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脉冲布袋除尘器
技
术
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明
文
件

一主要设计原则
Ø 技术先进、 经济合理、 切实有效的烟气除尘脱硫治理工艺。
Ø 设备运行可靠、 阻力小, 不产生对锅炉运行工况的影响。
Ø 具有足够的除尘脱硫效率, 保证达标排放。
Ø 为降低运行费用, 脱硫剂来源可靠, 副产品处理合理。不外排不产生二次污染。脱硫除尘水循环利用。
Ø 充分考虑场地要求, 使整套脱硫系统结构紧凑, 减少占地面积。
Ø 尽量利用厂内已有设施和资源, 以减少投资。
Ø 运行操作简便, 维护方便。
Ø 采取适当措施避免脱硫系统结垢和堵塞的发生。
Ø 使用寿命长, 噪音小, 必须设有可靠防腐措施。
Ø 施工工期短。
Ø 脱硫除尘装置布局合理、 操作维护简单、 不结垢、 不堵塞, 尽可能与锅炉同步运行。
二: 产品说明
2.1、 布袋除尘器
DMC中压脉冲袋式除尘器技术特点
我公司综合PPC气箱脉冲袋式除尘器、 DMC脉冲袋式除尘器及在线、 离线清灰脉冲袋式除尘器等脉冲除尘器的有关技术并借鉴国外先进技术推出的DMC系列中压脉冲袋式除尘器是一种处理风量大、 过滤风速低、 清灰效果好、 除尘效率高、 运行可靠、 维护方便、 占地面积小的单元组合式除尘设备。模块式生产, 质量稳定。广泛应用于电力、 冶金、 建材、 化工等行业的锅炉、 烟气除尘及物料回收、 粉尘治理。
A、 设计理念
袋式除尘器属于一级过滤, 即所有仓室、 所有滤袋之间均为并联关系, 区别于电除尘器几个电场串联进行数级过滤捕集方式。因此, 设计时要求充分考虑进风总管与各支管的流量分配和阻力分布情况, 合理选择气流速度, 合理设置均风导流装置, 促使烟气能够在各仓室等量分布, 各滤袋承受负荷均匀, 以达到降低设备阻力和延长滤袋使用寿命的目的, 从而保证设备能够长期稳定可靠、 经济高效的运行。
在针对设计过程中, 我们尤为强调分段化和组合化设计, 结合以往大量类似工程的设计和运行经验, 分析出本工程与其它工程的异同点。在场地允许条件下, 我们将采用模块组合式方法, 即依据风量大小来调整仓室的数量, 尽量使仓室排布形式与已运行设备的仓室排布形式相同, 在减少设计和试验工作量的同时, 还能够保证设计完善可靠。而进出风总管就要依据风量、 粉尘浓度进行分段化设计。对于粉尘浓度大的工况, 我们倾向采用楔形通道; 而对于粉尘浓度小的工况, 我们倾向采用阶梯形通道。
组合化设计
分段化设计

B、 技术特点
高效脉冲袋式除尘器的研制开发和付诸运行积聚了众多业界专家的智慧, 公司很多技术人员更是倾注了大量的心血。低中压脉冲、 在线清灰、 保护技术等结合电站锅炉烟气特性和电厂运行要求而对除尘器功能的添置, 逐渐体现出其优越性, 也越来越多的得到设计院所、 电厂的认同和赞许。区别于其它行业所采用的脉冲袋式除尘器的技术特点有:
1) 、 喷吹技术
考虑到电站锅炉燃烧所产生的烟尘浓度大, 设备阻力将快速增加, 清灰频次将因此而加快, 采用高压喷吹对滤袋使用寿命将带来不利影响, 且附着在滤袋上的粉尘层会被完全冲散, 不但不利于粉尘借助自身重力降落到灰斗中, 而且还容易造成粉尘的二次吸附。
我们经过摄像探头实地监测, 烟气中的粉煤灰在工况温度下相对而言比较干燥, 加之我们对滤袋作了易清灰处理, 以较低的压力进行清灰, 不但能够达到理想的清灰效果, 而且能够缩短粉尘降落至灰斗内的时间。能够避免二次吸附和因频繁清灰导致滤袋使用寿命缩短等现象发生。
2) 导流技术
电磁脉冲阀、 滤袋脉冲袋式除尘器的核心部件, 而导流是核心技术。结合我公司的设计理念, 我们采取了一系列措施, 促使烟气均匀分布到每条布袋上, 在保证滤袋承受负荷均匀而延长滤袋使用寿命的同时, 最大程度上降低设备阻力。
导流技术示意图

