电袋教材电袋复合除尘器总体设计

电袋复合除尘器的总体设计电袋复合除尘器是指在一种箱体内紧凑安装电场区和滤袋区，有机结合静电除尘和过滤除尘两种机理的一种新型除尘器。电袋复合除尘器是提高除尘效率和减少除尘器能耗的新一代产品，该产品将成为我国燃煤电厂及其它工业烟气实现新原则（≤30mg/Nm3）达标排放的可靠的新型除尘设备。电袋复合除尘器属非标产品，其工况条件、设备所需达成的性能规定及顾客需求不同，除尘器的总体设计方案亦有所不同。下列就电袋复合除尘器的合用条件、基本参数设计、滤袋选择及其它附属设备选择等做简要阐明。电袋复合除尘器合用条件针对燃煤电厂，电袋复合除尘器合用条件如表一所示：表一：电袋复合除尘器合用条件细则序号合用条件细则备注排放规定≤50mg/Nm3或≤30mg/Nm3细微颗粒排放控制规定PM10级及下列细微颗粒排放控制规定时烟气温度≤240℃（下限≥露点温度20电厂位置地处人口密集都市中心；地处名胜、名迹风景区；都市重要窗口；高新技术经济区；其它排放规定较严格的地区。煤灰细度小、浓度高的工况CFB锅炉烟尘工况燃用煤矸石或炉内脱硫烟尘工况煤灰成分、特性SiO2≥50%或SiO2、Al2O3、Fe2O3总含量≥85%；Na2O＜1.0%；比电阻值ρ≥1011(Ώ-cm)老厂电除尘器改造除尘器场地限制；燃用煤质下降。其它环评因素；行政干预。电袋复合除尘器类型现在在除尘市场中有多个除尘构造称为电袋复合除尘器，根据电袋复合除尘器原理中的除尘、荷电作用以及国标定义，它是指在一种箱体内紧凑安装电场区和滤袋区，有机结合静电除尘和过滤除尘两种机理的一种除尘器。电袋复合除尘器构造图分体双级除尘器构造图上图所示，左图为整体式电袋复合除尘器，右图应为一种双级除尘器。近年，双级除尘器在国内市场中逐步减少，整体式电袋复合除尘器已成为电袋技术发展的主流。电袋复合除尘器构造图分体双级除尘器构造图表二：电袋复合除尘器与双级除尘器比较序号比较内容电袋复合除尘器双级除尘器备注1）除尘原理电场区同时最大发挥除尘作用与荷电作用，袋表面烟尘“膨松”堆积。电除尘仅发挥除尘作用，达成滤袋区表面粉尘已释放电荷，构造“密实”。2）烟气流程及机械压损从电场区到滤袋区，出口的流程短，折向、截面变化小，机械压损小。从电除尘到袋除尘，出口的流程长，折向、截面变化大，机械压损大。3）构造占地平面构造紧凑，占地面积小。平面构造增加中间烟道联接，占地面积大。4）运行阻力600-1000Pa1500-2800Pa5）电场区投资性价比原理上同时发挥两种作用，在多个预除尘中性价比最佳。仅发挥除尘作用，性价比差。总体方案设计前准备工作原始参数及资料收集为充足理解项目状况，提供性价比较高的除尘器方案，在项目总体设计前需尽量收集拟定下列基本参数资料：设备运用行业（电力、水泥、钢铁）、机组容量、设计烟气量、烟气温度（改造项目应掌握最高持续运行温度）、入口浓度、出口排放规定、烟气工作压力、设备阻力规定；煤质资料、耗煤量、空气预热器出口过剩空气系数；粉尘性质(比电阻、堆积密度、灰成分分析等)；本地环境条件：风载、雪载、地震烈度、土质类型、本地大气压力、海拔、环境温度等；场地限制及规定、进风方式规定；改造项目应提供原除尘器总图、系统烟道图、原除尘器设计参数、原除尘器测试报告、现有除尘器使用状况及引风机设计基本参数和性能曲线。校核顾客提供的参数和资料烟气量：烟气量是总体设计中最重要的参数之一，其实际工况烟气量多少与所选设备容量规格亲密有关。因此，为控制设备成本，做到最优、最省的总体方案设计，有必要对烟气量进行校核。可按提供的煤质资料、耗煤量、过剩空气系数、本地大气压等参数计算除尘器入口烟气量，验算所提资料烟气量与否有较大偏差；如无法提供较精确的煤质资料、耗煤量、过剩空气系数等资料，可参考表三核对。表三：常规燃煤机组对应烟气量对应机组锅炉所对应烟气量表（电力行业）机组容量MW锅炉型式最大持续蒸发量t/h最大耗煤量t/h空气预热器出口过剩空气系数烟气量

