布袋除尘器技术及安全保护措施

摘要本文介绍了应用于燃煤锅炉除尘的低压脉冲旋转喷吹布袋除尘器技术，并与国内现有技术作了对比，着重讨论了布袋除尘器在运行过程中的安全保护措施，对于电厂锅炉采用布袋除尘器的技术选择、日常操作和维护有现实指导意义

关键词低压脉冲旋转喷吹长圆形布袋滤袋束保护

中图分类号：TE08文献标识码： A

近几年来我国电力行业迅猛发展，由于电厂规模越来越大，用煤量的急剧增加，部分电场无煤可用，使得某些电厂不得不掺烧一定量的劣质煤，燃煤锅炉产生的烟气导致许多地区大气环境质量严重恶化，已经成为电力发展的突出问题。

目前在电厂普遍使用电除尘器，由于环境标准的严格化，排放烟气中的粉尘浓度要求得更低（30 mg/Nm3），同时电厂锅炉将设置烟气脱硫装置，使得烟气的粉尘比电阻大大增高，加之系统运行等原因，电除尘器已难以保证新出台的污染物排放标准的要求，电厂锅炉电除尘器已渐渐有被布袋除尘器更替的趋势。

目前在经济发达国家，排放烟气中的粉尘浓度值要求在10－30mg/Nm3之间，为适应这种要求，电厂已比较普遍采用了布袋除尘器，澳大利亚电厂锅炉80%采用袋式除尘，并有成功连续运行八、九年的实例，改变了人们过去普遍认为的布袋除尘运行不可靠、难维护的观点。德国鲁奇（Lurgi）公司在内蒙古呼和浩特丰泰电厂2台20万机组上，采用低压脉冲旋转喷吹除尘器，成功运行了四年以上。布袋除尘行业迎来了新的一次发展的高峰期。

1布袋除尘器的技术特点

布袋除尘器按照清灰方式可以分为:大气反吹、高压脉冲清灰、低压脉冲行喷吹清灰和低压脉冲旋转清灰等多种方式，从技术发展趋势看，从20世纪60年代生产的第一台高压脉冲袋式除尘器以来，脉冲阀的尺寸从1/2英寸发展到14英寸，滤袋的长度从1.5米发展到目前的8米，单个脉冲阀清灰滤袋数量从6条发展到1000条以上。

鲁奇公司的低压脉冲旋转喷吹袋式除尘与目前国内采用的长袋低压脉冲行喷吹技术性能比较有以下特点：

（1）除尘器整体阻力低

旋转喷吹袋式除尘器，烟气进出口采用特殊的进出气方式，除尘器内部烟气流场分布合理，实现了滤袋束周边烟气低速向四周扩散，避免了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所造成的滤袋负荷分布不均的情况，具有良好的空气动力学性能。保证了最低的设备整体阻力损失。

（2）滤料的使用寿命相对延长

国内通用行低压行喷吹的清灰压力在0.3～0.5Mpa之间，而旋转喷吹的清灰压力为0.05～0.085Mpa，因此同样的滤料在旋转喷吹袋式除尘器内比在行喷吹袋式除尘器室内，可以提高滤料的使用寿命（据国外资料介绍可以提高20%～40%）。

（3）脉冲阀数量少，故障点减少

采用大型脉冲阀，每只脉冲阀可以喷吹多达1400条滤袋，大大减少了脉冲阀的数量，一台用于20万机组的袋除尘器的脉冲阀总数量仅为8个（常规行喷吹布袋除尘器约需要400-600个以上），因此，设备的故障点大大减少。改善了使用及维护性能。

（4）脉冲阀的寿命大大延长

由于大型脉冲阀的体积大、阀门的尺寸大、强度高、相应的膜片也明显加厚加强且脉冲清灰压力得到明显的降低，因此不易损坏，使脉冲阀的使用寿命大大延长，脉冲阀的故障率和维修工作量大大减低。能够保证系统的清灰机构长时间稳定可靠的运行。

（5）采用独特的清灰方式

低压旋转布袋除尘器PLC顺序执行滤袋清灰。PLC将监控花板上下的压差，提供清灰命令。低压旋转脉冲布袋除尘器清灰系统包括三种运行清灰模式。不同的清灰模式提供一个慢的、正常的、快的清灰模式保证通过袋室的最低压差同时保证布袋的寿命。

为了控制三种清灰运行模式，测量袋室的压差，在PLC上显示例如在0-3kPa范围。PLC要求一个信号启动自动选择顺序。连续的周期中，PLC功能启动一个慢的正常的，或快的清灰模式，提供一个预设的脉冲宽度给电磁阀。

