鍋爐脈沖布袋除塵器的除塵機理及效率運行
目前各類鍋爐脈沖布袋除塵器中，可供選用的有電除塵器和袋式除塵器。特別是電除塵器，以其除塵效率高、阻力低、耗能少；能夠高效收集大流量氣體和高溫或腐蝕性氣體中的粉塵；自動化程度高及操作維護方便等優(yōu)點被廣泛應用于電站鍋爐、冶煉、水泥等大部分工業(yè)除塵領域。最近十年，電除塵器在國內(nèi)得到了長足的進步，生產(chǎn)廠家從引進全套電除塵器制造技術(shù)到自主開發(fā)，己推廣應用了一些成功的研究成果，使除塵器效率進一步提高。今后，隨著電除塵器的不斷改進，其應用領域也將不斷拓展。袋式除塵器的應用和發(fā)展沒有電除塵器那樣迅速，但在我國各行各業(yè)也已有幾十年的歷史，完善的設計和良好的使用效果使其得到廣泛的應用，排放標準可達到50mg/Nm3，甚至更低，但它在電力行業(yè)使用得較晚。目前，隨著耐高溫、耐化學腐蝕、防水、防油、防靜電、抗氧化的高性能濾料的出現(xiàn)，為袋式除塵的廣泛運用提供了空間。當袋式除塵器和電除塵器被要求同等排放濃度時，它們的一次性初投資基本相當，但有時由于袋式除塵器的關鍵設備和控制系統(tǒng)需靠進口，所以比電除塵器的一次性初投資高，后期的運行維護費用也高；而采用電除塵器雖然占地面積較大，但運行維護費用低，并且已在國內(nèi)電力行業(yè)具有眾多業(yè)績。
電除塵器與袋式除塵器的優(yōu)缺點比較
目前，國內(nèi)外公認的高效除塵設備是電除塵器和袋式除塵器，它們有其各自的優(yōu)點和缺點，現(xiàn)針對循環(huán)流化床鍋爐配置除塵器的要求，比較如下：
電除塵器基于先進的除塵機理，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)除塵效率高，大于99.7%；
(2)自動化程度高，利用計算機技術(shù)可以實現(xiàn)自動化控制。操作維護簡便(平時不需維護，可以做到無人值守)，在正常情況下檢修工作量小，可以長期連續(xù)穩(wěn)定運行；
(3)能耗低(處理1000m3煙氣需要0.2kW-0.6kW)，運行維護費用低；
(4)阻力損失小(160Pa~250Pa)，處理煙氣量大，能連續(xù)操作；
(5)設備抗變形能力強，可在高溫(350℃)下運行；
(6)設備耐腐蝕，甚至可以應用于化工制酸行業(yè)；
(7)收集下來的干灰有利于綜合利用。
(8)電力行業(yè)在電除塵器的安裝、調(diào)試運行、維護檢修和管理等各方面積累了大量的寶貴經(jīng)驗，為維持其高效率運行和降低煙塵排放提供了根本保證。
另外，鍋爐單機除塵器對循環(huán)流化床鍋爐燃煤過程中汞的排放也有一定的控制作用。實驗證明，電除塵器后煙氣中汞的含量明顯低于電除塵器前，且向燃煤中添加石灰石后，使得煙氣中汞由氣態(tài)汞向固態(tài)汞轉(zhuǎn)化，比較明顯的是ESP灰中汞增加，排入大氣的氣態(tài)汞減少，且ESP在沒有添加石灰石燃燒時脫除了59.3%的汞，爐內(nèi)添加石灰石燃燒時脫除了71%的汞。
電除塵器的缺點：
(1)鍋爐運行工況和負荷的變化等影響其凈化效率，從而導致排放的不穩(wěn)定。
(2)除塵效率受粉塵比電阻的影響大，也就是說，煤質(zhì)的改變會影響其效率。
(3)不具備離線檢修的功能，一旦發(fā)生故障，只能停爐檢修，否則只能帶病工作。若一旦出現(xiàn)清灰不暢，檢修人員需進入除塵器內(nèi)部，勞動強度較為惡劣。
與電除塵器相比較而言，袋式除塵器的優(yōu)勢在于：
(1)除塵效率更高，可以達到99.99%以上。
(2)對粉塵的特性較不敏感，不受粉塵比電阻的影響。
(3)一般袋式除塵器采用分室結(jié)構(gòu)，并在設計中留有裕量，使除塵器可以輪換檢修而不影響鍋爐的運行。
