水泥工业大气污染治理要点

六）、选择滤料注意事项 1、现在生产、经销各类过滤材料的厂家很多，鱼目混珠屡见不鲜；一些除尘器使用不好，效率低，寿命短，与此有很大关系。所以选择某种滤料，一定要了解生产厂家的生产工艺是否完备，技术来源是否可*，产品质量与检测手段是否有保证，缝制工艺是否合理，售后服务承诺是否兑现，总之要选择正宗的，质量可*的产品。 2、选择某一种滤料，一定要看使用条件，除了常规的含尘浓度，粉尘细度，烟气温度，水分，排放要求，滤料的强度特性等之外；还需考虑诸如抗酸、抗碱、抗水解等化学稳定性。目前还没有一种万能的价廉物美的广普滤料。如美塔斯（METMAX），用于水泥熟料冷却机除尘是一种很好的过滤材料，若用于立窑除尘就不适宜了。 3、过滤风速是决定除尘器性能的一个很重要的参数，它的大小取值与滤料的效果与寿命直接相关。至今还没有一个公式来描述它与诸因素之间的关系，但它与粉尘、烟气的特性有关，与清灰方式有关，与滤料的材质、织物结构有关，与投资大小以及运行的经济性有关，因而需慎重选择，一定要参照许多成功的与失败的教训。 4、选择过滤材料，除了技术特性外，还要综合其经济性，不能简单地讲“便宜”与“贵”，在技术可*，满足使用要求的前提下，再考虑价格问题；滤料的价格，既要考虑初投资，也要考虑运行的经济性。如覆膜针刺毡，与普通针刺毡相比，价格提高了好几倍，但在同等使用条件下，运行阻力可降低一半，节省了运行的电耗；同时由于阻力降低，工艺过程通风改善，可以提高主机产量，经济效果很可观。所以有些旧设备的改造，为改善通风，提高产量，优选是将原有的普通滤料改为覆膜滤料，不用增加过滤面积，不扩大设备，不用动土建，即可取得立竿见影的效果。 5、国内几家滤料生产厂家的技术性能 （1）低温类，适用于生料磨、水泥磨、库顶库底等局部扬尘点袋式除尘器使用，而用于高湿含量条件下还需对其表面采用拒油防水处理剂进行表面处理； 表3、ZLN—D涤纶针刺毡性能参数表 序号  抚顺东方滤料有限公司必达福（BWF）公司抚顺工业用布厂 1材    质涤纶纤维涤纶纤维丙纶纤维 2 单位质量350、400、450、500、550、600、650（g/㎡）350、400、450、500、550、600、800（g/㎡）500、550、650、（g/㎡） 3透气度200-300L/㎡·s170-300L/㎡·s140-210L/㎡·s 4厚  度1.3--2.7mm1.3--2.8mm1.8--2.1mm 5断裂 强度径向>600N/5X20㎝>1900N/5X20㎝>960N/5X20㎝ 纬向<1000 N/5X20㎝<1900 N/5X20㎝<1500N/5X20㎝ 6断裂 伸长径向<35%<35% 纬向<55%<55% 7连续工作温度130℃130℃88℃ 8瞬间工作温度150℃150℃90℃ 9表面处理方式光面、烧毛整理光面、烧毛整理光面、烧毛整理 10耐酸性对强度无影响对强度无影响强 11耐碱性对强度无影响对强度无影响强 （2）、高温类，适用于水泥立窑、旋窑窑尾、冷却机、烘干机等高温废气处理的袋式除尘器，而用于高温、高湿含量条件下还需对其表面采用拒油防水处理剂进行表面处理； 表4、玻璃纤维过滤材料性能参数表 序号  绩溪华林玻纤有限公司南京玻纤院上海耀华玻纤厂 1材    质  玻璃纤维  玻璃纤维  玻璃纤维 2 单位质量350、400、450、500、550、600、650（g/㎡）300、450、500、600、750、800（g/㎡）300、500、800、（g/㎡） 3 透气度350-480L/㎡·s350-450L/㎡·s358-410L/㎡·s 4 厚  度  0.3--0.8mm  0.3—0.8mm  0.3--0.8mm 5断裂 强度径向>1500N/5X20㎝>1500N/5X20㎝>1338N/5X20㎝ 纬向>1250 N/5X20㎝>1250N/5X20㎝>1500N/5X20㎝ 6断裂 伸长径向 纬向 7连续工作温度    280℃    280℃    280℃ 8瞬间工作温度    300℃    300℃    300℃ 9表面处理方式   表面处理   表面处理   表面处理 10耐酸性     强     强     强 11耐碱性     强     强     强 随着袋式除尘技术的不断进步，在水泥行业整个生产工艺过程中的每一个环节都能过看到在使用中的袋式除尘器，也就是说，目前的袋式除尘器完全能够解决水泥生产过程中的全部排尘点，使之达到国家规定的排放要求。 第三部分、袋除尘器的基本原理、结构和控制布置 一、前言 在现代社会中,几乎每个家庭都离不开“布袋除尘器”。比如大家熟悉的家用吸尘器，汽车和电脑用的微型清扫器等。同样“布袋除尘器”在冶金、建材、化工、食品加工等行业中也已经得到了广泛的应用。“布袋除尘器”作为除尘设备已经有了一个世纪的历史。 虽然布袋除尘器的使用已经有了一百多年的历史，但其在电力行业中锅炉上使用了还不到30年。自1973年，美国圣勃雷燃煤电厂（总装机容量为176MW）的四台锅炉将静电除尘改为布袋除尘器以来，布袋除尘器在大容量的电站锅炉上开始广泛地应用，特别是在美国、欧洲和澳大利亚。例如，在澳大利亚新南威尔斯州的电站锅炉中80%已经采用布袋除尘器。现在布袋除尘器不但在新设计的电厂上广泛使用，有些国家更在对原有的静电除尘器进行改造。