旋转低压脉冲袋式除尘器设计及工程应用研究

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上述烟气中的粉尘根据生产工艺情况、生产过程中所烟气温度等因素的不同会呈现出不同的特性。如电炉烟气粉尘因烟气温度较高粉尘有相当部分呈现熔融或半熔融状态，粉尘中有相当数量球形颗粒。

1 不同除尘设备的原理

根据粉尘颗粒的特性，除尘原理等可分为机械除尘器、电除尘器、过滤除尘器和洗涤除尘器等。机械除尘器主要利用粉尘颗粒的质量力将粉尘加以去除，电除尘器是通过将烟气中的粉尘核电并在电场力的作用下将粉尘富集于极板上加以去除，过滤除尘器则是由滤料骨形成骨架并通过筛分、勾留等作用加以去除粉尘[1]。随着国家环境污染的日益严重，相应的排放标准会日益严格。另外对于特定行业、特定的地区其各自制定的排放标准均高于《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996的标准限值。对于排放浓度小于50mg/m³或30 mg/m³的行业或地区，机械除尘器、电除尘器或洗涤除尘器等设备要达到排放标准均非常困难。现阶段能够达到标准的只有布袋除尘器、塑烧板除尘器等过滤除尘器。

2 常用过滤除尘器之间的对比

机械振打除尘器其振打机构主要由振打电机、凸轮机构、振打传动机构等组成，其因清灰主要通过振打传动机构带动滤袋高频振动得以实现。机械振打除尘器因清灰力度较小、滤袋长度等限制了它的应用范围。反吹风清灰除尘器的其动力源为反吹风机提供的滤袋两侧的压力差和袋室进、出风阀的切换瞬间压力突变实现的。脉冲清灰除尘器的清灰动力则主要为脉冲气流引起的滤袋两侧压力差、滤袋变形、喷吹引起的二次引流。现阶段能够适应大型设备要求的布袋除尘器主要是反吹风清灰除尘器、脉冲布袋除尘器两种。反吹风清灰除尘器因过滤风速较低、清灰力度弱等特点，现仅仅是在特定的工况场合、环境使用了。固定脉冲袋式除尘器的喷吹管固定在除尘器上箱体内，除尘器袋笼、滤袋安装完毕后固定在相应滤袋的正上方。每排喷吹管安装完成后除非滤袋需要更换，否则喷吹管清灰时固定不动的。

3 常用脉冲布袋除尘器对比分析

旋转喷吹袋式除尘器的设计尚无国家标准，该部分的设计所遵从的标准有国家能源局颁布的《旋转喷吹袋式除尘器》DL/T 1826-2018，以及各设备生产厂家的经验值作为除尘设备生产、安装的依据。由于旋转喷吹与固定式行喷吹在清灰系统、花板孔布置、布袋及袋笼形状有着本质的区别，因此旋转喷吹和行喷吹有着各自的特点。现就工作两种脉冲布袋除尘的结构特点进行针对性对比：

（1）空间利用率。旋转喷吹袋式除尘器与固定管袋式除尘器其空间利用率不同，即相同的占地面积内布置的滤袋数量、过滤面积有较大区别。旋转喷吹袋式除尘器花板孔形状为腰圆形，花板孔呈同心圆由内向外逐层辐射布置。因其花板孔为同心圆布置，其花板下部加强筋可以很方便地为同心圆布置，这就保证了花板的强度。

（2）滤袋使用寿命。根据我们实际的工程案例，滤袋失效的原因主要有以下几点：粉尘颗粒烧灼、局部含尘气流的磨蚀、过滤速度超高、袋笼磨损、喷吹管与滤袋不同心等。本条主要讨论喷吹管与滤袋不同心的原因造成的滤袋失效，滤袋使用寿命降低。固定管袋式除尘器的喷嘴中心与滤袋中心要严格对中，误差不得＞2mm。且每台除尘器的喷吹管数量较多，这就对除尘器的安装质量提出了较高的要求。旋转喷吹袋式除尘器其喷嘴喷吹的气流速度、压力均小于固定管袋式除尘器喷嘴。这就降低了滤袋因喷吹气流导致的滤袋的破损的概率，从而提高了滤袋的寿命。

（3）气流分布。因旋转喷吹袋式除尘器与固定管袋式除尘器花板结构不同，前者布袋分布呈现束状结构，较后者喷吹能够更好地实现气流均布。另外，根据《旋转喷吹袋式除尘器》DL/T 1826-2018中的要求滤袋下部的混风空间＞2.5m。这就避免了单仓进口管道局部射流对滤袋的磨损，同时也避免了从灰斗上部进气引起的二次扬尘以及气流分布不均匀所引起滤袋负荷分布不均的情况。

（4）脉冲阀数量。旋转喷吹袋式除尘器采用大口径脉冲阀，每只脉冲阀喷吹可以多达上千条滤袋，根据我们工程经验值脉冲阀的脉冲阀规格，其负担的过滤面积范围2500～5100m2。而固定管袋式除尘器的每个脉冲阀固定喷吹14～18只布袋，其过滤面积范围46～59m2。由此可看出相同的过滤面积情况下旋转喷吹较固定喷吹脉冲阀数量大大减少，不仅故障点减少，而且脉冲阀故障位置更容易排除。

（5）布袋检修空间。旋转喷吹袋式除尘器清灰的旋转臂可以用手自由地转动，可以将布袋、袋笼在上面箱体内方便地取出和装入。而固定管袋式除尘器的喷吹管是固定在每排滤袋上部的，需要先打开每个仓室的上盖拆除脉冲喷吹管后才能进行滤袋的更换工作。旋转喷吹袋式除尘器较固定管袋式除尘器受天气等外部因素影响较小，还有更好的布袋检修空间。

（6）清灰系统结构。旋转喷吹袋式除尘器清灰系统结构复杂，安装和加工要求严格（例如驱动旋转机械、花板等）；结构旋转臂会产生磨损现象，必须定时维护，另外还需增加驱动机构。固定管喷吹技术清灰系统制作加工相对简单，但现场装时因喷吹管较多且单个喷吹管的安装质量要求较高。

4 实际工况应用

该热电厂锅炉采用的锅炉形式为：自然循环、固态排渣、全悬吊锅炉，锅炉蒸发量为75t/h。除尘器进口烟气量177000m³/h，烟气温度为160℃，进口粉尘浓度为30～50g/m³，最大进口浓度达到1000g/m³。因本工程为环保升级改造工程，项目现场实际提供施工场地为12×12m，设备占地面积只有8×8m。经过核算，该设备占地面积若采用固定管袋式除尘器则滤袋长度要达到12-13m。本工程烟气处理工艺流程为半干法烟气脱硫+布袋除尘器的工艺组合，因此烟气中的粉尘成分包含锅炉飞灰和含钙固相颗粒。

5 设备投运使用情况

本改造工程所配套除尘器自2018年投运至今，技术协议要求粉尘排放浓度始终维持在5mg/m³，设备出口实测排放浓度始终维持在2mg/m³以下。