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火电厂工况条件对袋式除尘器设计选型的影响

【信息时间：2010-10-22阅读次数：99】HYPERLINK"javascript:void(0)"【我要打印】HYPERLINK"javascript:window.close()"【关闭】
陈志伟
（江苏新中环保股份有限公司，江苏张家港215600）

摘要：简要介绍了袋式除尘器设计选型时所应考虑的因素，阐明了烟气流场设计、清灰系统设计和保护系统设计是袋式除尘器结构设计的重点，对滤袋如何进行选型及注意事项提出了建议，介绍了滤袋失效的种类和解决方案，阐述了在充分了解燃煤电厂的烟气特性前提下进行设计选型，才能保证滤袋达到预期的使用寿命甚至更长，从而提高袋式除尘器的运行可靠性和经济性。
关键词：袋式除尘器烟气流场清灰系统保护系统滤料滤袋失效

随着我国环保排放要求的不断提高，火电厂烟尘排放指标日趋严格，袋式除尘器因其具有除尘效率高、排放效果受烟气量波动、煤种变化和灰尘性质影响不大等优点，得到了电力设计和生产单位的广泛关注，并得到了大量的使用。袋式除尘器在火电厂生产过程中不是单纯的环保设备，同时也是重要的生产设备，其运行稳定可靠与否，直接关系到机组的运行稳定性和经济性。如果袋式除尘器运行阻力过高，势必会影响到机组的出力和电耗；如果袋式除尘器滤袋破损，将直接导致粉尘超标，同时粉尘对下游的引风机产生磨损。
袋式除尘器在火电厂锅炉烟气处理上应用已有很多成功的案例，在烟尘排放稳定达标和削减方面起到了积极的作用。但也有一些袋式除尘项目，存在着由于除尘器结构设计不合理、配套件选型不合适、制作安装不到位及操作维护不当，导致袋式除尘器未能达到理想使用效果。同时，很多燃煤电厂采用的燃料并非单纯的煤，还包括煤矸石、煤泥、石油焦、煤气掺烧等，由于烟气特性不一，对袋式除尘器的设计选型和运行维护提出了更高的要求。
2、袋式除尘器设计选型依据
袋式除尘器设计选型通常依据处理风量来确定设备规格，结合入口粉尘浓度并按照设备阻力要求选择过滤风速，结合烟气温度、湿度、气体组分、粉尘特性、排放要求来确定滤袋材质及表面处理方式，并根据入口粉尘浓度、粉尘颗粒度来确定除尘器的结构型式，包括除尘器进风方式、烟气流场分布和清灰方式。
过滤风速也称气布比，通常在入口粉尘浓度小于50g/Nm3条件下，适合的过滤风速选择在0.9-1.0m/min，在入口粉尘浓度在50-100g/Nm3条件下，适合的过滤风速选择在0.85-0.9m/min。选择好过滤风速后，即可结合处理烟气量确定过滤面积。按此进行设计选型，设备运行阻力可以控制在1200Pa以下。
火电厂锅炉烟气进入到除尘器入口温度通常在120-160℃之间，也有少量运行温度小于110℃或大于170℃，尽管很多高温滤料单纯从滤料耐温角度而言是可以选择的，但由于烟气中存在O2、NO2、SO3、H2O等物质，这些物质对某些滤料在高温条件是有化学损伤作用的，因而滤料选择要结合温度、烟气组分和性价比综合考虑。
烟气湿度是影响烟气露点温度的重要因素之一，也会影响到粉尘的黏度，从而影响到除尘器的过滤和清灰性能。锅炉爆管导致大量水汽进入除尘器进而产生糊袋现象，就是烟气湿度急剧升高原因所致。有些燃料如褐煤、煤泥含水率高达30%，烟气湿度对应要达到12-15%，比常规的烟气湿度5-8%要高出一倍以上，势必使粉尘的黏性加大，此时滤料的表面处理就至关重要，除常规的烧毛、热定型外，还需进行PTFE乳液浸渍处理，目的就是提高滤料表面的易清灰性能。同时，高的烟气湿度在温度较高的条件下，对P84、NOMEX等滤料具有一定的水解损伤作用。
烟气组分中的O2、NO2、SO3对滤料具有较强的氧化作用，而SO2、SO3、HCl、HF又对滤料具有较强的酸腐蚀作用，燃煤中的这些对滤料容易造成化学损伤的物质不可避免的存在，因而在滤料材质选择方面就需要考虑这些因素，而且这些物质在烟气中所占的比例和烟气运行温度一同影响着滤料材质的选择。
粉尘的特性决定着滤袋的表面处理方式和清灰方式，其特性表现在粒径分布、粉尘形状、粉尘的密度、附着性和凝聚性、吸湿性和潮解性、磨啄性。粉尘的粒径分布主要影响袋式除尘器的清灰和阻力，细颗粒粉尘难捕集，捕集后的形成的粉尘层较密实，对清灰会造成一定的困难，粗颗粒粉尘易捕集，捕集后形成的粉尘层较疏松，有利于清灰，但粗颗粒粉尘对滤料和设备都有一定的磨损作用，特别是粉煤灰磨啄性很强，覆膜滤袋不适合在此工况条件下使用。从某种意义上讲，粗细搭配的混合粉尘对过滤和清灰都是有利的。粉尘形状分为规则形和不规则形，规则形粉尘表面光滑，比表面积小，不容易被滤料拦截，不规则形粉尘表面粗糙，比表面积大，容易被滤料拦截。但不规则形状的尘粒容易对滤袋产生磨损。对于多数粉尘而言，其密度对袋式除尘器的设计选型影响不大，但是，