万m3/h烟气温度℃1000超超临界燃煤锅炉,采用四角切向燃烧方式、单炉膛平衡通风、固态排渣3100300～3601.2～1.4450～550125～150600亚临界参数汽包燃煤锅炉,采用四角切向燃烧方式、单炉膛平衡通风、固态排渣2025200～2501.2～1.4300～350125～150300亚临界自然循环汽包燃煤锅炉,平衡通风、固态排渣1025130～1601.2～1.4180～220125～150200超高压自然循环汽包燃煤锅炉,平衡通风、固态排渣67090～1301.2～1.4140～165140～160135超高压自然循环汽包燃煤锅炉,平衡通风、固态排渣44060～801.2～1.485～95140～150循环流化床44060～801.2～1.480～90130～150125超高压自然循环汽包燃煤锅炉,平衡通风、固态排渣42055～751.2～1.480～90140～150循环流化床42055～751.2～1.475～85130～15050煤粉炉22030～401.2～1.440～50140～160循环流化床22030～401.2～1.435～45130～15025中温中压煤粉炉13025～351.2～1.428～32150～160循环流化床13025～351.2～1.426～30130～15012中温中压煤粉炉758～101.2～1.416～19150～160循环流化床758～101.2～1.415～18130～1506煤粉炉355～71.2～1.47～9150～160循环流化床355～71.2～1.47～9130～150入口浓度：电袋复合除尘器适应煤种、烟尘比电阻、灰分变化的能力强，出口排放浓度能够长久高效、稳定地满足规定。但是，如果入口浓度与设计值偏离过大，电场区设计容量不太够时，势必增加袋区负荷，影响滤袋寿命。因此，精确的掌握除尘器入口浓度变化范畴是必要的。入口浓度可按下列经验公式核算：公式一：P入=（Aar×C）×0.9×106÷Q0式中：P入—入口浓度，g/Nm3；Aar—煤的灰分含量，%；C—耗煤量，t/h；Q0—标况烟气量，Nm3/h。公式二：P入=（Aar÷Q＋0.1）×21式中：P入—入口浓度，g/Nm3；Aar—煤的灰分含量，%；Q—煤的低位发热值，MJ/kg。以上内容经校核后，若偏差较大的，应向顾客提出澄清。电袋复合除尘器重要参数选择电场区参数选择电袋复合除尘器中电除尘区有着极其重要的作用，它直接影响了后级布袋区的各项运行性能及滤袋使用寿命，其作用不可无视，因此，对于电除尘区的设计必须要科学合理，更不能由于有布袋区来确保排放效果而无视或折扣了电除尘区的设计。特别对于大型机组，其设备运行的可靠性及安全性特别重要。电场数选择：电袋复合除尘器根据项目机组大小，电场数的多少可参考表四进行选用。表四：电袋复合除尘器电场数的选用机组＜300MW机组≥300MW电场数≤2≥2阐明电除尘器改造时电场数根据条件因地制宜。比积尘面积选择：电除尘器的除尘效率与电场比积尘面积呈指数关系，电区的电场数从2-4的每递增一种，其效率的递增数越小，因此电袋复合除尘器的电区数越多，在除尘机理上配备就越不合理和科学。电袋复合除尘器总体设计时，应根据滤袋区入口浓度规定选择电场区除尘效率，并参考电袋复合除尘器国标，其电场区的比积尘面积可按表五进行参考设计。