目前安装布袋除尘器的最大机组为850MW。 为什么布袋除尘器之所以能在电站锅炉上得到如此迅速地发展，这是因为它有其自身的优点： 1、除尘效率高，其效率一般在99.5%以上，高的能达到99.99%； 2、对亚微米级的粉尘的收集效果很好，除尘器出口的气体含尘浓度都能低于30mg/m3,好的能低于5mg/m3； 3、处理的气体量和含尘浓度的允许化范围大，且除尘效率稳定； 4、对粉尘的特性不敏感，（对煤尘来说，不受比电阻的影响）； 5、设备简单，维修方便，不需要高技术的工种。 除此，其他一些重要的因素是： 1、由于科技的发展，特别是新滤料的开发，清灰技术的完善，控制技术的飞跃发展，使得布袋除尘器的滤袋寿命延长，故障率降低，清灰控制可*，使用范围进一步扩大。 2、环保的提高，否定了采用高烟囱排放的措施，电厂采用低硫煤做燃料后，静电除尘的除尘效率明显降低。虽然静电除尘在本体和电源设计上作了大量的技术改进，以提高除尘效率，收到一定的效果或采取烟气调质的方法来提高除尘效率，但为达到相同的除尘效率，满足环保的排放标准，投资大大提高，综合经济技术比较后，布袋除尘器更为有利、更为经济。 3、对有些特殊的煤灰（比如低温除尘指数小于1，SiO2、Al2O3的含量之和大于90%），静电除尘不能适用。 4、随着干法脱硫技术和循环流化床在电站锅炉上的应用，需要有相应的除尘设备予以配合。 虽然布袋除尘器在电站锅炉上有如此迅速的发展，但有过一段坎坷的历程。尤其是在我国。80年代和90年代分别两次在电站上使用的布袋除尘器都因布袋寿命短、堵灰或者烧袋导致故障率高，甚至由于影响机组安全运行而宣告失败（这里有设计、制造、滤料、运行和维护等各方面的因素），从而使布袋除尘器在电站锅炉上的应用受到了一定的限制。与此同时布袋除尘器在我国其他行业中已经得到比较普遍的应用，随着科技的不断发展，环保标准的不断提高，布袋除尘器在电站锅炉上应用将会越来越多。 由于呼厂的煤灰比较特殊，煤灰中的SiO2、AL2O3含量都在45%左右（这两种成分之和大于90%），Na2O和MgO的含量总和小于1%（其中的Na2O的含量仅为0.01%左右），灰的比电阻高，静电除尘器对这种灰尘的处理很难达到满意的效果。现确定呼厂2×200MW机组采用的布袋除尘器，在我国电力行业是第三次使用布袋除尘器。因此，为确保呼厂使用布袋除尘器的成功投产和长期的安全运行、有必要对布袋除尘器的技术有更进一步的了解和掌握。 二、布袋除尘器的原理 现在不对布袋除尘器的原理作深入的阐述，因为在一些教材中都已经对此作过详细的论述。不过，有必要在此把一些已经成为当今工业术语，并且对设计和评估布袋除尘器的性能非常有用的一些关键概念作一介绍。 大家都有戴口罩的经历，口罩就是一种简易的过滤除尘设备。布袋除尘器的除尘机理很简单，它与口罩的除尘机理一样，是通过滤材料对烟气中飞灰颗粒的机械拦截来实现的。但除此之外，先收到的飞灰颗粒在滤料表面还形成了一层稳定的稠密的灰层（一般称为滤饼或滤床），它又起到了很好的过滤作用，特别是用编制布做滤袋的除尘器，这层滤床起到了主要的过滤作用。过滤元件。过滤元件可以由棉毛纤维、玻璃纤维或各种化学纤维经过纺织（或针刺）成滤料，再缝制成垂直悬挂的滤袋，不同场合要选用不同的滤料。在滤袋上收集到的粉尘通过周期性的机械抖动、过滤后的烟气反吹或压缩空气的脉冲反吹等途径使布袋变形而将灰清除。 烟气能够通过滤袋和滤料表面所形成的滤饼（滤床）是依*滤层两边的压差—这个压差通常称为管板压差d.p.（有时也称为滤床压差）。飞灰收集中，一个特殊的参数是过滤烟速——每分种每平方米的滤布所过滤的气量。滤床的压差d.p.是与烟速呈线性比例关系，因此也与烟气流量呈线性比例关系。这个固定的比例关系系数通常称为滤阻。按此定义，滤阻与烟气流量无关，有点类似于电阻的概念。我们把平均的过滤速度表示为，气布比——它是烟气量与整个过滤面积之比（单位用m3/m2/min表示）。这个参数在布袋除尘器的选择和设计中是一项非常重要的技术指标。 布袋除尘器其余的压力损失是由布袋除尘器进口法兰之间的烟道和挡板门所产生的。这个压降的大小与烟气的流速的平方成正比关系，因此整个布袋除尘器的压降Δp.与烟气量是二次方的关系。 Δp total=K1Q1+K2Q2 K1=Kdrag/A(Kdrag=滤阻，A=过滤的表面积) K2=烟气道和挡板门的压损系数 Q=烟气量 注：在设计最大的过滤压降是选择锅炉吸风机容量的约束条件 三、布袋除尘器的分类 布袋除尘器的分类从除尘本质上讲是没有实际意义的，它只是便于人们对布袋除尘器的掌握和记忆，因此，按照不同的定义就有不同的分类。 —按气布比来划分：（仅针对电站锅炉而言） 1、高气布比的布袋除尘器，通常气布比：大于1.0m3/m2/min。 2、低气布比的布袋除尘器，通常气布比：小于0.8m3/m2/min。 布袋除尘器气布比的选定是根据布袋除尘器的使用场合、布袋的滤料、清灰的方式、需除尘介质的含尘浓度或成分、场地的大小以及布袋除尘器的布置等方面的因素来考虑的。 —按布袋除尘器的清灰方式划分主要有： 1、烟气反吹式布袋除尘器：它是利用过滤后清洁烟气低速反向吹布袋，使得布袋变形来达到清灰的目的。布袋在袋的封口端垂直悬挂着，灰在袋内收集。该形式的除尘器在清灰时作用在布袋上的机械张力较小，适用于玻璃纤维滤袋的除尘器。 