简述布袋除尘器的原理及运用

第21期总第175期内蒙古科技与经济No.21,t he175th issue 2008年11月Inner M ong olia Science T echnology&Economy Nov.2008

简述布袋除尘器的原理及运用

戎毅仁

(内蒙古电力二公司,内蒙古呼和浩特 010050)

摘 要:文章简述了布袋除尘器的结构原理、特点及其核心部件 滤袋的有关情况,详细介绍了决定布袋除尘效率和寿命的主要因素,并对布袋除尘器应用前景进行了展望。

关键词:布袋除尘器;除尘特点;除尘效率;运行维护

中图分类号:T K223.27 文献标识码:B 文章编号:1007 6921(2008)21 0117 01

我国为产煤大国,原煤储量和开采量均居世界第一。这样的资源情况,决定了我国能源结构以火电为主。预计近10年内火力发电所占比重在70%以上,每年新增燃煤锅炉将产生大量含尘烟气,随着国家对环境保护的重视程度和环境保护要求的日益提高,除尘工作也倍显重要。在前几年,电除尘器应用在我国较为广泛,随着滤袋的国产化和使用寿命的延长,火力发电厂锅炉尾部除尘回到了布袋除尘的时代,并且取得了良好的效果,其特点是: 布袋除尘器附属设备少,投资省,技术要求没有电除尘那样高; 能捕集比电阻高,电除尘难以回收的粉尘; 除尘效率高达99.9%以上; 袋式除尘器性能可靠,对负荷变化适应性好,运行管理简便,特别适宜捕集细微而干燥的尘土,所收干尘便于处理和回收利用; 能适合生产全过程除尘新理论,降低总量排放; 袋式除尘器适于净化爆炸危险或带有火花的含尘气体。

布袋除尘器在我国其他行业中已经使用得比较普遍,但在锅炉布袋除尘器的早期运用中,有很多失败教训,其主要原因在于当时的技术及配套件,早期的布袋除尘器失败后,燃煤锅炉烟气除尘基本运用电除尘器。但随着国家环保要求的日益提高,电除尘器的广泛应用,其弱点也逐渐暴露出来。目前主要因为烟尘排放超标,除尘效率下降,其次其运行综合费用比较高,近几年,随着布袋除尘器核心部件--滤袋等配套件生产技术的日益提高,原来布袋除尘器在燃煤锅炉烟气除尘运用中失败的因素,都得到了比较妥善的解决,布袋除尘已得到了普遍推广使用。但在内蒙地区,由于经济和燃煤的原因,还有部分电厂的燃煤锅炉仍在使用电除尘器,这种局面,估计会很快得到解决。下面就从以下几个方面简单介绍一下布袋除尘器的使用情况。

1 布袋除尘器的除尘原理

袋式除尘器也称过滤式除尘器,是一种干式高效除尘器,它是利用纤维编织物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。由于布袋滤料的不同,除尘效率也有较大的区别,但有一点可以确定,滤袋上收集到的粉尘定期地被清灰装置清除并落入灰斗,再通过出灰系统排出。清灰方式有两种:一种是机械抖动,另一种是使用不同压力的气源对布袋进行反吹,又可分为烟气反吹和脉冲空气反吹。