表五:电袋复合除尘器电场区的比积尘面积解决含尘气体量Q（工况m3/h）Q≤50×10450×104<Q≤100×104100×104<Q≤150×104150×104<Q≤220×104220×104<Q≤600×104比集尘面积（m2/（m3/s））≥20≥25≥30≥35≥40电场构造形式选择：电袋复合除尘器的电场数少，若出现故障时将影响后级滤袋区的运行性能。中小型机组项目在进行设计时，电场区设计普通采用1个电场，那么建议尽量考虑采用前后小分区供电，即把1个电场分成2个分区，1个分区故障时，另一种分区正常工作，确保电除尘区的投运率及可靠性。电场区其它参数选择：电场风速：电场风速过高，容易产生二次扬尘。电袋复合除尘器总体设计时，可初选电场风速≤1.1m/s，但对于入口浓度较高项目电场风速可下调至1.0m/s下列。通道数、电场有效长度及极板有效高度：在电场数、总集尘面积、电场风速拟定的条件下，通过分别调节通道数、电场有效长度和极板有效高度，就可拟定电场规格。同时，在设计时应充足考虑滤袋区布置、电场高宽比等参数，做到性价比最高。高压电源选择：当进口含尘浓度较高时，可考虑采用高频电源。对于高浓度烟气工况，高频供电有助于提高前级电除尘区的除尘效率，减少布袋除尘区的入口含尘浓度；并强化烟尘的荷电效果，提高细微粉尘凝并能力，改善滤袋表面粉尘堆积构造，提高袋表面粉饼透气性和清灰性能，减少滤袋阻力上升率和清灰频率，有助于延长滤袋使用寿命。滤袋区参数选择清灰方式选择：现在布袋除尘器清灰方式重要有低压行脉冲喷吹和低压回转脉冲清灰两种类型。综合考虑气流分布、清灰效率、设备安全可靠等因素，滤袋区选用低压行脉冲喷吹技术更能发挥电袋复合除尘器低阻、滤袋长寿命性能。过滤风速选择：根据电袋工程实践，在满足设备总阻力不大于1200pa时，滤袋区的过滤风速取1.1m/min～1.2m/min即可满足性能规定。清灰周期选择：最小清灰周期普通是指在滤袋使用末期，考虑最恶劣工况下的脉冲清灰周期时间。周期时间大小普通按电场区出口浓度划分，以50MW以上机组为例，其清灰周期可参考表六选用。表六:电袋复合除尘器最小清灰周期q(g/Nm3)(电场出口)＜55～1010～15T(min)302015当机组较小时，其所需配备脉冲阀数量较少，此时清灰周期需适宜进行调节，避免出现清灰气源补气局限性。脉冲阀数量的选择：根据本项目烟气量、预选用的过滤风速及选定的滤袋规格，可理论计算出本项目所需滤袋条袋数，再进行矩阵排列，得出单行喷吹滤袋数及脉冲阀总数。不同规格或不同厂家的脉冲阀，在相似工况条件下，所能喷吹的滤袋条袋数亦有所不同。龙净公司拥有国内外最大型脉冲喷吹实验台，可进行最长10m滤袋的多个组合喷吹实验，为电袋复合除尘提供可靠的技术支撑。同时单行喷吹数的多少还与电场区的选择亲密有关，如何做到构造最合理、性能最优、性价比最高成为各个生产厂家的技术秘密。滤料的选择烟气工况条件对滤袋寿命的影响烟气工况条件与燃用煤种含硫量、炉膛类型、燃烧方式、设备漏风率、系统运行操作等因素有关，影响着烟气的化学成分浓度与运行温度，这些工况条件将直接影响滤袋的使用寿命。每种滤袋材质都含有特定的物理、化学性能，行业中普通使用抗温、抗酸、抗碱、抗氧化、抗水解5项指标来评测滤材物理、化学性能的优劣。工业应用中，袋类除尘惯用几个滤材性能见表七。滤材中除PTFE材质含有全方面最优的综合性能外，其它都有1-3项局限性之处。PPS是现在燃煤锅炉袋类除尘的重要滤材，材料厂家给出的抗酸性能优良，但在实践应用中发现，PPS在复杂的燃煤烟气中，承受酸腐蚀的能力不尽如意，行业中已发生多起因酸腐蚀引发PPS滤袋短期内大量破损的案例，因此，对的看待烟气条件对PPS滤袋使用寿命的影响，将有助于电袋除尘的长久稳定性能。