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袋式除尘器应用现状与技术发展方向
发布时间:2009/6/10  阅读次数:1852  字体大小: 【】 【】【
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袋式除尘器应用现状与技术发展方向
吴凌放      张殿印   徐飞   戚罡
〖⑴上海宝钢股份公司   ⑵中冶建筑研究总院〗
内容提要     本文介绍了国内袋式除尘器应用现状及今后除尘器技术发展方向。
关键词     袋式除尘器     现状   发展方向
      
除尘器分为重力除尘器、惯性除尘器、湿式除尘器、静电除尘器和袋式除尘器。由于袋式除尘器除尘效率高(>99%),,运行稳定,适用范围大,所以按数量统计,袋式除尘器数量约占各类除尘器总量的60%~70%,是应用最多的除尘器。分析袋式除尘器应用中存在问题,明确技术发展方向具有重要意义。
1.袋式除尘器应用现状
袋式除尘器应用中存在问题有以下几方面。
⑴ 除尘器选型不当
一个袋式除尘系统是由多个高技术的独立系统配置而成,其中包括:烟气输送管道系统;烟气预除尘或降温系统;滤料的选择与滤袋的加工;笼骨和花板的设计、加工质量;除尘清灰系统;润滑系统;清灰系统;电气控制系统;卸灰系统;风机系统;分流挡板和钢结构制作(包括采取露点保温、加热和密封措施);除尘器报警安全系统等等。袋式除尘器看似简单,但要做得好,用得好,仍是技术性很强的设备。所以,如果把除尘器作为家庭用品一样简单“选型”,如果选型不当也会在除尘设备的应用过程中经常产生各种败迹或问题。主要表现是:①滤料的工作寿命低于质量保证;②除尘器的阻力超过原来的设计值;③设备故障多,管理麻烦作业率低;④电气控制紊乱甚至无法工作等现象。
⑵ 阻力偏高,耗能偏多
袋式除尘器在正常运行情况下,中小型除尘器过滤面积<1000m2的运行阻力应<1000~1500Pa,大型除尘器的阻力1200~2000Pa。但是目前运行中的袋式除尘器有相当数量超过这些数值,这是不正常的。除尘器耗能量是压力与流量的乘积(P=K△PQ/1000×3600×η),压力高1倍,流量不变则耗能多1倍。1 台处理100万m3/n的除尘器如果阻力偏高500Pa,则每年多消耗电能约200万元。运行阻力偏高的原因首先是没有根据具体情况因地制宜适应除尘工艺进行设备设计,导致应用中阻力高,运行困难。第二清灰不良,对脉冲袋式除尘器而言,脉冲阀质量不好,清灰周期控制不合理,导致清灰效果差,遇到工艺粉尘细、含湿量大、含尘浓度高等情况,运行阻力难降到理想水平。对于反吹风除尘器,反吹风量不够,是清灰差阻力高的直接原因。第三是除尘器气流不均匀,流场不合理,结构阻力偏高。中国产业协会袋式除尘委员会已把解决流场问题作为“十一”五规划的内容。
⑶ 滤袋寿命较短
滤袋的寿命问题是关系维护管理费用和除尘效果优劣的关键问题。在除尘设备正常运行条件,国产普通滤袋使用时间应达到2~3年、玻纤滤袋1~2年、覆膜滤袋寿命更长,但是实际情况并非如此。滤袋寿命偏短的一个原因是滤袋质量欠佳,如石灰窑袋式除尘器用国产滤袋寿命不到1年,更换进口滤袋后滤袋寿命延长2~3倍;滤袋使用时间偏短的另一个原因是运行参数不合理,如滤速偏高、滤袋布置不合理、清灰不良等。
  ⑷ 配套件质量差
