是在實際進行計算的過程中，也需要注意4點內容，即①粉塵性質，其會對粉塵驅進速度造成一定的影響；②靜電除塵影響效果，其效果會對整體造成一定的影響，因此需要選擇最為合理的數值；③對于煙塵以及相似工藝的電除塵器，并測試實際運行效率、伏安特性運行參數；④加強試驗，進而得到合理的粉塵有效驅進速度。

3.1.1.2 其他數據計算

除了對計算粉塵有效驅進速度進行計算，還需要對收塵極板總面積進行計算，同時也需要對電廠風速及有效斷面積進行計算，也需要針對通道寬度及通道數進行計算，此外還需要對電場長度及電場數、氣體在電場停留時間以及出口濃度進行計算。

3.1.2 陰極系統

對于整體靜電除塵單元來說，最為重要的就是陰極系統，如果將其比作人體系統，那么陰極系統就相當于人體的心臟。陰極系統的設計直接決定了放電程度，或強或弱。在實際進行設計的過程中，主要包括4陰極絕緣瓷支柱、陰極大框架、陰極小框架與電暈線（針刺線）以及電纜引入室4項內容。通常情況下來講，在設計安裝靜電除塵單元的過程中，在實際設計陰極系統時，會設計多條極線，對于極線的布置來說，需要保證彼此之間保持平行，進而與框架共同組成片狀結構。

3.1.3 其他內容設計

3.1.3.1 陽極系統

對于陽極系統的設計來說，其會用多個陽極板，并對其進行排組，最終形成陽極系統，其主要目的是捕捉進入靜電除塵單元的荷電粉塵。

3.1.3.2 陰陽極頂部振打機構

靜電除塵單元在實際運行工作得到過程中，會吸收近80%的粉塵，而這些粉塵很容易附著在極板或者極線上，其會在很大程度上對整體運行造成不良影響。針對此情況，研究人員設計了陰陽極頂部振打機構，其可以通過振動擊打得到方式打落附著得到粉塵。

3.1.3.3 高低壓供電裝置

陰極系統在運行的過程中其需要高壓直流電，且頂部陰陽極頂部振打機構在實際運行生活的過程中也需要低壓直流電的支持，因此就需要高低壓供電裝置的支持。

3.2 布袋除塵單元的設計

3.2.1 濾料的選擇

布袋除塵單元運行工作的過程中，主要是利用濾料對氣體內的粉塵進行過濾，過濾后的粉塵會直接留在濾料上，進而達到除塵的目的。濾料是縫制濾袋的重要材料，因此可以說濾料的選擇直接決定著布袋除塵單元的性能以及除塵效果。此外在實際進行選擇的過程中也需要考慮到除塵原理以及粉塵特性，其對于濾袋也提出了一定的要求。首先，需要保證在完成除塵進行清理的時，其可以保留一定的永久性容塵，其可以在很大程度上保證過濾的有效性以及過濾效果；其次，其對于壓力損失也提出了一定的要求，需要保證其可以在均勻容塵的狀態下具備良好的透氣性，并降低壓力損失；再次，需要保證濾料具備良好的抗折性能、耐磨性能，同時也需要具備良好的機械性能。此外，由于燃煤電廠的特殊性，其煙氣排出時溫度較高，因此濾料需要具備良好的耐高溫性，且需要具有抗腐蝕性。最后，為了保證電廠的經濟利益，因此需要保證其使用時間長且采購成本低。

在實際進行選擇的過程中，大部分濾料很難滿足所有特性需求，因此在實際進行設計的過程中需要根據實際條件選擇更為合適的濾料，提升整體除塵率。

3.2.2 清灰系統

對于清灰系統來說，其會設計一個可編程邏輯控制器（PLC），主要是為了發出預警信號。在實際進行除塵的過程中，其壓力之間存在壓力差，在實際設計的過程中，對于壓差來說會設定一個閾值，在此種狀態的影響下，如果壓差超過設定閾值，PLC會對脈沖控制器發送預警信號，隨后脈沖閥門會隨之打開，氣包內存在的壓縮空氣會瞬間釋放，并進入濾袋之內。壓縮空氣進入到濾袋之后，濾袋會迅速膨脹，會導致堆積在外側的灰塵塊破裂，然后掉落到底部的灰斗之內。

3.2.3 旁路系統

設計旁路系統的主要目的是為了防止沒有完全燃燒的油進入至濾袋內，為了保證投入的煤炭燃燒，需要在前期點火的過程中會投油，而未燃燒的油會導致濾袋污染。針對此情況，會在布袋除塵單元設計旁路系統，其布設的煙氣通道，可以吸收含油氣體，使其不通過布袋除塵單元就可以進入至下游設備，進而保證濾袋的清潔性，保證整體的經濟利益。

3.2.4 濾袋袋籠裝置

電廠燃燒產生的廢氣首先會通過前級靜電除塵單元，但是還會存在部分細微粉塵，而此項裝置設計的主要目的就是收集捕獲殘存的細微粉塵。

4 結語

綜上所述，燃煤電廠在實際運行生產的過程中，現有電除塵器因設備老化、煤質不穩定，致使除塵效率下降，排放濃度達不到目前排放標準，其會對整體生態環境造成嚴重的不良影響，污染空氣，針對此情況將其改造為電袋復合除塵器。改造后，在很大程度上提升了整體除塵的效率，污染物排放達標，避免超標處罰，并且也降低了后續維修養護以及更換得到成本投入，其在很大程度上保證了企業的經濟利益以及社會效益，同時也貫徹落實了我國提出了“綠色發展”的戰略目標。