2 决定布袋除尘器除尘效率和寿命的主要因素

决定布袋除尘器效率和寿命的主要原因有气布比、滤料的选择、烟气灰分的特性、设备加工和安装施工的质量,清灰方式和频率,运行维护的管理等等。

2.1 气布比

把布袋除尘器平均的过滤速度表示为气比布,它是烟气量与整个有效过滤面积之比。这个参数在布袋除尘器的选择和设计中是一个非常重要的技术指标。气布比是除尘器设计时根据烟气和粉尘的特性、允许排放标准、阻力操作、清灰的方式等来选择。若气布比选得太高,虽然布袋除尘器的体积小,造价低,但运行阻力大,清灰频繁,粉尘颗粒容易嵌入滤料的内部,大大地缩短布袋的寿命,甚至影响布袋除尘器正常运行;相反,气布比选得太低也不合适,因为初始投资明显增加,但带来的效益并没有相应得那么多。不同的清灰方式,因为其清灰的特点不同而必须选用不同的气布比。此外,布袋除尘器对处理的气体量和含尘浓度的允许变化范围大,而除尘效率稳定。也就是说,在实际运行中,即使烟气量和含尘浓度超过设计值,但在一定范围,除尘效率还是能维持在较高水平,只是清灰的次数须增加,烟气的压力、气流均对气布比选择影响不大。关于滤袋的寿命,根据专家的分析和使用经验,Ryt on滤料在电厂烟气条件下的使用寿命可达30000h,但要烟气含氧量<10%,烟气温度最高不得超过190 ,当烟气温度在170 ~190 时,不能超过100个小时,平时应作好锅炉烟气温度变化的详细记录。

2.2 滤料的选择

滤料的选择是很重要的,它不但影响到布袋除尘器的效率和寿命,也与造价有关。决定滤料材料的因素主要有烟气的温度、湿度、含氧量、粉尘的粘附性、粉尘的化学成分等。决定使用何种滤料的非常重要的因素之一是布袋能否在除尘介质中长期(在一定的时间范围内)使用而不损坏(即布袋的使用寿命)。因此,影响滤袋寿命的因素除了滤袋的结构、制作工艺、固定方式、清灰方式运行情况等外,最主要的因素就是滤料的特性和质量。滤料特性的主要指标有透气性、密度、抗折叠性、耐磨性、断裂强度和断裂伸长、耐湿性、热收缩滤、水解稳定性等。滤料的特性决定于滤料的原材料(即原纤维)成分、编制工艺、滤料的各种处理等。

2.3 清灰方式的合理选择

清灰的方式主要有三种:烟气反吹、机械抖动、脉冲反吹。目前,前二种方式的布(下转第124页)

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收稿日期:2008-06-22

总第175期内蒙古科技与经济

保险或过载继电器,或使用单独的分流器来检测每个电机的电流进行保护。

在6RA70整流装置上对所有电机进行流调、速调、弱磁调节器优化,在运行中如果其中有一台电机停止运行,可以自动通过切换功能数据组F CS来匹配到新的工厂设置(6RA70提供四组FDS),要在切换参数后,再进行一次速度环的优化。

3 6RA70驱动串励电机

串励电机的特点是电枢和励磁绕组串联,所以流过电枢和励磁绕组的电流相同,意味着磁通是负载(电枢电流)的函数。当电机不带速度编码器,以EM F闭环方式运行时,其速度依赖于负载。电机空载时,由于电流低,电机弱磁运行,这种条件极易导致电机飞车或造成机械损坏。为此,在电机有可能轻载或空载的应用场合,电机应采用速度编码器组成速度闭环系统。闭环的EM F控制在阻矩与速度成正比的应用场合下可以用,例如驱动风机水泵等负载。但使用这种控制方式不能达到期望的速度精度。因为电枢和励磁回路串联,两个绕组中电流方向相同,不能用改变电流方向的方法来进行电机制动或反向运行。换句话说,电机只能正向运行,反向制动。要想让电机正向制动或改变电机运行方向,电枢绕组或串励绕组的极性必须反向,但在整流装置内电流是不可能反向的。通过在串励绕组中使用整流桥,用四象限运行的装置改变电机回路电流方向,来实现机械的四象限运行。由于整流装置驱动串励电机会产生电流谐波,导致整流换向性能下降,造成电刷火花和电刷磨损,为此应该在励磁绕组上并联一个电阻,来抑制绕组中的交流分量,所需要的并联电阻的选择可以咨询电机制造厂家。

3.1 优化流调

3.1.1 手动优化

P110:设置电枢和励磁绕组的总阻抗

P111:设置电枢和励磁绕组的总电感

P155:流调P增益,使用工厂设置

P156:流调积分时间,使用工厂设置

如果用于低响应场合,P110和P111不需要设置。

3.1.2 自动优化

因为电枢和励磁串联,在流调优化过程中会产生全电机转矩,电机转子必须锁死。如果做不到,可以按下面介绍的方法进行优化: 首先把电机绕组连到装置的输出上,启动电机流调优化,记录下此时的P110和P111值; 然后把电机串励绕组连到装置的输出上,启动电机流调优化,记录下此时的P110和P111值; 把在 和 得到的值相加,赋给P110和P111,在 下计算得到的P155,P156在正常情况下是合适的,因为串励绕组的电感正常情况下是电枢绕组电感的10倍以上,设P153=2。