2、机械抖动式（振动式）布袋除尘器：与烟气反吹布袋除尘器一样，灰也是在袋内收集。它对滤袋的机械强度要求较高，所以对玻璃纤维滤袋不适用。 3、脉冲清灰式布袋除尘器：与前两种型式的袋除尘器不同，灰是在滤袋外被收集，滤袋*袋内部的金属笼支撑。它的清灰是*清洁的压缩空气周期性地喷入滤袋内，使滤袋变形，把存积在滤袋外面的灰除去。压缩空气的压力、脉冲的强度和持续时间随不同的使用场合调节，根据这些参数可以把脉冲反吹式布袋除尘器又分为： ——高压脉冲式：压缩空气压力为：0.60-0.80Mpa ——中压脉冲式：压缩空气压力为：0.20-0.40Mpa ——低压脉冲式：压缩空气压力为：0.06-0.10Mpa 这些不同形式的布袋除尘器的结构有很大的区别，其清灰方式的示意图见附图1，典型的结构将在下面介绍。 选择什么形式的布袋除尘器，一般是根据布袋除尘器的使用场合、布袋的滤料、场地的大小、制造厂的设计特点和运行维护的管理等因素来考虑。 四、布袋除尘器的滤料 袋除尘器的非常重要的因素之一是除尘器的布袋能否在需除尘的介质中长期（在一定的时间范围内）使用而不损坏（即布袋的使用寿命）。滤袋的损坏主要是指滤袋的破损、氧化收缩、脆化、堵塞、烧损、腐蚀、水解分化等。所以，选择滤袋就有一定的要求，比如耐温、耐腐蚀、阻力小、不易粘灰、寿命价格比好……等。大家都知道滤袋是用滤料制作的，因此，影响滤袋寿命的因素除了滤袋的结构、制作工艺、清灰方式、运行工况等外，最主要的因素就是滤料的特性和质量。 1、滤袋的特性主要有以下指标（或内容）    ——透气性（该特性也确定了滤料的滤阻）    ——密度    ——抗折性能（脆性）    ——断裂强度和断裂伸长（横向、纵向）    ——耐温性（该特性决定了滤料的使用温度范围）    ——热收缩率（横向、纵向）    ——水解稳定性（分四个等级）    ——抗酸性（分四个等级）    ——氧化稳定性（分四个等级） 以上这些滤料的特性是与滤料的原材料（即原纤维）成分、编织工艺、滤料的各种后处理方式有关的。 2、滤料的原材料主要分三类：   ——天然纤维：以天然棉、毛纤维为主。   ——玻璃纤维：玻璃丝。   ——化学纤维：种类很多，主要有：聚氯乙烯类（PC）。聚丙烯类（AC），聚酰氨类（PI），聚苯硫醚类（RYTON），聚四氟乙烯类。 3、滤料的纺编织工艺主要分为二类：    ——编织布（平织、斜纹织、缎织等）    ——针刺毡（基本和针刺料可以同材料或异种材料） 4、滤料后处理主要有： ——表面烧毛或压光 ——热定型 ——防水防油处理 ——防火处理 ——涂膜处理 ——抗静电处理 为了便于对滤料具有的性能有进一步的了解，对选择滤料起到有益的指导作用，下面把六种比较典型的可用于电站锅炉的滤料做一介绍。 从表中可以看出：针织毡比编织布的透气性好，纤维的断面是非圆型的化纤类滤料则透气性更好。玻璃纤维的耐温性最好，但因为它的纤维脆易断，抗强酸碱的能力差的致命弱点而限制了它的使用范围。ACRYLIC的滤料耐温较低，且对温度很敏感，因此，使用时必须严格控制烟温，甚至需采用降温保护措施。 TEFLON滤料的纤维特别光滑，非常有助于灰尘的去除，另外它的机械强度高，化学稳定性好，耐腐蚀，是非常好的滤料，但因为价格很贵，只有在必要的时候才考虑。现在有用TEFLON作表面涂膜处理的滤料，这种新型的滤料能达到很好的综合性能，而价格相对要低一些。其他各种滤料都各有优缺点，需根据它的性能有选择地使用，必要时也还要采取一定的保护措施。现在滤料的加工工艺进一步提高，采取一些特殊的处理，能进一步提高滤料的性能。 玻璃纤维聚乙烯类NOMEX偏芳族聚酰氨RYTON聚苯硫醚P84聚酰亚氨TEFLON聚四氟乙烯 持续温度℃280160190240250 透气性C编织BA纤维断面非圆形BA纤维断面非圆形B 抗折叠率DBBBBA 热收缩率ABBBBB 水解稳定性ABCABA 抗酸性DBCABA 抗碱性CCCACA 氧化稳定性ABBCBA 价格较便宜便宜较贵贵很贵最贵 备注只适用于烟气反吹袋式除尘器对温度很敏感抗腐蚀性差，煤种变化大时要谨慎对氧化敏感，严格控制烟气含氧量新材料，缺少运行经验太贵 注：表中A、B、C、D为四个等级，A为最高，D为最低。 在选择布袋的滤料时，烟气的温度提供了选择的初步依据。当温度超过250℃时，只有玻璃纤维的材料才能使用。当温度低于130℃时，显然要采用聚乙烯滤料是最合适的。当温度在130℃-250℃的范围内时，就要根据类烟气的温度和烟气中的成分、长期的运行情况来综合考虑选择哪一种滤料。 选用什么形式的布袋除尘器对滤料的选择也是有影响的。玻璃纤维的滤袋抗折、耐磨性能差，在烟气反吹除尘器上使用是有效的，但在其它清灰方式的布袋除尘器上不宜使用，特别是在需要布袋必须具有足够的机械强度的机械抖动式的布袋除尘器上是不能使用的。对其他种类的滤料来说，在各种形式的布袋除尘器上都能使用。 五、布袋除尘器的结构和清灰控制 在前面布袋除尘器的分类一节中已经介绍了根据不同的清灰方式所分的三种形式的布袋除尘器，事实上，还有其他一些清灰的方式，比如磁振动式，声波助振荡式等等。不管采用哪种形式的清灰装置，清灰的目的和需要遵循的原则是一样的。即当滤袋上的积灰不断增加，滤袋的前后压差增加到某一个值时，就要对滤袋进行清灰，使滤袋恢复到比较理想的清洁状态。