导流技术示意图

3) 固定管喷清灰技术
固定管喷清灰技术是当今除尘行业普遍采用的一种清灰技术, 它避免了旋转喷吹轴承容易损坏、 润滑难以解决导致故障率高的不良现象发生, 避免了反吹风清灰不够彻底导致设备阻力居高不下问题的出现。
它借助经过处理后的压缩空气诱导上箱体的净空气瞬间向滤袋内筒喷吹, 形成脉冲抖动, 粘附在滤袋外表面的粉尘在此突然强烈的抖动下, 脱离滤袋落入到灰斗中。
4) 固定喷吹管
固定管喷技术

5) 检测、 监控技术的运用:
针对除尘器使用特点, 设置了烟气温度、 湿度、 除尘器运行压力检测、 料位检测及运行设备故障检测等先进的在线检测、 监控设备。
6) PLC可编程控制器的运用:
PLC可编程控制器的运用, 保证了除尘器作为电厂主要运行设备的操控自动化。
7) 设备的阻力控制:
经过在设备设计上的一系列独到考虑, 从设备结构和滤料两方面保证设备整体阻力的安全和可靠。
C、 脉冲袋式除尘器的工作原理
脉冲袋式除尘器采用下进风方式, 含尘气体由灰斗进入除尘器, 设置在进风口部位的除尘器导流系统兼有分离含尘气体中的大颗粒粉尘和对含尘气体进行导流、 匀流的作用。
含尘气体在经过导流系统时, 由于风速的突然下降, 含尘气体中的大颗粒粉尘发生自然沉降并经导流系统分离后直接落入灰斗、 其余粉尘在导流系统的引导下, 随气流进入箱体过滤区。
除尘器箱体过滤区内设置有花板, 除尘器的滤袋组件利用弹簧涨圈与花板密封联接, 形成洁净气体区域( 上箱体) 与含尘气体区域( 中箱体) 的分隔。花板也是除尘器滤袋检修、 更换的工作平台。
含尘气体在中箱体内在负压作用下穿透滤袋, 粉尘被滤袋阻挡, 吸附在滤袋的外表面, 过滤后的洁净气体穿透滤袋进入上箱体并经过排风总管排放。
随着除尘器过滤工作的延续, 除尘器滤袋表面的粉尘将越积越厚, 直接导致除尘器阻力的上升, 因此, 需要对滤袋表面的粉尘进行定期的清除, 即清灰。
低压脉冲袋式除尘器采用压缩空气进行脉冲喷吹清灰。清灰机构由气包、 喷吹管和电磁脉冲控制阀等组成。过滤室内每排滤袋出口顶部装配有一根喷吹管, 喷吹管下侧正对滤袋中心设有喷吹口, 每根喷吹管上均设有一个脉冲阀并与压缩空气分配器相通。整台除尘器的清灰功能的实现经过差压( 定阻) 、 定时或手动控制执行。
随着过滤工况的进行, 当滤袋表面积尘达到一定量时, 会使除尘器阻力上升到一个值, 这时, 除尘器PLC在接获差压计信号后启动清灰程序, 按设定程序关闭除尘器清灰仓室、 依次打开电磁脉冲阀喷吹, 压缩气体以极短促的时间顺序经过各个脉冲阀经喷吹管上的喷咀诱导数倍于喷射气量的空气进入滤袋, 形成空气波, 使滤袋由袋口至底部产生急剧的膨胀和冲击振动, 引发滤袋全面抖动并形成由里向外的反吹气流作用, 造成很强的逆向清洗作用, 抖落滤袋上的粉尘, 达到清灰的目的。
除尘器的清灰功能也可经过设置在控制系统中的定时装置实现。定时控制和定阻控制能够并存, 并以先期满足条件的控制方式启动清灰程序。在检修状态下, 清灰功能也能经过手动控制的方式实现。
喷吹系统的设计保证了每排滤袋只需要经过一次喷吹清扫就能达到彻底的清灰作用, 整台除尘器所有电磁脉冲阀依次完成喷吹后除尘器清灰系统即进入下一个清灰循环。