3.2 优化速调

在优化速调之前,必须将电枢绕组和串励绕组串联。

P225:P增益,使用工厂设置

P226:积分时间,使用工厂设置,如果需要,运行速调优化(在P236中设置动态响应参数为低值或手动精调)

4 6RA70驱动复励电机

复励电机的主要特征是电机激磁磁场由并励绕组和和串励绕组产生。并励绕组的启动磁通是电枢电流的函数。在额定电枢电流下电机磁通可增加15%以上。因为这时串励绕组只产生一小部分电机工作磁场,串励绕组的电感要比纯串励电机的小的多,因此,正常情况下只做电流优化就足够了。

四象限运行时,要注意,串励绕组会引起电流一个方向加强,一个方向减弱。因此建议在驱动方向上用强磁,在制动方向上用弱磁。因为一般制动时只需要低转矩,当然也可以在串励绕组中串整流电路来得到强磁,而不用顾及电流方向。如串励绕组只在升速阶段增加电机转矩时需要而不是整个电机运行阶段,转矩增加可以通过提高电枢电流来实现。

[参考文献]

[1] SIEMENS.SIM OREG DC Master[M].2002.

(上接第117页)袋除尘器已经很少采用,而脉冲反吹则广泛被采用。

脉冲反吹布袋除尘器由滤袋组件、导流装置、脉冲喷吹系统、出灰系统、控制系统、离线保护系统、箱体等组成。含尘气体由导流管进入各单元室,在导流装置的作用下,大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗,其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区,过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体,提升阀、排风管排出,随着过滤工况的进行,当滤袋表面积尘达到一定厚度时,由清灰控制装置按设定程序关闭提升阀;控制当前单元离线,并打开电磁脉冲阀喷吹,抖落滤袋上的粉尘,落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后,利用输灰系统送出。

虽然这三种形式的布袋除尘器各有其特点,但除尘效率和使用寿命都比较理想,没有太大的区别。

2.4 运行维护管理

2.4.1 布袋的储存。对于备品布袋的储存,应注意两个问题,既避免潮湿,又不能受阳光直射,防止品质变化。

2.4.2 布袋的安装。 布袋开箱时注意不要划伤表面,澳洲电厂曾经出现这类问题。 安装时应严格禁止明火及焊接工作,使用工具应妥善防放置,防止掉落损伤布袋。

2.4.3 预涂灰。使用的布袋除尘器必须进行预涂灰,从使布袋表面建立一层滤饼,保护布袋。因此,建立合适的滤饼层对滤袋寿命、除尘效率都是极为重要的。

2.4.4 减温装置。目前,布袋除尘器滤料一般是化纤的。化纤的氧化老化是影响滤料寿命的主要因素之一。由于化纤的氧化的速度随温度的升高显著加快,因此温度对滤料的寿命影响是很大的。所以严格控制烟气的温度,对延长布袋除尘器的寿命能起很大作用。

2.4.5 清灰频率对布袋寿命的影响。影响布袋除尘器的寿命因素主要有运行环境、布袋的纺织方法、布料种类、清灰方式、清灰频率及布袋与袋笼的摩擦等。在工况、布料、清灰方式已经确定的情况下,清灰频率对布袋寿命的影响很重要。目前,随着科技的不断发展,清灰的控制都采用PL C程序控制。PL C程序控制具有自动报警功能,出现异常情况时会随时报警,提醒运行人员注意或采取应急措施。

在我国,随着对环境保护越来越重视,国家已经对烟尘的排放提出了更加严格的要求,加上新型洁净煤燃烧技术 循环流化床锅炉在火力发电厂中的大力推广应用,循环流化床锅炉的飞灰循环燃烧和为了炉内脱硫添加了大量石灰石,锅炉飞灰很细而且灰分比电阻增大,直接导致了电除尘器效率的下降,采用布袋除尘是理想选择。

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