有两点需注意的是： 1、清灰不能太频繁太剧烈，滤袋表面必须保存一层滤层（不能把滤料上面已经收集到的一层滤层清掉），这就要在清灰强度（包括清灰频率）设计时加以考虑。 2、需要清灰的滤袋压差设定点要根据滤袋的使用情况合理设定。压差设定点不能定得太高，否则，运行时间不长细灰颗粒就会嵌入滤袋太深，影响滤袋使用寿命。在滤袋使用寿命的后期，因细灰颗粒嵌入滤袋已较多，清灰的频率要增加。 随着科技的不断发展，清灰的控制现在都采用PLC程序控制。理论上最理想的清灰程序是每一个滤袋前后压差达到设定值时开始清灰，到压差降到某一个设定值时停止清灰。但事实上测定每个滤袋的压差是不可能的。因此，一般清灰程序都是按每个过滤前后的压差和压差变化的时间长短这两个参数来设计的。在正常情况下，清灰系统会根据所测量到的参数按照预先编制好的各种清灰程序进行自动清灰（“定时清灰”或“定压清灰”）。在特殊情况下（比如测量元件故障，运行工况异常……等），可以切换到手动控制进行清灰。当然PLC程序控制装置具有自动报警功能，出现异常情况会随时报警，提醒运行人员注意或采取应急措施。 不同的清灰方式，有不同的清灰特点，自然其结构也明显不同，就是相同清灰方式的布袋除尘器，因不同的制造厂有各的技术专利，其结构也有不同，因此，在这里只可能把几种类型的布袋除尘器的清灰控制，结合其结构作简单介绍。 ——烟气反吹式布袋除尘器 这种形式的布袋除尘器在美国电站使用初期用得较多。含尘烟气从布袋除尘器的下部经过进口阀后，流过灰斗上面的缓冲板进入滤袋后，滤袋为圆形。一定数量的滤袋以方阵布置组成一个除尘单元。在前面已经介绍过，布袋是在袋的封口端垂直悬挂着，下部口袋用卡环固定在管板上，袋内没有笼骨（长的滤袋有支撑环），烟气进入袋内把袋鼓起，灰在袋内收集。为了防止滤袋未张紧在底部下垂，滤袋上部的固定有弹簧式和重锤式两种，过滤后的清洁烟气经过出口提板阀排出。 当滤袋两边压差达到设定值时进行清灰。清灰时，要被清灰的这一个除尘单元的出口提升阀关闭，打开反吹提升阀（反吹风由一个低压反吹风机提供），一股低压风进入清洁烟气室与清洁烟气一起反向吹向滤袋，使滤袋压瘪变形，灰抖落掉入灰斗达到清灰的目的。清灰结束，被清灰单元的出口提升阀打开，反吹风提升阀关闭，该单元投入运行。然后转到下一个除尘单元进行清灰。这种方式的清灰动作比较缓慢，作用在滤袋上的机械张力较小，对滤袋的损伤也较轻。但清灰效果相对而言要差一些，所以有时候需连续反吹几次再转到下一个单元清灰。 这种清灰方式所配的反吹风机的参数一般为：压头：H=50（mmH2O），流量：Q=总风量/过滤单元（m3/h）。 另外，每个除尘单元的出口提升阀的严密性非常重要的，否则反吹风会泄露掉，影响清灰的效果。 ——机械抖动式（振动式）布袋除尘器 机械抖动式（振动式）布袋除尘器：与烟气反吹式布袋除尘器相类似；滤袋也是在袋的封口端垂直悬挂着，袋内没有笼骨（长的滤袋有支撑环），烟气进入袋内把袋鼓起，灰在袋内收集，不同的是：它是依*滤袋顶部的支承机构的机械抖动（振动）使滤袋摆动起到变形作用，使灰从滤袋上清理下来。抖动（振动）的方式因滤袋上端的悬挂方式不同而略有不同，一般是*马达驱动滤袋顶部反承机构抖动。 当滤袋前后压差达到设定值时进行清灰，要被清灰的这一个单元的进出口门关闭，除尘单元处于停用状态。马达启动抖动开始（一台马达带动一片组滤袋抖动），持续一段时间后停止，达到清灰的目的。清灰结束，被除尘单元的进出口门打开，该单元投入运行，然后转到下一个除尘单元进行清灰。 这种清灰方式的振打“强度”的设计是很重要的。振打“强度”太大对滤袋的损伤太大，因此振打“强度”不能超过极限（振打“强度”的增大并不能使滤袋清理得更干净）。相反振打“强度”太小又不能起到很好的清灰效果。 振打“强度”是由振幅、振动频率（该两项参数也就确定了振动加速度）和振动持续时间三个主要因素所组成的，它们之间又相互影响。因此，在清灰程序的编制和有关值确定的时候，当振幅或频率确定之后，振动持续时间的长短是很重要的。在调试期间还要根据经验数据和现场情况综合考虑。 这种清灰方式的布袋除尘器与其他方式的布袋除尘器比较，对滤袋的机械强度要求最高，而清灰效果不是最好。 上述两种清灰形式的布袋除尘器所选用气布比都必须是低气布比，因此，体积庞大，造价高。另外，含尘烟气从袋口进入滤袋，袋口处局部烟速大，并存在涡流区，虽然管口设有防磨短管，但滤袋还是比较容易损坏。随着科技的进步，现在已经不主张采用这两种形式的布袋除尘器。 ——脉冲清灰布袋除尘器 与前两种形式的布袋除尘器明显的区别是灰在滤袋内部被收集，滤袋*袋内部的金属笼骨支撑，上端用各种方式固定在花板上。它的清灰是*清洁的压缩空气周期性地脉冲喷入滤袋，使滤袋变形，使积存在滤袋外面的灰去掉。 前面已经讲到它们有高压脉冲、中压脉冲和低压脉冲三种形式，其结构、滤袋的固定方式、脉冲压缩空气的参数等都各不相同。 1、高压脉冲——典型产品是EEC公司生产的布袋除尘器。 该高压脉冲布袋除尘器的特点是：阶梯式的入口总管把气体均匀地分布到每个除尘单元，并保证了进气的均匀性。 除尘器的滤袋为圆形，由抗瘪的袋笼所支撑，一定数量的滤袋以方阵布置组成一个除尘单元。每个除尘单元的进、出口配有挡板门，清灰时进出口挡板门关闭，执行离线清灰。每一个滤袋口处有一个文丘里管，文丘里管与袋笼上端固定，并用螺栓压板固定在管板上。 