蔡芬

摘要：本體阻力是決定除塵器性能和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。文章分析了影響電袋復(fù)合除塵器本體運(yùn)行阻力的主要因素，提出了在設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行維護(hù)等各環(huán)節(jié)中降低除塵器運(yùn)行阻力的有效措施，從而提高電袋復(fù)合除塵器性能并保證其穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電袋復(fù)合除塵器；運(yùn)行阻力；阻力措施；運(yùn)行維護(hù)；除塵技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：X701 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0149-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.076

1 概述

近年來(lái)，全國(guó)大規(guī)模爆發(fā)了“霧霾”天氣，大氣環(huán)保的形勢(shì)十分嚴(yán)峻，大氣污染治理已經(jīng)成為全社會(huì)共同關(guān)注的重大問(wèn)題。燃煤電廠是我國(guó)大氣污染物的排放大戶，因此國(guó)家加大了對(duì)燃煤電廠的環(huán)保治理力度。2015年底，環(huán)保部、發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合下發(fā)了《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》的通知，對(duì)燃煤電廠的污染物排放提出了更高要求的同時(shí)還需確保設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行。因此，政策的實(shí)施倒逼了環(huán)保技術(shù)的進(jìn)步，作為我國(guó)主流干式除塵技術(shù)的電除塵、電袋復(fù)合除塵、袋式除塵面臨技術(shù)升級(jí)及節(jié)能改造。其中，本體阻力是決定除塵器性能和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，如何降低除塵器本體阻力是其技術(shù)升級(jí)及節(jié)能改造的關(guān)鍵之一。

2 除塵技術(shù)及其運(yùn)行阻力的主要影響因素

目前，在燃煤電廠典型的煙塵超低排放技術(shù)路線中，干式除塵器方案主要有電除塵、電袋復(fù)合除塵和布袋除塵，其中電除塵器的運(yùn)行阻力主要由除塵器結(jié)構(gòu)、清灰決定的。袋式除塵器的運(yùn)行阻力不僅與除塵器結(jié)構(gòu)、清灰有關(guān)，還與濾袋材質(zhì)、過(guò)濾風(fēng)速有關(guān)。電袋復(fù)合除塵器是將電除塵的荷電收塵及袋除塵的過(guò)濾攔截機(jī)理有機(jī)結(jié)合的一種除塵器，其運(yùn)行阻力還與電場(chǎng)區(qū)與袋場(chǎng)區(qū)的耦合配比有關(guān)。

除塵器的性能指標(biāo)主要包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩大類(lèi)，其中技術(shù)指標(biāo)主要包括處理煙氣量、除塵效率、運(yùn)行阻力等。電除塵器的本體阻力為150～300Pa，袋式除塵器的運(yùn)行阻力一般控制在800～1500Pa，電袋復(fù)合除塵器的運(yùn)行阻力一般穩(wěn)定在500～800Pa。對(duì)于袋式除塵器和電袋復(fù)合除塵器來(lái)說(shuō)，除塵系統(tǒng)壓力損失所帶來(lái)的引風(fēng)機(jī)電耗占系統(tǒng)能耗的比例較大。除塵器運(yùn)行阻力增加會(huì)引起引風(fēng)機(jī)能耗的增加，加大整個(gè)系統(tǒng)的電耗，降低設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。另外，阻力上升必須調(diào)整清灰頻率，既增加了壓縮空氣的消耗量，沖刷濾袋，縮短濾袋壽命，同時(shí)也降低了除塵效率。

除塵器運(yùn)行阻力也稱(chēng)為壓力降（ΔP），是指含塵氣體通過(guò)除塵器的阻力，是除塵器進(jìn)、出口斷面處氣流的全壓絕對(duì)值之差，阻力大小與除塵器設(shè)計(jì)選型、安裝和后期的維護(hù)管理都有很大的關(guān)系。電袋復(fù)合除塵器的運(yùn)行阻力主要由四部分組成，即設(shè)備結(jié)構(gòu)阻力（ΔP1）、清潔濾料的阻力（ΔP2）、濾料上粉塵層的阻力（ΔP3）、濾袋表面殘留粉塵阻力（ΔP4）。

ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4

設(shè)備結(jié)構(gòu)阻力（ΔP1）是指煙氣通過(guò)除塵器內(nèi)部時(shí)，除塵器本身對(duì)氣體產(chǎn)生的阻力，主要是氣流在發(fā)生擴(kuò)散、收縮及流場(chǎng)變化而產(chǎn)生的壓力降。

清潔濾料的阻力（ΔP2）是指未過(guò)濾粉塵時(shí)濾料的阻力，約50～150Pa，是由濾料本身的特性來(lái)決定的。濾袋的阻力大小通常是用透氣性來(lái)表示的，常規(guī)電袋復(fù)合除塵器用濾袋要求選擇初始透氣量為≥100L/dm2min的較為合適。

濾料上粉塵層的阻力（ΔP3）會(huì)隨著濾袋表面粉塵厚度的增厚而加大，約為清潔濾料的阻力（ΔP2）阻力的5～10倍，是電袋復(fù)合除塵器阻力的主要來(lái)源。

濾袋表面殘留粉塵阻力（ΔP4）是指在設(shè)備使用一段時(shí)間后，少量微細(xì)塵粒滲入纖維層內(nèi)部，形成“深度過(guò)濾”，也可對(duì)后續(xù)的含塵氣體起主要過(guò)濾作用。但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，粉塵殘留阻力會(huì)逐漸增大，最終可能導(dǎo)致濾袋堵塞、阻力升高。

3 電袋復(fù)合除塵器阻力升高的影響因素及其應(yīng)對(duì)措施

電袋復(fù)合除塵器有機(jī)結(jié)合了靜電除塵和布袋除塵的特點(diǎn)，充分發(fā)揮了電除塵和布袋除塵的各自優(yōu)勢(shì)以及兩者有機(jī)結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，可長(zhǎng)期在低排放、低阻力的情況下運(yùn)行，但也有可能出現(xiàn)阻力異常升高的情況，主要可以從設(shè)計(jì)選型、安裝、運(yùn)行維護(hù)三方面分析。

3.1 設(shè)計(jì)選型的降阻措施

影響電袋復(fù)合除塵器阻力的設(shè)計(jì)選型包括過(guò)濾風(fēng)速選擇、除塵器風(fēng)道結(jié)構(gòu)、濾料的選擇等。

3.1.1 過(guò)濾風(fēng)速。由圖1可看出，過(guò)濾風(fēng)速越高，粉塵層阻力（ΔP3）越大。但過(guò)濾風(fēng)速降低后，需要加大過(guò)濾面積及設(shè)備占地面積，增加投資成本。過(guò)濾風(fēng)速的選擇還與進(jìn)入袋區(qū)粉塵性能、粒徑大小和濃度有很大的關(guān)系。同時(shí)，過(guò)濾壓降隨著粉塵濃度的增大而增大（如圖2）?？紤]到電袋復(fù)合除塵器中前級(jí)電場(chǎng)已收集80%粉塵，且進(jìn)入袋區(qū)粉塵已荷電，可選擇比較大的過(guò)濾風(fēng)速，一般可取1.0～1.4m/min，仍可保證電袋復(fù)合除塵器低阻穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1.2 除塵器風(fēng)道包括進(jìn)、出口煙道的進(jìn)、出風(fēng)方式、氣流進(jìn)入濾袋區(qū)的比例、提升閥的結(jié)構(gòu)等。通過(guò)實(shí)物模型（圖3）與CFD數(shù)值模擬（圖4）相結(jié)合的方式，采取調(diào)整進(jìn)出口煙道的導(dǎo)流裝置，合理分配進(jìn)風(fēng)流量，避免局部流量突變，導(dǎo)致阻力劇增。另外，大量的數(shù)值模擬、實(shí)物模型及工程實(shí)踐證明：如果進(jìn)入濾袋正面、側(cè)部和底部為最佳比例，調(diào)整提升閥開(kāi)孔直徑和提升高度，均可保證良好的氣流分布，所以優(yōu)良的氣體流場(chǎng)分布是保證電袋復(fù)合除塵器低阻穩(wěn)定運(yùn)行的條件之一。