在工厂投产期间，脉冲宽度和脉冲输出的时间间隔被设定，每个获得标准设置点和时间设置计时器的功能在下表显示。

在投产期间和设备寿命期间，设置点需要调整以维持最佳的清灰性能。

快脉冲目的是快速地清理附着的粉尘，然后使系统返回正常的脉冲。如果快脉冲清灰为在线的固定的一段时间(例如15分钟)，没有减少通过花板的压差，而进入正常的脉冲，PLC会产生一个报警信号。

当快脉冲不能使压差保持在1.6kPa（可设定）之下，PLC产生又一个报警信号，提醒操作人员注意。操作人员能够检查工艺条件确认它们不是高压差的原因。

在这一点上，当滤袋压差高达2.0kPa, 脉冲清灰很可能在其余的寿命中保持快脉冲。在一些点达到2.01kPa水平时，产生报警信号宣布更换滤袋的必要性。

2布袋除尘器的安全保护措施

通常情况下，锅炉启动时的燃油、低负荷时的投油助燃、锅炉尾部燃烧或其它原因导致烟气超温，可能会导致袋式除尘器的滤袋遭受到致命的损伤，必须采取相应的措施加以防护。通过以下措施避免以上故障情况下对滤袋造成致命的伤害。

（1） 设置除尘器旁路烟道

根据实际需要除尘系统设置有旁路烟道。在锅炉点火、爆管、烟温过高或过低等非正常状态下，使用旁路烟道，对袋式除尘器实施隔离保护。当锅炉正常运行时，关闭旁路烟道，并采用特殊措施防止旁路烟道短路。

（2）锅炉燃油时的防护

锅炉点火燃油时，为了避免油烟粘袋损坏滤袋，我们通过事先预涂灰的措施来对滤袋进行安全防护。预涂灰是非常关键的一项措施，预涂灰的好坏直接影响到袋式除尘器以后的运行阻力、滤袋寿命等。

预涂灰可通过烟道在进口处开设与性能测试孔相结合的方式来实现，在除尘器烟道进口设计了预涂灰固定管网，采用散装灰罐车进行运输和喷涂，这种方式的优点是不需要架设专门的预涂灰系统，整机控制简单，涂灰时灵活机动，任何时候涂灰时只需要散装灰罐车。

锅炉低负荷投油助燃时，为了避免油烟粘袋损坏滤袋，通过改变清灰机制来保护滤袋。主要是采用改变清灰模式如：慢速清灰或停止清灰的措施。通过让滤袋表面相当厚度的灰来对滤袋进行安全防护。

通常情况下，锅炉低负荷燃油对滤袋不会造成伤害，不需要专门的、特殊的防护措施。

（3）烟气超温的保护

为防止锅炉出口烟气短期超温，产生烧袋现象，可采取烟气降温安全保护措施，本系统采用喷水雾化降温系统。

在锅炉烟气出口处及除尘器进口前各安装有温度传感器，检测并显示两处烟气温度，温度信号传送至PLC，并由PLC对温度值进行予编程序里的逻辑判断，并发出相应报警或指令。在锅炉出口烟道上安装多组喷水喷咀，降温可采用电厂消防水，在锅炉正常运行时。

喷嘴是喷水降温系统中最关键的设备。喷水降温功能的实现在很大程度上取决于雾化喷嘴的性能。根据燃煤锅炉烟气特性和电厂现场条件，雾化喷嘴及其系统应能满足如下要求：

雾化粒度大小应能满足水滴在较短烟道内快速、完全蒸发；

喷水均匀，不湿壁，使烟道内温度场均匀；

耐磨性、耐腐蚀性好；

有防止飞灰堵塞喷嘴、水管冬季防冻等措施；

控制系统确保喷嘴正常的工作状态。

选择机械导流压力雾化式喷嘴，喷嘴的雾化粒径约为100μm。

当除尘器进口烟气温度>170℃(可设定)时，自动启动紧急喷水降温装置中的1组喷水装置；

当启动前面1组喷水装置持续喷水5分钟（可调）喷水，但是出口端烟气温度没有下降到170℃以下时，全部启动喷水系统的3组喷水装置；

当喷水系统前烟气温度

当除尘器入口烟气温度低于155℃时，无条件关闭喷水装置。

3 建议

随着科技的不断发展，各种先进技术会不断出现，对于大型机组来说，要求除尘设备性能稳定，无故障运转率不低于主机设备，因此正确选型和设备的关键部件的选择至关重要。滤料和脉冲阀的选择不但要适合工况需要、质量好，而且要注重加工质量，因为加工质量和价格在国内与国外相关很大，而这些又是影响除尘器性能、运转率的重要因素，必须引起足够的重视。