(4)允許除塵器入口煙氣含塵濃度有較大的變化，而對其運行阻力和除塵效率的影響不大。
(5)結(jié)合噴霧干燥等設備，具有二次脫硫作用，一般能有5%以上的脫硫效率。但由于除塵機理的制約，袋式除塵器的運行、操作、口常管理和維護等方面存在以下問題：
1)袋式除塵器對煤質(zhì)有要求。當原煤中鈣等元素含量過高時，在高溫下生成氧化鈣等能與水發(fā)生反應的化合物，勃附在濾料上無法清除，逐漸使“篩眼”變小，使濾料老化；當原煤中硫等元素含量過高時，煙氣中SOZ與水蒸汽發(fā)生化學反應，生成硫酸及亞硫酸，易腐蝕濾料。
2)對煙氣溫度的控制要求較高。煙氣溫度低，煙氣中的水分易“結(jié)露”，與粉塵結(jié)合后粘附在袋子上，不易被反吹下來，長時間運行容易造成煙氣阻力增大，進而影響鍋爐運行，必須更換新濾袋；煙氣溫度過高，則易燒壞濾料，造成煙氣從破損處逃逸，除塵效率迅速下降。
(3)不適于在高濕狀態(tài)下運行，當煙氣中粉塵含水量超過25%時，粉塵易粘袋堵袋，造成清灰困難、阻力升高、過早損壞；
(4)循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的煙塵顆粒較粗，粗顆粒的煙塵對濾袋的磨損較嚴重，且鍋爐運行中的負荷不穩(wěn)定，尤其是在點爐、啟動、停爐等情況下，煙氣的性質(zhì)也不同，這都將影響到袋式除塵器的使用壽命。
(5)設備投資較大。循環(huán)流化床鍋爐的煙氣特點決定了袋式除塵器必須選用特殊濾料，并降低過濾風速，增大過濾面積，因而設備投資較大。
(6)維修費用高。由于袋式除塵器需定期進行大修(當濾袋過濾阻力增大時，必須停機更換新濾袋)，造成維修費用高。更換濾袋的工作必須人工完成，更換下來的濾袋粘滿粉塵，且需經(jīng)常清洗修補，才能保證效率，工作條件惡劣。
(7)運行費用高。因其系統(tǒng)阻力損失遠遠大于電除塵器(一般為1200Pa~2000Pa)，其系統(tǒng)風機的功率也就遠大于電除塵器，從而運行費用高。若清灰系統(tǒng)失靈，將形成惡性循環(huán)，導致阻力急劇升高，除塵效率下降，甚至影響鍋爐運行。
(8)對除塵器的設計、制造、安裝、運行、操作及維護的要求比較高。
綜合以上因素，單從滿足除塵效率及出口排放標準要求的角度來說，采用袋式除塵器與電除塵器均可，甚至袋式除塵器的除塵效率要高于電除塵器。但從系統(tǒng)能耗、設備運行維護費用、設備運行穩(wěn)定性、大修周期、使用壽命、技術(shù)先進性等角度考慮，并從我國在除塵領域的技術(shù)成熟程度和應用的實際情況出發(fā)，電除塵器又明顯優(yōu)于鍋爐布袋收塵器。因此，本課題采用電除塵器作為循環(huán)流化床鍋爐的配套除塵設備并對其進行仿真設計的研究。目前國內(nèi)采用引進技術(shù)的CFB鍋爐，如白馬、開遠、小龍?zhí)兜染捎秒姵龎m器，袋式除塵器在此方面沒有業(yè)績，在大型化鍋爐應用方面也有一定的風險。例如，袋式除塵器于1978年以后用于我國燃煤電廠的鍋爐煙氣除塵，原電力部在5個電廠進行了試點。但實際運行結(jié)果表明，這5個試點電廠的袋式除塵器項目基本上都不成功，所暴露出來的問題主要有。
(1)濾袋脫落。
(2)濾袋破損。其主要原因為：磨損、機械損傷、腐蝕、煙氣超溫、濾袋質(zhì)量及縫制不佳、防癟環(huán)制作不良、濾袋張力不當?shù)取?/span>
(3)除塵設備結(jié)構(gòu)及制作不良。
(4)濾袋的材質(zhì)不過關。
(5)除塵器設計參數(shù)不合適。
另外，南方潮濕的天氣也可能對濾袋產(chǎn)生不利影響。實際工程中應從以上幾方面權(quán)衡利弊，綜合考慮。
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