每一排滤袋上面布置一根反吹压缩空气管，管上开有反吹孔，每个孔与每个滤袋——对应。每一根反吹压缩空气管上装一个由电磁阀控制的隔膜脉冲阀。当清灰时，隔膜脉冲阀迅速打开，压缩空气以一股同速气流喷入滤袋，气流经过文丘里管起到喷射作用，把周围的一部分清洁烟气吸入，在袋内形成微正压使滤袋变形，达到清灰的目的。高压脉冲压缩空气由空压机提供，气体压力为0.60～0.80Mpa，压缩空气经过压缩空气罐后和每一根反吹压缩空气管连接。 清灰的自动控制是由PLC控制装置来执行，可自动控制和手动控制。自动控制有“定时控制”和“定压控制”两种程序，且“定压控制”优先，即运行时，按设定的时间间隔进行清灰；如果在设定的时间间隔内压差超过设定值，清灰就会马上进行。同样，该装置也设有各种异常工况的报警。 高压脉冲清灰的压缩空气压力高，脉冲时间为0.2—0.5秒。诱导的清洁气量大，耗气量最小，但对压缩空气的品质要求也高。 另外，这种高压脉冲清灰方式一次脉冲反吹的滤袋数量是有限的，因此，所需的隔膜脉冲阀最多，较大容量锅炉上的布袋除尘器所配的隔膜脉冲阀超过千个。这对运行维护管理不利。 另一个典型的高压脉冲布袋除尘器是AEROPULSE的产品。 它的特点是：滤袋直径小（φ114mm），布置间距大；全侧向进气有利于粉尘的沉降。文丘里管设计为凸缘卡环结构，在管板上固定和拆装快捷方便。采用在线清灰。 2、中压脉冲——典型产品是HAMON公司生产的布袋除尘器 HAMON公司的中压脉冲布袋除尘器与EEC高压脉冲布袋除尘器是相似的，只是脉冲反吹压缩空气压力低一些，一般为0.20—0.40Mpa。它的滤袋也为圆形，由袋笼支撑，方阵布置，组成一个除尘单元。每一个滤袋口也装有文丘里管，清灰机理和清灰的自动控制与高压脉冲袋除尘器一样，这里不再重复。 “中压”和“高压”脉冲清灰的清灰效果都是不错的，但文丘里管附近区域清灰能力差一些，对滤袋的机械强度要求也高一些。 3、低压脉冲——典型产品是LURGI公司生产的布袋除尘器。 该低压脉冲布袋除尘器的特点是：滤袋为椭圆形，由抗瘪的袋笼所支撑，一定数量的滤袋以同心圆状布置组成一个除尘单元。每一个除尘单元的进出口挡板门可设计在除尘器本体内，也可设计安装在除尘器本体外。烟气是从除尘器下部进入后均匀地分配到滤袋的外侧，过滤的清洁烟气从滤袋内排到上部的清洁烟气室，然后经过出口挡板门排出。每一个除尘单元配一套清灰装置（包括脉冲储气罐，电磁阀，隔膜脉冲阀和反吹风支管），旋转反吹风支管由位于顶部的驱动电机带动旋转（转速大约为1转/分），风管上设有空气喷口（喷口设计时考虑到吹风的均匀性，每一布袋圈上方对应一个脉冲喷口）。低压的压缩空气（0.06-03.08Mpa）由罗茨风机提供，风机首先向集气罐冲气，再通过输气管道输送到各个脉冲储气罐。除尘器采用在线反吹清灰，由PLC控制装置执行。当PLC控制装置发出清灰指令后，隔膜脉冲阀在电磁阀的作用下迅速打开，低压压缩空气进入旋转反吹风支管，经过喷口对滤袋进行反吹清灰。它的清灰是*一定量的低压空气进入滤袋内，使滤袋鼓起变形除尘。 第五部分、煤磨袋式除尘器结构特点及使用 一、前言 袋式收尘器因其具有结构简单、适用性广、排放浓度稳定、造价低廉等诸多优点而逐渐在煤粉磨上得到应用，但由于煤粉的易燃、易爆性，使煤磨袋收尘器在制造、使用和管理上具有与一般袋式收尘器不同的特点。在我国，尤其是在水泥行业，在使用和管理上存在认识不够，经验不多的现象。本文就我厂生产的“富乐”型气箱脉冲煤磨袋收尘器为例谈谈煤磨袋收尘器的结构特点和使用。 二、燃烧、爆炸的条件及其控制 我们知道，一般情况下，煤粉烟气的燃烧暴炸条件为燃烧物、氧气和温度（火源），因此就必须对其进行控制，才能保证含尘气体不发生燃烧和爆炸。 1、控制燃烧物 含尘气体的燃烧物一是可燃气体，另一个是固体燃烧物，可燃气体主要是一氧化碳，其在气体中的含量达到一定浓度就可能发生爆炸，一氧化碳主要来自通风系统的热源，因此，必须加强通风系统的管理，保证一氧化碳含量在安全范围内。 控制固体可燃物包括控制进气口含尘浓度和避免收尘器内部煤粉堆积两个方面，避免煤粉堆积由收尘器特殊结构来保证，而气体的含尘浓度则由系统工艺决定，根据有关试验表明，煤粉的爆炸浓度工区是100-2000g/m3，因此，为保证袋收尘器安全运行，最好控制在60g以下，但是随着粉磨技术的发展，袋收尘器常被作为工艺设备选用，而且又都采用一级收尘，含尘气体由磨机经粗粉分离器直接进入袋式收尘器，含尘浓度一般都在300-700 g/m3之间，这正处于爆炸的危险区域，因此，控制其它两个爆炸条件及保证检测、防爆系统的正常尤为重要。 2、控制含氧量 氧气是燃烧的三要素之一，试验表明，气体含氧量低于12%时，就能避免燃烧发生。在煤磨系统中，常需要热气体对磨进行通风和烘干物料，煤粉磨常采用窑头冷却机热风，或窑尾废气作热源，若采用冷却机热风，气体中的含氧量基本上与空气相同，为21%，这将增大煤粉烟气爆炸的可能，极不安全，因此，使用袋收尘器的煤磨系统最好是采用窑尾废气作热源，含氧量可降至12%以下。 3、控制温度 控制温度包括气体温度和消除火源，气体温度的控制由工艺布置和现场管理来保证。火源的产生对于袋式收尘器来说主要有滤袋静电，运动部件碰撞火花和系统窜入火星，我厂生产的“富乐”型煤磨袋收尘器，使用新研制的防静电滤袋可抑制滤袋产生静电，运动部件采用铝制品，可防止碰撞火花。 