与袋式除尘器配套的机电产品及材料,型式少、功能不齐,如国产电磁阀,性能不好、寿命不长、气缸寿命短、动作缓慢。电动蝶阀电动头,电动推杆的故障率偏高,卸灰阀、输灰设备寿命不长,刮板输送机链条每1~2年就要更换一次。密封垫料,胶合料品种单一,抗老化性能差,缺乏特色产品;电器元件、仪器仪表国产品质量差,与进口产品比差距更大。微差压变换器及其显示仪表、料位计、粉尘浓度计、PLC程控器等还得依赖进口。
2.袋式除尘技术发展方向
袋式除尘器技术的发展趋势始终是围绕排放浓度低(目视为零)、节约能源(阻力小)和管理方便三个目标进行,为达到这些目标着重发展以下技术。
⑴ 发展脉冲除尘器技术
脉冲袋式除尘器在我国研究开发比较早,20世纪70年代已经开始,并得到推广应用,由于当时技术指标过于夸大,脉冲阀等配件质量欠佳,运行中出现种种问题,所以使用范围越来越小,发展速度反而落在回转反吹风和分室反吹风袋式除尘器的后面。随着设计水平提高,进口配件的采用和脉冲除尘器的优点的突出,近年来又长袋发展,并被大量采用,特别是大中型脉冲除尘器技术发展很快,有代替其他型式除尘器的发展趋势。在脉冲袋式除尘器当中,又分为离线式清灰和在线式清灰两种。在今后的发展中由于在线式具有节省投资、管理方便、作业率高等优点、应用会越来越多。至于清灰压力高低,要依气源条件而定,不必特意追求压力高低。高性能的脉冲阀和强力喷吹装置配套使用,气源压力在0.15~0.86MPa范围内清灰作业均能达到满意结果。低压(0.2~0.4MPa)进行清灰也会有好的效果。
⑵ 脉冲袋式除尘器大型化
分室反吹风袋式除尘器在20世纪80年代已经实现了大型化,袋长8~12m,单台除尘器处理风量100万m3/h以上,但脉冲除尘器袋长长时间在3m以内徘徊,后来到6m,已认为是长袋脉冲袋式除尘器了,滤袋不够长,使得脉冲袋式除尘器很难实现大型化。
增长滤袋后遇到的困难是清灰不彻底。高性能脉冲阀和强力喷吹装置的合理设计,能够使不超过10m长的滤袋彻底清灰。强力喷吹装置为脉冲袋式除尘器大型化奠定了基础。燃煤电厂引进的德国低压脉冲袋式除尘器袋长8~10m。单台处理烟气量170000m3/h。我院开发的大室大灰斗除尘器是脉冲袋式除尘器大型化的新技术(其优点下面瘵详细介绍)。已应用数十台之多。
⑶ 开发新型除尘器
滤筒式除尘器和塑烧板除尘器的问世,给除尘技术带来了新意。这种除尘器的共同特点是:①设备体积小,重量轻,占用空间和占地面积是普通袋式除尘器的1/3~1/5。②使用寿命长,较一般滤袋寿命长2~3倍。③适用范围广,在含油、含湿高浓度的工况条件,比其他袋式除尘器更能适应。④运行稳定,压损波动小。由于这两种除尘器的独特优点,所以尽管其价格昂贵,还是得到越来越多的应用,这是环保标准日益严格,设备管理日益简化带来的必然结果和发展趋势。
⑷ 提高滤袋料产品质量
①提高滤料产品质量
滤料的原料和织造技术影响着滤布和滤袋的质量,影响着用户使用周期和运行费用,有时直接影响粉尘的排放浓度。因此精选原料,提高织造工艺水平,使国产滤袋的各项技术指标赶上世界先进水平,是滤料和滤袋发展的总趋势。对常用的针剌毡滤料应按表1要求进行技术提升。
表1   针剌滤料发展方向
提高项目
制   作   要   求
提高强度降低伸长率
高强低伸工业丝作基布,针剌密度高,纤维抱合紧密,提高强度同时使滤毡纤维之间抱合紧密,致密度高,降低其伸长性。高强低伸纤维作基布,使伸长性更小。
