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锅炉布袋除尘器的设计及选用

发布时间:2014/6/11 10:48:11
近几年来,随着_对环保要求的日益提高,电力、热力公司等燃煤锅炉均配套锅炉布袋除尘器锅炉布袋除尘器其技术关键在于除尘器长期运行的可靠性、滤袋长寿命技术及降低运行阻力与能耗。
   袋式除尘器的阻力由滤袋过滤阻力和设备结构阻力共同构成。我们重点研究了如何减小袋式除尘器的结构阻力。从减少空气动力阻力的基本条件可知,当气体流动顺畅、平缓、流程短、不发生涡旋时,流动阻力将会减小。运用此原理,只要锅炉烟气从渐扩进气口平直进入袋式除尘器,并使之均匀分布,过滤后再平直地从出风口排出,对降低袋式除尘器的结构阻力非常有益。于是,我们发明了直通均流式袋式除尘器,在结构设计上尽量满足低阻力流动的基本条件,形成传统大型袋式除尘器所不具有的特征。
 
 锅炉布袋除尘器
1.1直通均流式脉冲袋式除尘器结构
该除尘设备主机由上箱体、喷吹装置、中箱体、灰斗及支架、自控系统等部分组成。
1.2直通均流式脉冲袋式除尘设备工作原理
除尘器进口喇叭设在中箱体上,锅炉烟气经气流分布装置风量分配和整流后流向袋式除尘器过滤空间。烟气通过外滤方式进行过滤,粗粒粉尘主要靠重力、惯性碰撞作用落入灰斗,捕集细粒粉尘主要靠筛滤作用。粉尘被阻留在滤袋外表面,净化后的烟气沿袋内向上流向上箱体汇集后从尾部出口流向引风机。
随着滤袋表面粉尘量的不断增加,过滤阻力也逐渐增加,当达到规定的上限值时,对滤袋进行清灰;当过滤阻力降低到下限值时,停止清灰。清下的粉尘通过灰斗排出,达到除尘目的。
锅炉布袋除尘器清灰采用脉冲喷吹方式。清灰时自动控制系统发出信号,脉冲阀迅速开启,压缩空气在瞬间释放,经由脉冲阀和喷吹管向滤袋内喷射,滤袋因此而迅速向外急骤膨胀,当其膨胀到_位置时,由于受到很大的张力而获得_反向加速度,产生一个冲击振动。滤袋表面的粉尘由于惯性从滤布上脱落下来。
1.3进气方式、风量分配、气流分布
一般的脉冲袋式除尘器进风口是设在除尘器的中箱体下部或灰斗上。经过试验比较,我们采取了直进直出的进出风方式,烟气直接从进风口气流分布板中通过全断面进入到中箱体。这种进气方式的_优点是流程短、气流顺畅、速度低、设备结构阻力小。
 设置风量调节导流板和导流通道,组织并疏导气流流入预定空间,将风量均匀输送和分配到各个滤袋仓室,确保滤料不被冲刷损坏,_其长寿命的要求,
在烟气进口喇叭内设置了气流分布装置。通过计算机模拟试验、实验室相似模化试验的结果进行比较,确定_风量分配和气流分布参数的装置形式。并通过现场实物试验进行调整修正。
1.4脉冲管式喷吹清灰
脉冲阀和喷吹装置是决定清灰效果和降低运行阻力的关键。
对脉冲阀的要求:自身结构简单、阻力小、开启和关闭迅速、能以_短的时间释放_量的压缩气体。同时,要求的气源压力低,使清灰能耗减少。比较后选用具有快速启闭功能的淹没式脉冲阀。
   通过试验测试,管式脉冲喷吹所产生的滤袋表面变形加速度在众多清灰方式中是_的,即清灰能力和效果要明显优于其它类型的清灰方式。管式脉冲喷吹是逐排、逐条对滤袋进行清灰的,喷吹气流全部进入滤袋,压气能量利用率高、节能,是一种强力清灰方式。这种结构的除尘器内部没有_机械活动部件,不会发生机械故障。将喷吹管的安装形式设计为插接式,使得拆装快捷、准确。
   与脉冲管式喷吹清灰效果密切相关的问题是:喷嘴与袋口的同心度,喷吹气流的扩散角度、喷嘴距袋口的距离、喷吹孔的孔怪大小与分布、稳压气包容积、供气系统等。根据试验和大量工程实践,我们认为:①喷嘴的定位开孔_要在专用模具上进行,喷吹管与花板定位组装后整体出厂和安装;②在喷吹孔外加设_长度短管,保持喷吹气流的角度垂直、不偏斜;③喷嘴距滤袋口的距离不可太大或太小,需要进行试验;④喷吹管上喷吹孔孔径大小和分布不应是均匀的,一般规律是远离脉冲阀的孔径较小。具体的孔径和分布取决于试验结果和工程经验;⑤喷吹控制采用“跳跃、离散”式清灰方式,促进粉尘沉降,有益风量分配均匀;⑥稳压气包应有足够的容积,便及时补气;供气管径要足够大、阻力小;储气罐尽量靠近稳压气包并有足够容积。