落入灰斗中的粉尘利用输灰设施集中送出。除尘器灰斗设置加热装置, 防止积灰板结; 配置压缩空气炮清堵装置破拱, 保证除尘器灰斗卸灰的顺利进行。在除尘器的灰斗上安装了料位计用于料位检测。
除尘器仓室进风口配置调节阀, 阀本体的泄漏率＜1%; 出风口设置离线阀、 阀本体的泄漏率为零。它们的关闭保证除尘器单个仓室的完全离线, 实现离线清灰功能并在除尘器正常工作状态时对单个仓室的检修维护。
电磁脉冲阀及粗管分配器及支管分配器安装在净气室外并设置专门的防雨防冻设施。除尘器除滤袋检修、 更换需要在净气室内完成外其它除尘器的检修维护工作均在除尘器高温区外执行。
除尘器的控制( 包括清灰控制等) 采用PLC可编程控制器进行自动控制。
所有的检修维护工作在除尘器净气室及机外执行, 无须进入除尘器内部。
D、 脉冲袋式除尘器设备构造
除尘器主要由滤袋室、 吹清灰装置、 进排气风管、 灰斗、 压缩空气系统、 电控装置、 阀门、 保护系统、 控制系统及其它等部分组成。
1) 系统主要设备:
A、 袋式除尘器本体
结构框架及箱体----结构框架用于支撑除尘器本体、 灰斗及卸灰设备等; 箱体包括上箱体、 中箱体及灰斗等。
滤袋、 笼骨和花板----滤袋和笼骨组成了除尘器的滤灰系统; 花板用于支撑滤袋组件和分隔过滤室( 含尘段) 及净气室, 并作为除尘器滤袋组件的检修平台; 滤袋组件从花板装入。
进气系统----包括进风导流总管、 导流板等。
排气系统----包括由排气管道等组成的除尘器净化气体排放系统。
卸灰系统----装置于除尘器灰斗上的清堵空气炮、 手动插板阀等组成了除尘器的卸灰系统, 输灰设备。
平台、 栏杆、 爬梯及手( 气) 动阀门的检修平台。
除尘器顶部防雨棚----用于保护电磁脉冲阀等除尘器顶部装置。
除尘器照明系统。
B、 保护系统, 包括旁路系统、 滤袋捡漏装置( 本项目业主及设计院没有提出详细要求, 为此在供货时没有此项设备) 。
C、 压缩空气系统, 包括储气罐、 压缩空气管道、 减压阀、 压力表、 气源处理三联件等。
D、 控制系统, 包括仪器仪表、 以PLC可编程控制器为主体的除尘器主控柜、 现场操作柜、 检修电源箱、 照明电源箱等。
2) 系统主要部件:
a、 过滤系统( 滤袋和笼骨组成了除尘器的过滤系统)
滤袋
对于整台锅炉布袋除尘器而言, 滤袋是其核心部件。滤料质量直接影响除尘器的除尘效率, 滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用。因而, 我们根据除尘器运行环境和介质情况选用滤料:
附: 国内外常见滤料性能表
名称
聚脂
丙烯酸
玻纤
Nomex
Ryton
P84
Superfex
Teflon
最高运行温度
134
140
259
190
190
259
259
259
耐磨性
A
B
C
A
B
B
B
B
过滤性能
A
B
C
A
B
A
A
B
耐温性能
D
A
A
B
A
B
A
A
耐碱性
B
C
C
B
A
C
A
A
耐无机酸
C
B
D
D
A
B
A
A
耐氧15%
A
A
A
A
D*
A
A
A
相对造价
便宜
便宜
较贵
贵
贵
很贵
很贵
很贵