减少阻力
滤料呈阶梯度的层状复合式,可以解决过滤精度,阻力及能耗的矛盾,使运行中阻力损失小,节省能耗。
表面处理更好
滤料表面有更细的“S”型微孔,使更细的粒子无法穿透而泄漏或堵塞滤毡,使其积灰聚在滤毡表面易抖动清灰达到新的过滤循环,为此应选用0.8~1.5D或更细纤维,纤维直径降低数倍,孔径缩小,孔隙率高,过滤精度高,覆膜滤料要改进膜布牢度及孔隙均匀度。
提高耐酸碱度
选用直接纺丝工艺的高分子量聚酯优级纤维,改善耐酸和耐水解性。亦可用特殊处理。
增强耐磨、耐折性
增加单位体积内纤维数量多,致密度高,坚固耐磨,使用寿命更长。玻璃滤料重点提高耐折性。
提高滤料均匀性
生产中把开松混合及精细的梳理使纤维网更加均匀表面平整,纤维细且致密。
过滤精度高
因滤毡具有细小的微孔,直径小于孔径的粒子均被阻挡在滤料表面,难于进入滤料内部,孔径小则精度高。
② 增加滤料品种
由于生产工艺及尘源的多样化,要求袋式除尘器滤料适应多样化的要求,生产多规格多品种的滤料,这是袋式除尘器技术的另一发展趋势。在高温烟尘场合,莱登滤料、P-84滤料以及玻纤与这些滤料复合而成的新型滤料大大满足了市场要求,但在120~160℃人称中温条件下能工作的滤料品种仍然过少,价格偏高,滤料厂家在滤料品种的开发方面天地广阔。对玻璃纤维滤料来说,21世纪70年代研制出膨体纱滤布,80年代研制出玻璃针剌毡,90年代研制出玻纤覆膜滤料,进步之快,但是耐屈挠性一直不理想,所以提高玻纤滤料的耐折性能,延长其使用寿命是极待研究的课题。
③ 应用表面过滤技术
表面过滤材料的出现和应用,是可喜的进步。它对微细粉尘有更高的捕集率,并将粉尘阻留于滤料表面,容易剥离,使设备阻力降低。现有三种实现表面过滤途径:①在普通滤料表面覆以聚四氟乙烯薄膜;②复以具有大量微孔的涂层;③以超细纤维在针剌毡表面形成超细面层。不论哪一种方法都是在设法提高表面光滑性和微孔均匀性。这是改善滤料性能的基本要求。
⑸ 除尘器电控技术发展方向
①         小型除尘器实行简化控制
小型除尘器不可能像常规工业控制那样被精心地操作和维护。这就要求控制简单、可靠、不
用调试、接上负载、插上电源就可投入正常运行,无须专人值守和维护。随着脉冲控制仪和小电脑控制仪可靠性的不断提高,特别是脉冲控制专用芯片的发展和应用,研制这种简化控制仪成为可能会受用户的欢迎。对反吹风袋式除尘器而言,控制本来就很简单,它应同风机控制连在一起,联锁操作运行。
② 大型除尘器实行识别控制
随着生产设备的大型化及控制的自动化,对大型除尘系统的控制要求也越来越高,要求除尘器的控制能够在工况条件变化时自动识别控制对象的变化,自动调节控制规律。通过软件处理,在中央控制室计算机屏幕上即可观察除尘器状况,使除尘器运行在最佳工况。当除尘器设备发生故障时,电控系统不是仅仅作出报警,而是能够自动作出判断和处理。
3.结语
根据除尘技术的发展方向,袋式除尘器最有发展前途,这是因为袋式除尘器除尘效率高,能满足日益严格的环保标准,运行稳定,不因风量变化而影响性能;应用范围广,在各行业生产环节都有应用。
分析影响袋式除尘器的各种因素,有针对性地改进和提高技术水平和管理水平,对节能减排、建设环保友好型企业具有重要意义。
  
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