3.1.3 濾料的選擇。濾料的阻力大小通常是用透氣性來(lái)表征的，常用的濾料纖維有PPS、PI和PTFE，其中PI纖網(wǎng)疏松多孔，透氣性極好，但其容易發(fā)生水解，且抗酸、堿性及抗氧化能力一般，純PI不適用于我國(guó)燃煤鍋爐復(fù)雜多變的煤種。所以國(guó)內(nèi)電袋復(fù)合除塵器常用濾料為混紡濾料，在保證其透氣性的前提下，進(jìn)一步提高濾料的過(guò)濾性能。在濾料的選型中，還可能選擇過(guò)濾性更高的覆膜濾料，但應(yīng)注意濾膜的質(zhì)量和覆膜工藝的選擇。如選擇不當(dāng)，極易出現(xiàn)脫膜的現(xiàn)象，致使灰塵堆積，阻力加大，最終導(dǎo)致濾袋失效。

3.2 安裝過(guò)程中的降阻措施

影響電袋復(fù)合除塵器阻力最大的是花板和清灰系統(tǒng)的安裝。對(duì)于行噴吹清灰系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須保證噴吹孔與花板孔的同軸度，且同一根噴吹管所對(duì)應(yīng)的花板孔應(yīng)安裝于同一直線上；對(duì)于旋轉(zhuǎn)噴吹清灰系統(tǒng)，如圖5所示，由于其濾袋結(jié)構(gòu)是按同心圓布置，在花板安裝時(shí)對(duì)濾袋孔同心度要求非常高，噴吹時(shí)采用模糊清灰方式?jīng)Q定了導(dǎo)風(fēng)管垂直度和旋轉(zhuǎn)噴吹管的平面度要求。安裝不規(guī)范問(wèn)題將會(huì)導(dǎo)致清灰不徹底，致使除塵器的運(yùn)行阻力不斷上升。

3.3 運(yùn)行維護(hù)的降阻措施

3.3.1 在除塵器投運(yùn)之前進(jìn)行預(yù)涂灰，使濾袋表面附著一層灰塵，避免在鍋爐投運(yùn)初期或低負(fù)荷時(shí)運(yùn)行時(shí)的助燃油直接粘附到濾袋表面，阻塞濾袋。

3.3.2 在運(yùn)行過(guò)程中，尤其要注意高溫對(duì)濾袋透氣性的影響，可設(shè)置高溫報(bào)警，臨時(shí)開(kāi)啟旁路或進(jìn)行緊急噴水降溫，嚴(yán)重時(shí)可采取停機(jī)處理。

3.3.3 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)置合理的清灰周期和清灰制度，對(duì)于反復(fù)清灰仍阻力高的情況可采取離線清灰模式，同時(shí)還要保證清灰氣源的含油等級(jí)和濕度；定時(shí)檢修電場(chǎng)區(qū)收塵情況，嚴(yán)格控制進(jìn)入袋區(qū)的粉塵濃度，降低袋場(chǎng)區(qū)處理粉塵濃度。

3.3.4 時(shí)刻監(jiān)控除塵器上游設(shè)備，控制脫硝設(shè)備的氨逃逸總量；在鍋爐設(shè)備爆管時(shí)，立即采取緊急停機(jī)處理，避免一切有可能造成除塵器低溫運(yùn)行、結(jié)露致使糊袋。一旦發(fā)生糊袋，清灰系統(tǒng)就會(huì)失效，阻力急劇

上升。

4 結(jié)語(yǔ)

電袋復(fù)合除塵器作為一種高效的除塵設(shè)備，已成功運(yùn)用于火電、水泥等行業(yè)，阻力長(zhǎng)期穩(wěn)定于800Pa左右，但仍有個(gè)別超標(biāo)情況。為進(jìn)一步降低電袋復(fù)合除塵器的運(yùn)行阻力，從設(shè)計(jì)源頭抓起，嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量，遵循運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)規(guī)章，保證除塵器穩(wěn)定低阻力、低排放運(yùn)行。

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（責(zé)任編輯：王 波）