中小型工业锅炉与常用的除尘设备

  国内外许多研究者从不同角度做试验，几乎得出同样的结论：在电站电除尘器中，在一样体积的条件下，400mm以上间距能够得到比300mm间距更高的除尘效率。研究根据结果得出，随着极间距的增大，极板上的电流密度分布趋于均匀。一方面阳极板的有效利用率得到了提高;另一方面,遏止了极板上电流密度过于集中的局部地区产生反电晕的可能,二者都促进了除尘效率的提高,对比试验还表明,在相同的工况条件下,极间距从300mm增大到400mm以上,操作电压可大幅度的提升,从而大幅度的提升了除尘效率。不仅如此，400mm极间距以上,其内部维修显然要比300mm间距方便。所以，自80年代末以来,几乎不再在电站除尘器中采用300mm间距,循环流化床锅炉产生的烟气烟尘比电阻高,且烟气含尘大。400mm以上间距可以较为有效的遏止由于高比电阻引起的反电晕现象，且不会由于高含尘量而引起电晕封闭，这都是保证除尘效率的重要条件。鉴于上述原因，循环流化床锅炉用电除尘器同极间距以采用400mm以上为宜。

  这种除尘器的筒壳和金属件容易受腐蚀。筒体用麻石(即花岗岩)砌筑,代替金属简体,抗腐耐磨,常规使用的寿命长,维修工作量小,因此麻石水膜除尘器在工业锅炉上已得到普遍应用。

  冲击式除尘器又名自激式除尘器,是一种除尘效率较高的除尘器,这种除尘器没有喷嘴,也没有很窄的缝隙,因此不易堵塞,是一种常用的湿式除尘器。

  循环流化床锅炉燃煤适应能力强，炉内喷钙脱硫率高达90%以上。但由于炉内掺钙脱硫而较大幅度地降低了烟气中SO2的含量，对提高除尘效率带来负面影响，同时烟尘中钙的化合物含量大量增加，这都导致烟尘比电阻增高。由于掺钙和脱硫，增加了大量的粉尘，使得烟气的含尘量大幅度地增加。因此，循环流化床锅炉烟尘有三个明显的特点：

  旋风除尘器又叫离心力除尘器,其原理是含尘烟气切向进入并在旋风除尘器内强烈地沿筒壁旋转,并逐渐沿筒壁以螺旋线运动下降,由于强烈的旋转所产生的离心力,把烟尘抛向筒体内壁面,集积在壁面上的烟尘靠重力逐渐下降至除尘器的底部,并经集灰斗排出。净化后的烟气从除尘器上部的中间芯管排出。

  使用直通式低压脉冲阀。喷吹压力只有0.2～0.4MPa,阻力低,启闭快,清灰能力强。由于清灰效果好,清灰周期长,降低了反吹气体的能耗。

  由于喷吹压力低(0.2～0.4MPa),脉冲阀膜片承受的压力和启闭时的冲击力较低。同时由于清灰周期较长,脉冲阀开启次数相应减少,从而延长了脉冲阀的常规使用的寿命,提高了脉冲阀的使用可靠性。

  冲击式除尘器由除尘器、排泥设备和水位控制装置等部分所组成.含尘气体进入除尘气室后,以18~35m/s的高速通过S形通道,此时强烈地冲击着水体,形成大量的水花与水雾,使气体与液体充分混合接触。尘粒被液滴所捕获,净化后的气体通过气液分离室和挡水板的作用去除水滴后排出,而被捕获的尘粒则沉降到灰浆斗底部,由刮板机排出。

  该装置是在针状负电极(电晕电极)和板状正电极(集尘电极)之间加上6OKV的高压电,针状电极附近就产生电晕放电,气体被电离为正负离子,这些离子极性和放电极相反者(即正离子)立即消失,相同者(负离子),由于电场力的作用而移向板状正电极。当含尘气流通过电场时,气流中的尘粒在电场中与向板状正电极移动的负离子相遇,尘粒荷电,并受电场力作用也移向板状正电极,从而使尘粒在板状正电极处被捕集下来。图6-11是这种除尘器的简单原理图。当积尘板表面的尘粒沉积到一定厚度时,用机械振动方法将其除掉。为了能够更好的保证除尘器在高效率下运行,必须使粉尘粒荷电、粒子捕集和清灰等过程进行得十分有效,才能收到好的除尘效果。

