布袋除尘器的发展前景及应用分析

摘要：袋除尘器是最常用的高效除尘设备，相对于其它除尘设备有着很大的优势，它结构简单、造价低，运行费用低，而且造型美观，得到了广大用户的青昧。最近几年袋式除尘器的迅速发展，优点更加突出，使其应用领域进一步扩大。布袋除尘器的发展无法阻挡，它必将成为除尘设备的主导。

关键词：布袋除尘器发展前景 应用分析

前言

布袋除尘器是能够有效控制烟尘污染的主要设备之一，它具有很高的除尘效率。经过布袋除尘器过滤后的烟气含尘质量浓度一般都低于30mg/Nm3，同时还能有效地除去烟气中的微细粉尘。

布袋除尘器在国外有着非常广泛的应用，尤其是在粉尘排放要求严格的地区，几乎是作为高效除尘器的唯一选择，如澳大利亚的电厂90％以上都采用了布袋除尘器。在我国，钢铁行业与水泥行业中布袋除尘器也已有数十年的应用历史，特别是从2004年1月1日开始，我国的电厂烟气开始采用新的排放标准后，电除尘器在很多场合已不能保证达标排放。布袋除尘器适应性强、除尘效率高、运行可靠等优点逐渐显现出来。在燃煤电站锅炉除尘中布袋除尘器开始逐渐取代静电除尘器[1]。

1 布袋除尘器的工作原理[2]

布袋除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器。它是利用纤维编制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。细微的尘粒则受气体分子冲击不断改变着运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。其工作过程与滤料的编织方法、纤维的密度及粉塵的扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等因素及其清灰方法有关。滤布材料是布袋除尘器的关键。性能良好的滤布，除特定的致密度和透气性外，还应有良好的耐腐蚀性、耐热性及较高的机械强度。耐热性能良好的纤维，其耐热度目前已可达到250~350℃。

布袋除尘器按其清灰方式的不同可分为：振动式、气环反吹式、脉冲式、声波式及复合式等五种类型。其中脉冲反吹式根据反吹空气压力的不同又可分为：高压脉冲反吹和低压脉冲反吹两种。脉冲清灰袋式除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节，清灰效果好，是目前世界上应用最为广泛的除尘装置。

2 布袋除尘器的应用分析

2.1 布袋除尘器在我国的发展现状

早在80年代，我国就在部分电厂锅炉烟气处理上安装了布袋除尘器，由于当时滤料的质量问题、检漏手段的落后、反吹方式的不恰当以及缺乏运行管理经验，造成这些除尘器运行全部失败。到了90年代，国内电厂锅炉除尘几乎都采用电除尘器，只是在电厂输煤系统和除灰系统采用小型的布袋除尘器。

近年来，由于我国环保标准的日益严格，推动了布袋除尘器技术的发展，布袋除尘器的滤袋性能已完全能适应电厂锅炉烟气的特性，检漏手段更加先进，吹扫系统更趋合理。

2.2 布袋除尘器发展的关键技术

袋式除尘器发展的两个关键技术，其一就是有适应不同工况条件的优质滤料；其二，要求强劲可靠的清灰机构，控制设备阻力。要保持袋式除尘器的发展，就必须先解决这两个关键技术。过滤材料的进步可以推动袋式除尘器的发展，袋式除尘器的最大的缺点就是由于虑袋材料的限制，导致在对高温、高湿度、腐蚀性气体进行除尘时袋式除尘的应用有一定的限制；滤袋易破损也是袋式除尘器的缺点。因此虑袋材料的发展将大大推广袋式除尘器的应用[3]。

目前，我国火电厂布袋除尘器滤袋材质多采用聚苯硫醚，此种滤料(又称PPS)为表面型滤料，清灰彻底，减少粉尘在滤袋表面形成粉层后板结的可能。该种滤料强度高，耐温可达190℃(燃烧电厂正常运行工况排烟温度为150℃左右)，耐腐蚀、耐磨性能都很强。聚苯硫醚的缺点是当烟气含氧量大于是15％时耐氧性较差，在正常的运行工况条件下使用寿命可以达到30 000 h。国内布袋除尘器厂采用的滤料PPS主要依赖进口，成品布袋在国内加工完成，这就使布袋的价格大大降低，降低了设备的运行成本。

2.3 布袋除尘器在我公司的应用

宁夏回族自治区宁夏电投银川热电公司，在原有3×75t/h次高压煤粉锅炉静电除尘的基础上，技术改造一套烟气脱硫除尘系统，并且配备了改进的布袋除尘器。三台次高压煤粉锅炉共用一套烟气脱硫除尘系统（三炉一塔）。经过脱硫后烟气出口SO2的排放浓度≤300mg/Nm3 (6% O2)），钙硫摩尔比≤1.3，布袋除尘器出口粉尘浓度≤50mg/Nm3。该系统在单炉或两炉运行时不影响脱硫除尘系统的稳定运行，同时能有较好的技术经济性能。