布袋底部采用三层包边缝制, 无毛边裸露, 底部采用加强环布, 滤袋合理剪裁, 尽量减少拼缝。拼接处, 重叠搭接宽度不小于10mm, 提高袋底强度和抗冲刷能力。同时滤袋底部距离进风口的水平距离、 设备进风导流系统的设计与滤料的使用寿命有着极大的关系。我公司设计生产的设备充分考虑了这些内容, 保证除尘器正常运行。
滤袋上端采用了弹簧涨圈形式, 密封性能好、 安装可靠性高, 换袋快捷。仅需1-2人就能经过机顶便掀式顶盖进行换袋操作。滤袋的装入和取出均在净气室进行, 无须进入除尘器过滤室
笼骨

袋笼采用圆型结构, 袋笼的纵筋和反撑环分布均匀, 并有足够的强度和刚度, 防止损坏和变形( 纵筋直径≥Φ4、 12根, 加强反撑环Φ4、 间距200, Φ155×6280) , 顶部加装”η”形冷冲压短管, 用于保证袋笼的垂直及保护滤袋口在喷吹时的安全。
笼骨材料采用20#碳钢, 使用笼骨生产线一次成型, 保证笼骨的直线度和扭曲度, 滤袋框架碰焊后光滑、 无毛刺, 而且有足够的强度不脱焊, 无脱焊、 虚焊和漏焊现象。
袋笼采用有机硅喷涂技术, 镀层牢固、 耐磨、 耐腐, 避免了除尘器工作一段时间后笼骨表面锈蚀与滤袋黏结, 保证了换袋顺利, 同时减少了换袋过程中对布袋的损坏。
滤笼滤袋组装示意图

b、 清灰系统
除尘器的清灰采用压缩空气低压脉冲清灰。
采用离线清灰方式, 清灰功能的实现是经过PLC利用差压( 定阻) 、 定时或手动功能关闭离线阀、 启动脉冲喷吹阀喷吹, 使滤袋径向变形, 抖落灰尘。
清灰系统设置储气罐、 精密过滤器( 除油、 水、 尘) , 保证供气的压力、 气量和品质、 清灰的力度和气量能满足各种运行工况下的清灰需求。
清灰用的喷吹管采用无缝管, 借助校直机进行直线度校正。喷吹短管( 又称喷嘴) 与喷吹管的焊接采用了工装模具, 二氧化碳保护焊接, 减少变形, 保证喷吹短管间的形位公差。喷吹管借助支架固定在上箱体中, 并设置了定位销, 方便每次拆装后的准确复位。
清灰系统设计合理, 脉冲阀动作灵活可靠; 在设备出厂前, 对清灰系统等主要部件进行了预组装, 以保证质量。
清灰系统示意图

设备清灰效果示意图
正常工作状态清灰状态

电磁脉冲阀
清灰系统的关键设备是电磁脉冲阀, 它的选用关系到除尘器的造价及清灰效果。
我们为脉冲反吹布袋除尘器选用的电磁脉冲阀为喷吹压力0.2～0.3Mpa、 0.4～0.6Mpa的电磁脉冲阀, DC24V, 膜片经久耐用, 寿命大于100万次以上, 满足了脉冲电磁阀的高效运行要求、 极大地减少了维护工作量, 清灰更彻底。