三、“富乐”型煤磨袋收尘器结构特点 “富乐”型气箱脉冲煤磨收尘器除具有特殊的结构外还具备一系列完善的检测预报和消除燃料爆炸的措施。 1、结构特点 ⑴ 消除极内积灰，收尘器内所有可积灰的地方都焊以防尘板，防尘板斜度大于70°，在灰斗上装有振动电机防止灰斗积煤，振动电机每个灰斗一个。 ⑵ 预热装置，煤粉袋收尘器开车时如果直接通往烟气，则会因内部构件温度低（尤其在冬季）而使用煤粉结露粘附在滤袋及构件上，为此必须在收尘器使用前开动预热装置，向收尘器内吹入热风，使其内部温度升高到露点以上，预热装置主要由轴流风机，电加热箱和电动阀门组成。 ⑶ 灰斗电加热器及温度继电器：灰斗电加热器的作用是防止煤粉在灰斗内冷凝，结在灰斗侧壁上而不能及时排出，温度继电器则的控制电加热器的通断，保证灰斗的温度在一定的范围。电加热器每个灰斗四个，分布在灰斗的四个壁上。温度继电器采用XU-200型，每个有一付常闭触点，每个灰斗两个，安装在灰斗的同一侧面上。 ⑷ 灰斗下料器的选型，灰斗下料器的作用是排灰锁风，煤磨袋收尘器的回转下料器选取用的是浅斗型，其特点是叶轮的料斗为勺型，使物料容易沿接触面滑动，因而叶轮不积灰。 ⑸ 铝质提升阀和防静电滤袋，提升阀的阀板为运动部件，采用铝质阀板可避免钢对碰撞时产生火花。采用防静电滤袋可消除机内的静电火源。 2、燃烧爆炸的检测装置 3、防爆阀与二氧化碳灭火装置 尽量采用了以上防爆、防燃和检测措施，但如上所述，煤磨袋收尘器一般都工作在煤粉浓度的易爆危险区域，因此“富乐”型煤磨袋收尘器设置了防爆阀和二氧化碳灭火装置，以消除在不正常情况下气体爆炸对收尘器造成的危害。 ⑴ 防爆阀：“富乐”型气箱脉冲煤磨袋式收尘器每个室设置一套防爆阀，防爆阀为门型结构，防爆门直接由防爆锁锁于门框上，每个门上对称布置六个防爆锁，防爆阀的作用就是在收尘器内气体发生燃烧爆炸时，释放爆炸所产生的压力，以防止收尘器结构损坏。防爆阀的释放压力可通过防爆锁的弹簧来调整，防爆门在压力释放后能在自身重力作用下，自动恢复原来的关闭状态，以阻止新鲜空气进入收尘器内。同时，防爆阀可通过其门上的防爆门开关与系统，当有防爆门没有关闭时，收尘器不能运行，或当系统运行中防爆一旦开启能停止系统工作并自动启动灭火装置。从以上作用看出，这里的防爆实际上是一个卸压阀，所谓“防爆”是指可防止收尘器本体爆炸而损坏，而并不能从根本上防止含尘气体的爆炸。有人认为既然收尘器有了防爆阀收尘器内气体就不会发生爆炸。这是一种误解。 ⑵ 二氧化碳灭火装置 二氧化碳灭火装置是在收尘器内气体发生燃爆时，向收尘器内喷射二氧化碳以阻止燃烧的发生。其动作有自动和手动两种，自动控制与检测系统联锁，当发生异常时，可及时有效地消除隐患；手动操作可根据收尘器内燃烧情况相应喷入一定量的二氧化碳，可大大节省费用。二氧化碳瓶每半年称一次，其重量的减少不得超过5%。 四、现场使用中的注意事项 收尘设备能否在使用中正常运行，与现场管理使用有着密切的关系，特别是煤磨袋收尘，现场的正确操作与严格管理尤为重要。水泥厂煤磨收尘器发生燃烧爆炸多数与管理不严违反操作规程有关。 1、熟悉控制元件的控制要求 灰斗振动电机：每个灰斗每小时振动一次每次15秒（时间可调节）各个灰斗的振动时间要求隔开。预热装置：在收尘器运行前，先将预电加热器电动阀门打开，启动轴流风机，再启动管状电加热器对收尘器内部加热，2-4小时后先关闭管状电加热器电源，再关闭轴流风机的和电动阀门。停止预加热后收尘器应立即投入运行。 灰斗电加热器及温度继电器：当温度低于60℃时接通电源加热，当温度高于70℃时切断电加热器。温度继电器的触点容量有限，应通过接触器控制。 2、保护适宜的气体温度 对于煤磨收尘器，入口气体的温度应严格控制，保证高于露点以上25℃，低于70℃的范围。温度过高容易引燃含尘气体而发生爆炸；温度若低于露点以下，会引起结露，不仅造成积灰，还会堵塞滤袋使清灰困难而影响收尘器的正常运行。 3、正常的操作规程 煤磨袋收尘器在使用时必须遵守正确的操作规程：开机前首先全面检查收尘器本及监控系统处于正常，然后按下列顺序操作。 启动预加热器（2-4小时）→启动回转下料器→启动清灰装置→启动灰斗振动电机→启动系统排风机（关闭预加热器） 完成以上操作后再启动整个煤磨系统，磨机投料。停机时应首先停止磨机喂料，收尘器继续运行一段时间，使气体含尘浓度降到安全浓度以下，然后按与开车相反的顺序停机。停机后的回转下料器继续运行1小时以上，以保证彻底排出灰斗内的煤粉。 4、严格的#管理制度# 收尘设备使用的好坏，*的是“三分技术，七分管理”，可见管理的重要性，对于煤磨袋收尘器更是如此。因此，现场管理中，必须有一套严格的，科学的管理规章制度。关键部位定岗定员：定期检查收尘器的运行情况：检查监控系统是否正常，分析检测数据；下料器运行情况等，发生问题及时处理。 5、磨一点生粉料 在煤粉制备系统中，应预先投入生料粉，当煤磨系统第一次运行时，可先喂入生料，使系统中一些容易积灰的地方积上生料，这样可避免系统中沉积煤粉而发生自燃。 6、注意原煤的挥发性 煤粉的易燃性与其原煤的挥发性有很大关系，一般来说，挥发份小于10%的煤粉（如无烟煤）是没有爆炸危险的；挥发份在10%以上的煤，其值愈大，愈易爆炸，尤其是当挥发分超过20%时爆炸的可能性将大大增加。