  良好的振打清灰效果必须从振打加速度、振打频率、振幅三大要素考虑，在阳极板、阴极线型式、结构特定的前提下，在保持有效清灰而不引起二次飞扬，重点是考虑有效的振打加速度值，由于流化床锅炉的粉尘粘度、粒度有别于常规锅炉，同一电除尘器不同电场粉尘性质的不一致性这一特点，在振打机理方面相似于粘性粉尘的振打机理技术，在振打传动及机构的设计上不仅考虑温度，粉尘条件下可活动零件的磨损、安装施工中的误差所引起的设备可靠性影响，既保持在运行中有效清灰，又不使振打力过大所引起的二次飞扬，以最合适的振打加速度使沉结在极线与极板表面的粉尘剥离极板，灰尘以片状下滑。

  末电场粉尘特点是颗粒细，粘性大，烟温低，粉尘本身荷有负电，清灰困难，特别是流化床锅炉粉尘比电阻偏高，处理不当会引起反电晕，除在板配上选择高压低电流运行外，在出口封头大端设置槽形板是捕集细颗粒粉尘的有效措施，由于粉尘自身荷电撞击在槽形板上具有电除尘器功能，槽形板使粉尘凝聚成大颗粒在烟气流速的冲击下同时具备机械除尘的效果，这是在电场有效空间内改善除尘效率的一项重要措施。

  中小型锅炉常用的除尘设施有重力沉降式除尘器、旋风除尘器、冲击式除尘器、离心式水膜除尘器等。随着环保要求日益严格,袋式除尘器和静电除尘器的应用,将逐渐增加。现在工业锅炉上应用较多并能达到烟尘排放规定要求的是多管式旋风除尘器和水膜除尘器。

  当烟气进入较大空间流速降低时,较大颗粒的烟尘。借助自身重力,从烟气中靠重力自然沉降分离出来。这种形式的除尘设施有沉降室式除尘器与帽式除尘器等。

  现在市场上新出现的采用的新型管型芒刺线，消灭了原芒刺线存在的极板上电流密度为零的“死区”，新型极线达到了平均电流密度为σr=0.4,这对提高阳极板的有效利用率及防止反电晕的效果十分明显,新型管型芒刺线主要是依靠芒刺尖端放电,有十分强烈的电风，在高含尘量条件下，不会产生电晕封闭，在实际运行中可持续保持运行电压≥60KV,来保证电除尘器的高效运行。

  含尘烟气进入滤袋后,通过滤布空隙时,烟尘因筛滤截留、惯性碰撞、静电吸引和扩散等作用而被滤布捕集,透过滤料的清洁气流由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘层,通过清灰过程落入灰斗中。在滤料上最初形成的粉尘层称为粉尘初层,初层形成后,它成为袋式除尘器的主要过滤层,滤布仅起形成初层的支撑作用。袋式除尘效果的好坏与多种因素相关,但主要根据滤料。

  除尘器采用分室脉冲反吹离线清灰方式,避免了粉尘被反复吸附的现象,提高了脉冲喷吹清灰的效果,降低了布袋阻力。

  采用上部抽装方式,换袋时,从除尘器净气室抽出滤袋骨架,将脏袋投入灰斗,由灰斗入孔取出,改善了换袋环境。滤袋靠袋口的弹性涨圈固定在花板孔上,固定牢固,密封性好。

  工作原理：本除尘器主要由灰斗、过滤室、净气室、支架、提升阀、喷吹清灰装置等部分所组成。工作时,含尘气体由风道进入灰斗。大颗粒的粉尘直接落入灰斗底部,较小的粉尘随气流转折向上进入过滤室,并被阻留在滤袋外表面,净化了的烟气进入袋内,并经袋口和净气室进入出风倒,由排风口排出。

  随着过滤的不断进行,滤袋外表面的粉尘持续不断的增加,设备阻力随之上升。当设备阻力上升到一定值时,应进行清灰操作,清除滤袋表面的积灰。

  一是比电阻高，易产生反电晕；二是进口含尘量大，易产生电晕封闭；三是灰尘粘度较大，易造成极板和极线沾灰。所以用于这种工况条件下的电除尘器除了常规电站电除尘器的通用要求以外，防止反电晕和电晕封闭现象的产生，如何减少或防止阳极板、阴极线粘灰，如何减少电场温降，提高零部件寿命及可靠性，改善极配型式是保证设计除尘效率和运行安全可靠的技术关键。