c、 保护系统
锅炉布袋除尘器的保护涉及了除尘器本体阻力的控制和除尘器核心部件—滤袋的保护。我公司设计的锅炉布袋除尘器围绕上述目的采用了一系列的保护技术: 由本体阻力的控制、 旁路保护系统、 滤袋检漏装置、 在线检测装置等组成。
○除尘器的阻力控制
除尘器的阻力分为两部分。
一部分是设备的固有阻力( 即原始阻力) , 这是由设备的各个烟气流通途径造成的。
除尘器进出风方式、 进风管道各部位的烟气流速选择是否妥当; 除尘器各仓室进风的均匀度; 导流系统设计是否合理; 进风口距离滤袋底部的水平高度导致的含尘气体稳流空间是否足够; 滤袋直径和滤袋间距决定的滤袋间烟气抬升速度的合理性; 出口管道风速的合理选定等都将影响除尘器的固有阻力值。
为此, 我公司设计的布袋除尘器采用平进平出的进出风方式, 各进风口风速选定为8m/min左右; 进风总管和导流系统的设计保证各仓室进风不均匀度在5%以下; 进风口距离滤袋底部的水平高度的选择选定, 足够保证含尘气体获得稳流空间; 保证过滤区内滤袋内的净气空间和滤袋外的含尘气体空间比, 以保证滤袋间的烟气抬升。
第二部分是设备的运行阻力。设备的运行阻力是由除尘器在运行过程中滤袋表面形成的挂灰层的厚度导致的一个循环值。一般我们对这个值的上限设定在1000~1200Pa, 在设备达到这个阻力值时, 系统启动清灰, 将设备阻力回复到原始阻力, 进入下一个循环。这个循环时间的长短, 取决于烟气含尘浓度、 滤料的品种规格等。
防止糊袋的措施
糊袋是除除尘器结构设计原因之外的引起除尘器阻力升高的主要原因之一。糊袋的主要原因是水或油在滤袋部粉层的黏结, 为了避免造成糊袋, 投运之初对除尘器进行预喷涂后, 除尘器PLC将控制除尘器在烟气跨越水露点前运行旁路; 点炉投油时运行旁路; 运行之中烟温过低、 投油时开启旁通; 锅炉大量爆管时开启旁路通道。在除尘器停运后要彻底清灰。以上措施有效地防止了糊袋现象的发生。
○旁路系统
( 本项目业主及设计院没有提出详细要求, 为此在供货时没有此项设备)
旁路系统这个锅炉布袋除尘器保护系统是保证除尘器安全的重要设施。它保证了在锅炉点火喷油和燃烧异常以及其它锅炉故障状况下除尘器的自我保护, 并能经过控制系统及时报警。
烟气温度异常: 在除尘器的进风总管上安装了温度检测装置, 借助它检测到的低于或高于设定值的烟气温度, 经过PLC自动打开旁路, 防止低温状况下的结露堵塞滤袋或高温烟气烧毁滤袋。
锅炉投油: 锅炉点炉时的投油信号将进入除尘器控制柜中的PLC, 在获得该信号后, PLC将指挥打开旁路阀, 使含油烟气经过旁路系统排放, 保护滤袋。锅炉在低负荷运行时, 如果需要投油助燃, 由于此时投油量较小, 而且是轻柴油助燃, 能够关闭旁路自动系统, 依靠滤袋表面原有的灰层包裹烟气中的未燃尽油粒, 达到保护滤袋的目的。如果采用重油助燃, 则一定要打开旁路系统才能达到保护目的。
锅炉爆管: 如果是少量的爆管, 少量的水分对大量的高温烟气影响不大, 滤袋表面原有的灰层能够包裹, 因此对布袋除尘器没有很大的影响。如果是大量的爆管, 水量和水压变化较大, 锅炉系统参数的陡变, 必将导致系统作出相应的反应并同时提供给除尘系统相应的信号, 锅炉也会按照锅炉的运行规程采取相关的保护措施: 除尘器PLC接获锅炉爆管信号时, PLC控制打开旁路系统; 另外, 锅炉爆管将导致烟气温度的上升, 此时进风总管中安装的温度检测装置也将起到开启旁路系统的作用。双重的保护将确保锅炉爆管时的除尘器的安全。
○滤袋捡漏装置
( 本项目业主及设计院没有提出详细要求, 为此在供货时没有此项设备)
作为布袋除尘器保护系统的一个重要组成, 滤袋捡漏装置在除尘器的运行过程中不可或缺, 我们为除尘器配置了差压计监视滤袋的完好情况。