因此，在煤粉制备系统应尽可能采用低挥发性的原煤，当使用高挥发分的原煤时，应特别小心，必要时应采取措施，如降低含水量、氧量，控制入口浓度等。 第六部分布袋除尘器与静电除尘器的基本性能对比 一、概论 烟尘是造成大气污染的主要因素之一，减少大气污染的根本措施就是减少有害物质向大气的排放。目前国家环保标准趋于严格，对污染物排放征收的费用和要求也越来越高。过去只要达标就可以免交排污费，而且排放标准要求也比较低，电厂相对比较容易实现达标排放。现在排放标准提高了，采用静电除尘器达标就相对比较困难，而且即使达标了，也会对污染物征收排放费。因此，燃煤电厂在选择锅炉烟气净化设备时必须考虑这些客观因素。 在选择除尘技术时，应充分考虑经济性、可*性、适用性和社会性等方面的影响。除尘技术的确定受到当地条件、现场条件、燃烧煤种特性、排放标准和需要达到的除尘效率等多种因素的影响。 针对目前环保要求、污染物排放费用的征收情况以及静电除尘器和布袋除尘器在性能上的差异和在各行各业应用的实际情况，对两种除尘器在实际应用中的基本性能做一个简单客观的对比： 二、除尘效率 众所周知，布袋除尘器比静电除尘器有更高的除尘效率，尤其对人体有严重影响的重金属粒子及亚微米级尘粒的捕集更为有效。通常除尘效率可达99.99%以上，排放烟尘浓度能稳定低于50mg/Nm3，甚至可达10 mg/Nm3以下，几乎实现零排放。 从目前电力行业燃煤锅炉应用的情况来看，布袋除尘器的排放能保证在30 mg/Nm3以下。呼和浩特电厂两台200MW机组的锅炉烟气净化采用了布袋除尘器，从CEMS系统长期自动监测的结果和权威检测单位的测试人员人工采样测试的结果来看，排放浓度均低于27 mg/Nm3。 随着国家环保标准的进一步提高和越来越多的电厂燃用低硫煤（或者经过了高效脱硫），就电除尘器而言，即使达标也变得越来越困难。而布袋除尘器其高效的过滤机理决定了它不受燃烧煤种物化性能变化的影响，具有稳定的除尘效率。针对目前国家环保的排放标准和排放费用的征收办法，布袋除尘器所带来的经济效益是显而易见的。 三、系统变化对除尘器的影响 燃煤电厂的煤种相对稳定，但也不能避免遇到煤种或煤质发生变化的时候；锅炉系统是一个经常变动和调节的系统，因此从锅炉中出来的烟气物化性能、烟尘浓度、温度等参数也不能保证不发生变化。这一系列的变化，针对不同的除尘器会引起明显不同的变化。下面从主要的几个方面进行对比： 1、送、引风机风量不变，锅炉出口烟尘浓度变化 对布袋除尘器：烟尘浓度的变化只引起布袋除尘器滤袋负荷的变化，从而导致清灰频率改变（自动调节）。烟尘浓度高滤袋上的积灰速度快，相应的清灰频率高，反之清灰频率低，而对排放浓度不会引起变化。对静电除尘器：烟尘浓度的变化直接影响粉尘的荷电量，因此也直接影响了静电除尘器的除尘效率，最终反映在排放浓度的变化上。通常烟尘浓度增加除尘效率提高，排放浓度会相应增加；烟尘浓度减小除尘效率降低，排放浓度会相应降低。 2、锅炉烟尘量不变，送、引风机风量变化 对布袋除尘器：由于风量的变化直接引起过滤风速的变化，从而引起设备阻力的变化，而对除尘效率基本没有影响。风量加大设备阻力加大，引风机出力增加；反之引风机出力减小。 对静电除尘器：风量的变化对设备没有什么太大影响，但是静电除尘器的除尘效率随风量的变化非常明显。若风量增大，静电除尘器电场风速提高，粉尘在电场中的停留时间缩短，虽然电场中风扰动增强了荷电粉尘的有效驱进速度，但是这不足以抵偿高风速引起的粉尘在电场中驻留时间缩短和二次扬尘加剧所带来的负面影响，因此除尘效率降低非常明显；反之，除尘效率有所增加，但增加幅度不大。 3、温度的变化 对布袋除尘器：烟气温度太低，结露可能会引起“糊袋”和壳体腐蚀，烟气温度太高超过滤料允许温度易“烧袋”而损坏滤袋。但是如果温度的变化是在滤料的承受温度范围内，就不会影响除尘效率。引起不良后果的温度是在极端温度（事故/不正常状态）下，因此对于布袋除尘器就必须设有对极限温度控制的有效保护措施。 对静电除尘器：烟气温度太低，结露就会引起壳体腐蚀或高压爬电，但是对除尘效率是有好处的；烟气温度升高，粉尘比电阻升高不利于除尘。因此烟气温度直接影响除尘效率，且影响较为明显。 4、烟气物化成分（或燃烧煤种）变化 对布袋除尘器：烟气的物化成份对布袋除尘器的除尘效率没有影响。但是如果烟气中含有对所有滤料都有腐蚀破坏的成分时就会直接影响滤料的使用寿命。 对静电除尘器：烟气物化成份直接引起粉尘比电阻的变化，从而影响除尘效率，而且影响很大。影响最为直接的是烟气中硫氧化物的含量，通常硫氧气化物的含量越高，粉尘比电阻越低，粉尘越容易捕集，除尘效率就高；反之，除尘效率就低。另外烟尘中的化学成分（如硅、铝、钾、钠等含量）的变化也将引起除尘效率的明显变化。 5、气流分布 对布袋除尘器：除尘效率与气流分布没有直接关系，即气流分布不影响除尘效率。但除尘器内部局部气流分布应尽量均匀，不能偏差太大，否则会由于局部负荷不均或射流磨损造成局部破袋，影响除尘器滤袋的正常使用寿命。 对静电除尘器：静电除尘器非常敏感电场中的气流分布，气流分布的好坏直接影响除尘效率的高低。在静电除尘器性能评价中，气流分布的均方根指数通常是评价一台静电除尘器的好坏的重要指标之一。 6、空气预热器及系统管道漏风 对布袋除尘器：对于耐氧性能差的滤料会影响布袋寿命，比如：RYTON滤料，但是除尘效率不受影响。