此布袋除尘器滤袋采用无锡必达福生产的PPS滤袋（德国进口），并将滤袋进行防水防油处理。采用自撑式的支承结构，能承受除尘器荷载(自重、保温层重、附属设备、最大存灰重等)。袋笼材质具有良好的刚度，竖筋和纵筋的分布密度保证了滤袋的使用性能；壳体焊缝、人孔门密封条粘接牢固不漏气，保证了正常压力下壳体漏风率≤3％。同时布袋除尘器的灰斗及排灰口设计保证了灰能自由流动排出。灰斗上还设置了电加热保温装置，在冷态情况下启动或在温度低于设定值时都能够自动投入使用，保证布袋除尘器本体内壁不会出现酸结露现象。采用压缩空气脉冲离线反吹清灰装置，离线检修。清灰装置以“定时清灰”和“差压清灰”两种方式控制清灰；采用优先控制原则，时间到，定时清灰优先；差压到，差压清灰优先。清灰系统采用PLC自动控制。布袋除尘器脉冲反吹清灰装置应技术成熟、使用可靠、清灰效果良好，并最大限度地降低了二次扬尘。其性能参数见表1。

表1 布袋除尘器主要技术性能参数

序号 项目 单位 性能参数

1 设计压力 Pa ±6000

2 处理烟气量 Nm3/h 330000

3 入口含尘浓度 g/ Nm3 ＜800

4 过滤风速 m/s ＜1

5 滤袋规格 mm Φ152×6000

6 滤袋数量 条 3360

7 滤袋工作温度 ℃ ≤150（最高190）

8 滤袋框架材质 Q235A＋表面处理

9 脉冲阀规格 英寸 3

10 脉冲阀数量 只 240

11 提升阀（带阀）规格及型式 mm QGF140×140

12 提升阀（带阀）数量 套 20

13 脉冲清灰压缩空气耗量 m3/min 7

14 本体漏风率 % ＜3

3 布袋除尘器的前景

美囤圣勃雷电厂于1973年首先将4台锅炉(总容量为176 Mw)的4台电除尘器改为布袋除尘器，随后布袋除尘器在电站锅炉和工业锅炉上的应用日益广泛。由于许多同家自20世纪70年代以后，不仅大幅度提高烟尘的排放标准，而且对硫氧化物的排放也越来越严格，迫使用户燃用低硫煤，导致煤灰的电阻率提高，静电除尘效率降低，不得不用布袋除尘器替代，从而使布袋除尘器更加迅速地发展。目前使用布袋除尘器的最大机组达850 Mw。使用范围也在不断扩展，如垃圾焚烧炉使用布袋除尘器几乎已成唯一选择。目前制造技术已得到提高，今后需在以下3方面发展布袋除尘器技术[5]：

(1)进一步改进滤料质量，增加适用于不同类型锅炉的滤料品种，延长滤料的使用寿命。

(2)实现国产化、大型化。如何尽快提高国产化率，应用到更大容量锅炉(如300 Mw，600 Mw发电机组)上，具有重大的现实意义。

(3)进一步提高自动化水平，采用有效保证滤袋安全的措施，提高附属设备的质量。例如为防止运行中烟温过高或过低对滤袋造成损害的旁通烟道、为防止烟气超温导致烧袋的喷水减温装置、为防止点火时含油烟气糊袋的粉尘预喷涂装置等。

4 结语

我国是世界上唯一以煤为主要能源的大国。作为一次能源，煤的利用方式在我国主要是燃烧，而煤的燃烧是造成我国生态环境破坏的最大污染源，燃煤所造成的污染已成为制约我国国民经济和社会经济持续发展的一个重要因素。我国电力构成以煤电为主，煤电在发电中的主导地位长期不会改变。目前，我国煤电的环保性与世界先进水平相比还有很大差距。随着电厂容量的增大，用煤量增多，加上煤质较差，燃煤锅炉产生的烟气使许多城市和地区大气环境严重恶化，成为制约电力发展的突出问题。在常规燃煤电站锅炉和中小型燃煤工业锅炉还在大力发展的我国，烟尘的污染防治问题是无法回避的。

尽管布袋除尘器在国外大、中型火电厂中已得到较为广泛而成功地应用，但如果将其引入我国火电厂中应用，由于我国电厂的煤质变化波动较大，锅炉温度波动也较大，将会严重影响其正常运行，因此需要在引进、消化、吸收的基础上开发出适合我国国情的布袋除尘器。此外，必须把布袋除尘器看作是一项系统工程来研究，因为任何环节的差错都可能影响整个除尘器的运行[6]。

参考文献

[1] 何国良，赵锡勇等，电力行业中电除尘器与布袋除尘器的应用分析，能源环境保护，2007.12(21)

[2] 董军，杨俊，布袋除尘器在火电厂中的应用及其发展前景，华中电力，2004.4(17)

[3] 刘杰，欧汝浩等，布袋除尘器发展现状及趋势，铁路暖通空调专业2006年学术交流会

[4] 赵欣华，梁冬，布袋除尘器技术在火电厂锅炉烟气除尘的应用，黑龙江电力2005.4(27)

[5] 张瑞平，赵士骐等，布袋除尘器的应用及前景，煤气与热力，2004.7(24)

[6] 刘力，李婷等，改进布袋除尘器在燃煤电站锅炉除尘中的应用，广州化工，2010(38)

何波 男 1972年11月生 宁夏电投银川热电有限公司 检修部副主任 中级工程师 本科学历 主要从事热电设备的检修与管理

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。