1.5滤袋与袋笼
目前滤料在针刺工艺和后处理技术方面做了深入的研发,使滤袋的使用寿命显著延长。火电厂燃煤锅炉烟气温度通常在120℃ --160℃ [4],因此滤料只能在_的滤材中选择。
选择滤料涉及的问题较多,需要进行综合比较。如耐温(高温、低温)、耐腐蚀性(无机酸、有机酸、碱)、强度(抗拉、抗磨、抗折)、耐氧化能力、阻燃性、过滤性能、水解稳定性、价格等方面。从各个方面综合比较的结果来看,目前在燃煤锅炉烟气净化领域中应用较多的是PPS(聚苯硫醚)或PPS十P84(聚酰亚胺)复合滤料。
滤料对袋笼的要求也较严格。袋笼的竖筋数量根据滤袋的直径、材质确定,竖筋间距过大会增加滤袋的受力和磨损;袋笼的外径与滤袋内径要保持_的间距,间距过大会增加滤袋的磨损,过小则影响清灰效果,一般3-5mm为宜。工业试验表明,脉冲袋式除尘器滤袋的清灰强度以滤袋中部_强,袋底稍次,_弱的部位是袋口,所以长滤袋不会削弱清灰效果,当然过长的滤袋对滤料的寿命没有好处,安装和换袋也麻烦。建议一般袋长不_过8米为宜。
燃煤锅炉布袋除尘器配置
燃煤电厂锅炉烟气袋式除尘系统除了基本配置外还应根据用户的具体情况和要求进行选择性配置。
2.1袋式除尘系统基本配置
   锅炉布袋除尘器+辅助设施十电气及控制系统.通常将袋式除尘器设置成几个独立的除尘单元或若干个除尘仓室,并联运行。在每个单元(或仓室)进出口设置烟道切换阀门,实现部分单元离线检修。
设置灰斗及卸灰系统。
设置压气供应系统,用于袋式除尘器脉冲清灰。
设置喷粉系统,用于新滤袋预涂层,并在锅炉投油助燃不完全燃烧时投运,确保滤袋免受油雾危害。
设置电气及控制系统,对袋式除尘设备运行状况进行监测、控制、操作和安全保护报警。
2.2选择性配置
根据用户具体情况,可选择性配置以下措施:
设置烟道紧急喷雾降温系统,在锅炉烟气温度突发性升高时投运,确保滤袋不被烧坏;
设置除尘器旁路烟道。在烟温过高或过低等非正常状态下,对袋式除尘器实施隔离保护;
设置烟气排放连续自动监测系统;
设置PLC、工控机、DCS自动控制系统。对袋式除尘设备运行状况连续监测、自动操作和安全保护,实现除尘器无人值守。
电气及自动化仪表
①电气
包括低压供配电、照明、接地等。
②仪表
主要检测参量:除尘器进出口压差、储气罐压力、脉冲清灰气源压力、稳压气包压力、除尘器进口烟气温度、除尘器灰斗料位等。
③自动控制
根据具体条件和要求,自动控制系统采用DCS控制方式;设除尘器远程分布式处理单元DPU站和人机接口MMI站;DPU用于实现各种控制策略,完成数据采集、常规控制、顺序控制和智能控制;MMI站具有操作员站(OPU)、工程师站(ENG)、历史数据站(HSU)的功能;相关的除尘配套设备均可在除尘器MMI站上控制,通过鼠标操作实现。
结论
①锅炉布袋除尘器及其配套系统的工程应用对我国燃煤锅炉除尘技术的发展起了重要的作用。是一项适合我国国情的实用性技术。
②该除尘设备净化效率高、运行阻力低、烟尘排放浓度低、能稳定可靠地_达到严格的环保要求、操作维护简单、投资及运行维护费用适中。在净化效果、投资及运行管理等方面适合我国燃煤电厂锅炉除尘。
③锅炉布袋除尘器的配置可根据需要灵活取舍。
④袋式除尘系统可配套锅炉烟气干法、半干法脱硫工艺,其功能、设计运行参数、清灰能力能够满足脱硫高负荷的净化要求。
 

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