  气流分布均匀性是提高除尘效率的先决条件，它的重要性是众所周知的。我们在吸取国内外先进的技术的基础上采用了阻流加导流的气流分布形式，虽也有多孔板，但孔径大，开孔率高,阻力较小，决不会堵孔。而且多孔板两边设置有导流作用的折边，大大地增加了气流分布板刚性，即使在相当强的涡流作用下，也决不会像一般平板那样产生撕裂。在此基础上，在适当部位加设导流板，这不但可以保证气流分布的均匀性，而且它可以对进入电除尘器的烟气进行粗除尘，其除尘效率是相当明显的。除下的灰尘，通过进口封头下底板落入第一电场的灰斗内。

  产品简介：DML型低压脉冲喷吹长袋除尘器是在总结各种袋式除尘器的基础上发展起来的一种新型、高效袋式除尘器。它采用离线低压脉冲喷吹清灰技术,防止了粉尘再附与失控问题,增强了滤袋的清灰效果,提高了过滤速度,节省清灰能耗和延长滤袋的寿命。除尘器采用PLC可编程序控制器,自动控制清灰、输灰的全过程。因此,该除尘器是一种处理风量大、清灰效果好、除尘效率高、运行可靠、维护方便、占地面积小的大型除尘设备。

  电晕线的选用至关重要。循环流化床锅炉用电除尘器对电晕线有四大要求：⑴适应高比电阻；⑵适应高含尘量；⑶极线放电放电点不粘灰；⑷检修的间隔周期长。基本要求有二个：一是牢固可靠，二是电气性能好。本公司采用的新型管型芒刺线基本具备上述条件，即循环流化床锅炉用电除尘器合适的阴极线。

  目前国内通用的“RS”线具有坚固耐用，不断线、起晕电压低、放电强烈、电流密度大等优点，但电流密度不够均匀，降低了有效的收尘面积，也就是说，降低了阳极板的有效利用率，这是该极线的缺点。

  离心式水膜除尘器由壳体、喷嘴、排灰口等部分所组成。烟气从圆筒形的壳体下部以高速切线方向进入,沿着筒壁旋转而上,而喷嘴沿着筒壳上部圆周切线方向均匀喷水,在筒壳内壁形成水膜时,由于离心力的作用,烟尘被抛向筒壁,并被水膜粘住后随水膜一起流入锥形灰斗由排灰口排出净化的烟气则从壳体上部排出。

  由于被分离出来的烟尘不断随水膜流出,不可能再被烟气第二次带走,所以,它的除尘效率较高,且能除去较小的尘粒,同时还能把烟气中的二氧化硫、三氧化硫和氧化氮洗去一部分。

  ⑶设计可靠的保温与结构，最大限度地减少在电除尘器内烟气的温降，以确保烟气温度高于露点温度。

  ⑷严格控制壳体的漏风率。因为“漏入”的冷风会使局部区域的温度降低，导致局部结露而粘灰，同时对设备寿命带来影响。

  ⑸采用双层人孔门，如果人孔门密封性不好，就容易漏风。因为漏入的是冷风，在人孔门附近的极板、极线就容易变形，影响正常的极间距而降低电除尘器的运行电压。因此，循环流化床锅炉电除尘器一定要采用双层人孔门。由于采取双层结构，所以不仅密封性好，而且保温效果也好。

  根据循环流化床锅炉烟气条件，我们在设计中采取了以下针对性的技术措施，以确保电除尘器的效率、寿命及可靠性。

  选择电除尘器的规格尺寸，布置方式(即选型)是保证除尘效率的关键。选型过大，会增加投资，造成浪费。选型过小，使排放达不到标准，满足不了设计的基本要求，后果会更严重。本公司依据国外先进的技术，经计算机选型来选定电除尘器规格尺寸。再根据现场的具体条件来确定电除尘器的布置方式（特别是进、出口封头的方式）。

  C、合理的极配型式－－电场480C型阳极板配整体管形芒剌线C型阳极板,板面压有沟槽,使之易于吸附粉尘。两旁的折边不仅增加了极板的刚性，而且作为防风沟还可以有效的预防粉尘的二次飞扬。振打加速度传递良好，易于清灰。单位集尘面积的重量较轻，在高温和振打作用下，抗变形力强。由于它结构符合常理，优点十分突出，所以是目前采用最多的一种极板。循环流化床锅炉用电除尘器也宜选用这种阳极板。

  电除尘器实际运行中，最常见的事故为阴极线断线或掉线，振打锤脱落，绝缘子破碎和灰斗堵灰，如果能防止以上“四大事故”的发生，则电除尘器运行的可靠性就会大幅度的提升。