表七:工业惯用滤材物理化学特性表滤材名称耐温（。C）化学稳定性学名简称持续瞬时抗酸抗碱抗氧化抗水解无机酸有机酸聚酰胺PA901003～43134偏芳族聚酰胺MX18022031～222～33聚苯硫醚PPS19022011141共聚酰胺P84240260222～323聚四氟乙烯PTFE25028011111无碱玻纤28032023411注：纤维理化性能优劣排序以1、2、3、4评价指数体现，依次为优、良、中、劣。燃煤锅炉烟气成分中重要由COx、H2O、SOX、NOX、O2等构成，能直接破坏PPS材料的充足重要为SO3和NO2、O2。一定条件下当SO3、NO2与H2O化合形成硫酸和硝酸，对PPS含有发生强烈的腐蚀，高浓度酸液还含有强氧化性。同时O2对PPS滤材也含有氧化破坏作用。这些有害气体在不同温度下对PPS破坏的规律以下：随温度的上升，化学物质对滤材的氧化速度加紧，烟气发生酸结露概率减小，氧化成为破坏滤袋的主导因素。随温度的下降，化学物质对滤材的氧化速度减缓，发生酸结露概率增加。当温度下降至烟气露点温度下列时，酸液腐蚀成为破坏滤袋的主导因素滤料的选择：始，龙净环保特别重视烟气条件影响滤袋寿命的课题研究，与高等院校、日本东丽公司、滤袋厂家联合通过运行观察、破损滤袋检测、烟气成分测试、新材质滤袋试用等办法，查找烟气条件影响滤袋寿命的规律与对策。认识以下：PPS滤袋的使用条件有局限性，并非合用于多个燃煤烟气条件。对于燃煤硫含量高于1.5%且炉内不脱硫、烟气NOX浓度高且无脱硝装置、设备漏风率大、运行温度幅度波动大的烟气条件，选择滤料时必须谨慎,应考虑选择一种耐温、耐腐蚀、抗氧化性能更优的新型滤料。滤料的选择是各电袋生产厂家的专有技术，不同的工况条件和不同的除尘性能规定，所选择的滤料存在极大差别。普通来讲，滤料的选择需考虑烟气温度、烟气化学成分、粉尘性质、颗粒极配，同时还需考虑烟气含尘量、排放规定、系统阻力及顾客的经济能力。总体方案设计时，滤料可按下列条件选用。当烟气条件适宜时，优选PPS滤袋。合用条件以下：烟气化学成分条件SOX浓度：＜1200ppm（～3400mg/Nm3），折算成收到基全硫＜1.5%；NOX浓度：＜200ppm（～400mg/Nm3）；烟气氧含量：温度≤160℃时＜8%，温度≤170℃烟气温度下限温度：高于酸露点20℃以上；上限温度：≤160℃；上限温度极限：瞬时为180℃，每次不超出半小时，1年累积不超出200小时。当烟气条件长久为高温、高氧、高硫或低温时，滤料需选择PTFE做主材。改善排放和稳定阻力的方法。P84复合滤料；PTFE覆膜滤料；滤料采用高克重。滤料克重规定。对于常规工况，以PPS为主材的滤料，规定克重为（550～600）g/m2，而对于特殊工况，需以PTFE为主材的滤料，克重需做到（600～800）g/m2，具体应以实际工况规定选择。滤料材质的选择需同时考虑多个工况条件、除尘性能规定及除尘器的设计参数。滤料材质选择应谨慎，特别是在工况条件较恶劣时，选择适宜的滤料才干满足排放及寿命等规定。它核心袋配及重要件选用袋笼的选用袋笼是支撑滤袋的核心构件，其构造优劣将影响滤袋寿命。袋笼竖筋是滤袋最大受力线，数量越多，滤袋单位面积负荷越小，滤袋寿命更长。其选用要点为：Φ150mm及以上规格滤袋，袋笼竖筋宜选用16筋，Φ120mm～Φ140mm规格滤袋，袋笼竖筋宜选用14筋；袋笼笼口需采使用方法兰式防护套构造，避免高速喷吹气流冲刷滤袋口，有效避免袋口损坏；表面采用有机硅喷涂烘烤工艺，提高防腐性能；分节式构造，可靠卡环联接或轴联接，操作简洁方便。脉冲阀的选用国际通用的为隔阂式，个别厂商用活塞式。隔阂阀国际品牌有高原、大河、ASCO等，国内品牌有上海袋配、