由于混入冷风系统风量增加导致系统阻力增加。 对静电除尘器：设备阻力无明显变化，但是系统风量增加提高了电场风速对除尘效率有影响。 四、运行与管理 布袋除尘器与静电除尘器是两种完全不同的除尘设备，在运行和管理上也有很大的不同之处，下面就针对一些基本问题做一些对比： 1、运行与管理 对布袋除尘器：运行稳定，控制简单，没有高电压设备，安全性好，对除尘效率的干扰因素少，排放稳定。 由于滤袋是布袋除尘器的核心部件，是布袋除尘器的心脏，且相对比较脆弱、易损，因此设备管理要求严格。 对静电除尘器：运行中对除尘效率的干扰因素多，排放不稳定；控制相对较为复杂，高压设备安全防护要求高。由于静电除尘器均为钢结构，不易损坏，相对于布袋除尘器，设备管理要求不很严格。 2、停机和启动 对布袋除尘器：方便，但长期停运时需要做好滤袋的保护工作。 对静电除尘器：方便，可随时停机。 3、检修与维护 对布袋除尘器：可实现不停机检修，即在线维修。 对静电除尘器：检修时一定要停机 五、设备投资 作为用户，最为关心的是除尘器的投资问题，下面就针对两种除尘器在不同条件下的投资情况做一个对比： 1、对于常规的烟气条件和粉尘（主要是指比较适合静电除尘器的烟气），两种除尘器排放浓度要达到目前较低的环保要求（如150mg/m3）初期投资布袋除尘器比静电除尘器约高20-35%左右 2、对于低硫高比电阻粉尘、高SIO2、AL2O3类不适合静电除尘器捕集的粉尘，两种除尘器要达到目前较低的环保要求（如150mg/m3）初期投资静电除尘器和布袋除尘器相当或静电除尘器投资高些。 对于采用典型的煤种的锅炉，如准格尔煤田和勃海湾煤田的煤种，静电除尘器投资比布袋除尘器高。 3、通常条件下达到相同的除尘效率或者说达到相同的排放浓度，静电除尘器的投资通常要比布袋除尘器的投资高。以呼和浩特电厂200MW机级为例： 布袋除尘器：每台机组的除尘器投资＜2000万元，保证排放浓度＜50mg/Nm3以下。 对静电除尘器：按四电场，比集尘面积130m2/m3/S计算。达标250mg/Nm3,每台除法器投资约2500万元。 六、运行维护费用 设备运行维护费用是对除尘器经济性分析的重要依据，下面就针对两种除尘器的运行费用做一个对比： 1、运行能耗 对布袋除尘器：风机能耗大，清灰能耗小。 对静电除尘器：风机能耗小，电场能耗大。 但是，总体来讲两种除尘器的电耗相当。对于静电除尘器难以捕集的粉尘，或者说当静电除尘器的电场数量超过4电场时，静电除尘器的能耗比布袋除尘器的要高，也就是说此时的静电除尘器运行费用要比布袋除尘器高。如果按照即将出台的新环保标准，静电除尘器要是做到达标话，必定是采用4电场以上的静电除尘器，其电耗也就一定比布袋除尘器高。 2、维护费用 布袋除尘器的维护检修费用主要是滤袋更换费，从目前实际运行情况来看，一次滤袋的更换费用只需要1.5-2年排污费比静电除尘器的少缴部分就可以抵偿。 静电除尘器的维护维修费用主要是对阳极板、阴极线和振打锤等的更换等。此项费用较高，但年限比较长，约6年左右。 3、经济效益分析 实际运行中布袋除尘器的排放浓度约是静电除尘器的10%，因此，电厂采用布袋除尘器实际交缴的排污费也为静电除尘器排污费的1/10左右。如果按照目前国家征收排污费的情况来看，采用布袋除尘器后每炉/每年的排污费少缴部分是相当可观的，至少上百万到几百万元。按照以前达标即不需要交纳排污费的话，采用布袋除尘器就可以免交排污费。另外，布袋除尘器有约5%左右的脱硫效率；这同样可以减少电厂二氧化硫的排污费。目前，我公司正在组织人力进行布袋除尘器滤料表面粉尘层剂制粒技术脱硫的开发，在接下来的项目中，我们将逐步采用布袋除尘器实现除尘和干法脱硫一体化技术，届时，我们将为目前已有的布袋除尘器实现除尘脱硫一体化。 总之，新的环保标准出台以后，静电除尘器要想做到达标排放，就必须采用4电场以上的除尘器。此时静电除尘器的初期投资已经比布袋除尘器高，同时4电场以上的静电除尘器（或者4电场的高比积尘面积）运行电耗要比布袋除尘器的高很多。因此在新的环保要求下，静电除尘器即使达标，其初期投资和运行费用都比布袋除尘器高。另外，静电除尘器的排放浓度总是在布袋除尘器的10倍左右，目前新的排污费制度下，即使达标了也要对排放粉尘量进行收费，因此两种除尘器即使达标以后，静电除尘器又比布袋除尘器让电厂多支出了一笔费用。因此，布袋除尘器必将成为工业粉尘控制的首选设备。 表5：布袋除尘器与电除尘器的比较表 比较的内容名称布袋除尘器静电除尘器 烟气特性的影响烟气的温度敏感，决不能超温对效率有影响 压力影响极小影响小 湿度不利，不能超过极限有利，但要防腐蚀 氧，硫氧化物（SOX）影响滤料的选择有利 烟气的其它成分几乎没影响几乎没影响 流量对效率影响不大对效率影响较大 含尘浓度效率稳定，影响寿命效率有一定变化 气流均布不敏感，效率稳定对效率影响较大 粉尘特性影响粉尘的粒径分布影响小，效率稳定对效率影响较大 真密度、堆积密度影响极小比电阻值大时影响较大 粘附性不利有一定影响 比电阻无影响，效率稳定对效率影响大 粉尘的化学成分影响滤料的选择对效率影响大 粉尘硬度影响滤袋寿命几乎没影响 设备结构的影响各种形式都效率高对效率有一定影响 运行及机组起停的影响影响较大，要求严格影响小 维修技术含量低工作量小 设备故障运行的影响对负荷率影响较大可维持运行，对负荷率影响较小