借助滤袋检漏装置, 除尘器能随时监视仓室压力、 检查滤袋受损情况, 一旦有滤袋破损, 即时报警通知检修。我们能够经过设置在上箱体上的观察窗检查滤袋破损位置或经过荧光剂来检测具体破损位置, 以及时抢修, 保证除尘器正常运行。
为适合国情、 降低造价, 同时保证除尘器的使用效果, 我们对除尘器捡漏装置作了专门的设计并在以往的工程中运用, 取得了较为满意的结果。
除尘器滤袋捡漏装置主要由差压计、 差压变送器构成。一般, 除尘器滤料完好程度的最佳显示就是除尘器仓室的压差。
一般, 除尘器性能的最佳显示就是除尘系统的压力降。特别是除尘器单个过滤室的压力降是滤袋状况的最佳显示, 压力降的突然升高或降低即意味着滤袋的堵塞、 泄漏、 阀不动作、 清灰系统失灵或灰斗积灰过多。
过低的压力降表明系统有泄漏( 滤袋破损) 。
过高的压力降表明的原因有很多: 滤料堵塞、 清灰系统故障、 进出风阀故障、 灰斗积灰过多、 压差表的管路堵塞。
在PLC获得差压变送器送来的不正常信号后, 将关闭故障仓室, 同时在上位工控机显示并可发出报警。
○在线检测( 监测) 设备
( 本项目业主及设计院没有提出详细要求, 为此在供货时没有此项设备)
为了更好地保护除尘器并实现除尘器的在线检测和监控, 我们为除尘系统配置了一系列的在线检测设备:
温度检测仪: 用于烟气温度的在线监测, 在指标超出设定值时报警并经过PLC控制启动除尘器保护装置;
差压计及变送器: 经过PLC控制除尘器的清灰系统工作并经过设备工作阻力的循环时间和每次清灰后除尘器整体差压情况分析清灰效果和滤料寿命状况;
料位计: 经过设置在除尘器灰斗上的高、 低料位计显示灰斗中的存灰情况并经过PLC指挥卸灰系统和输灰系统的工作。
一系列保护技术的使用保证了除尘器稳定、 连续、 安全的自动运转并以此保证锅炉的正常运行。
E袋式除尘系统的设计方案
袋式除尘系统是由袋式除尘器设备本体、 压缩空气系统、 及自动控制系统等几部份组成的。
1.设备本体: 除尘器本体是由灰斗、 中箱体、 滤袋笼架、 上箱体及脉冲清灰装置、 进出风道等几部份组成的。
1.1除尘器的进风方式与气流分布: 除尘器共分为1个滤室, 含尘烟气经过灰斗进风区经过烟道进入个滤室灰斗进入滤室, 滤室烟气入口处设有阻流及气流分布装置, 使含尘气体均匀地进入滤袋区域。含尘气体进入滤袋区域前, 先经过缓冲区进行预沉降, 大颗粒粉尘在预沉降区落入灰斗, 这样就大大减少了滤袋的过滤负荷。
1.2喷吹系统:
因采用排管式喷吹, 喷吹管与滤袋是逐排逐条的一一对应进行喷吹, 清灰气流全部进入滤袋, 气压能量利用率高、 节能。同时喷吹气流对位准确, 不会因吹偏而引起对滤袋的损坏。另一方面, 采用的直角式脉冲阀, 除膜外没有机械运动部件, 故障率低。脉冲阀膜也能达到喷吹100万次的寿命。
1.3关于滤料的选择:
袋式除尘器的核心部分为滤袋, 滤袋的性能直接影响到布袋除尘器能否高效、 安全、 持久地运行。同时滤袋的寿命也决定着袋式除尘器的维护工作量和维护费用。针对本工程的特殊性, 根据我公司技术结合公相关工程的经验针对本除尘器运行环境情况选用滤料:
本系统设备选用的滤料为菲斯特针刺毡( 中温型) 。菲斯特滤料耐温150℃, 瞬间短时耐冲击温度为170℃, 其抗力强度高、 表面光滑易清灰、 抗折性能均较好, 在本项目烟气条件下完全胜任。
2.压缩空气系统: 该系统为袋式除尘器的清灰装置供气。压缩空气经储气罐后经过除油除水, 减压至0.4～0.6Mpa, 由管路送至除尘器的气包。清灰系统压缩气耗量为每台除尘器0.25m3/min。
3.自动控制系统
控制系统采用脉冲控制仪, 脉冲时间周期可调。