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糖廠鍋爐中布袋除塵器的應用與選型

來源：泊頭市康越環(huán)保發(fā)布時間：2017/2/11 15:44:34

摘要：闡述了布袋除塵器的基本原理及其在糖廠鍋爐中的發(fā)展狀況和運行情況，并結合75t/h蔗渣煤粉鍋爐的應用實例，說明對其選型和應用的幾個要點。

摘要：闡述了布袋除塵器的基本原理及其在糖廠鍋爐中的發(fā)展狀況和運行情況，并結合 75t/h 蔗渣煤粉鍋爐的應用實例，說明對其選型和應用的幾個要點。

0、前言：

目前我國制糖行業(yè)配套使用的鍋爐大多數(shù)為全燒蔗糠或蔗糠與原煤混燒的形式，并配套麻石水膜除塵器作為主要的煙氣除塵設施。然而面對日趨嚴格的環(huán)保要求，采用水膜除塵器處理的煙塵排放濃度已較難達到_環(huán)保要求。布袋除塵技術作為目前較為_的除塵技術，其優(yōu)點是除塵效率高并且穩(wěn)定，不受煤種及鍋爐燃料的影響，基本可_外排煙氣含塵低于50mg/m3。經(jīng)過多年發(fā)展，目前布袋除塵器已經(jīng)完善成熟，并在大型火力電廠中得到了非常廣泛的應用。本文探索了布袋除塵器在制糖行業(yè)鍋爐中的發(fā)展和應用情況，并以2套75t/h鍋爐的應用實例說明對其選型和應用的幾個要點。

1、布袋除塵器的工作原理和在制糖行業(yè)鍋爐中的使用情況：

1.1、布袋除塵器的原理：

布袋除塵器也稱為過濾式除塵器，是一種干式_除塵器，它利用纖維編制物制作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物。其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒（粒徑為1um或更?。﹦t受氣體分子沖擊（布朗運動）不斷改變著運動方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。其工作過程與濾料的編織方法、纖維的密度及粉塵的擴散、慣性、遮擋、重力和靜電作用等因素及其清灰方法有關。濾布材料是布袋除塵器的關鍵，性能良好的濾布，除特定的致密度和透氣性外，還應有良好的_性、耐熱性及較高的機械強度，目前耐熱性能良好的纖維，其耐熱度可達到250～350℃。

布袋除塵器按清灰方式的不同可分為振動式、氣環(huán)反吹式、脈沖式、聲波式及復合式等5種類型。其中脈沖反吹式根據(jù)反吹空氣壓力的不同又可分為高壓脈沖反吹式和低壓脈沖反吹式兩種，低壓脈沖反吹式布袋除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調(diào)節(jié)，清灰效果好，是目前_為廣泛應用的除塵方式。含塵氣體從袋式除塵器入口進入后，由導流管進入各單元室，在導流裝置的作用下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗，其余粉塵隨氣流均勻進入各倉室過濾區(qū)，過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體、提升閥、排風管排出。隨著過濾工況的進行，當濾袋表面積塵達到_厚度時，由清灰控制裝置（差壓或定時、手動控制）按設定程序關閉提升閥，控制當前單元離線，并打開電磁脈沖閥噴吹抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經(jīng)由卸灰閥排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。

1.2、制糖行業(yè)鍋爐的工況特性：

鑒于目前制糖行業(yè)配套使用的鍋爐大多數(shù)為全燒蔗糠或蔗糠與煤粉混燒的形式，而蔗渣燃料其堆積密度較小，熱值較低，燃料中含有容易導致高溫腐蝕的氯、鈉、鉀元素，以及容易導致尾部熱面結渣和積灰的氯、鈉、鉀、硅等元素，因此該類型鍋爐基本有如下的特性。

1.2.1、燃燒粉塵量較大。蔗渣燃燒后的灰渣比一般為 10:0 ～ 8:2 ，意味著渣份相對很小，絕大部分成為灰份，因此煙氣含塵濃度相對較高。

1.2.2、容易產(chǎn)生二次燃燒。蔗渣一般相對較難在爐內(nèi)_燃燒，部分較大粉塵因煙氣熱交換時間短會保持著燃燒溫度，一旦環(huán)境含氧達到條件，_會易出現(xiàn)二次燃燒，但二次燃燒與鍋爐的爐型及本體設計有關，因此可加以改進以降低其發(fā)生幾率。

燃燒粉塵堆積密度很小。蔗渣燃燒后堆積密煙氣度一般在0.15～0.2t/m³，因此采用蔗渣為燃料，其粉塵堆積密度相對較小。

1.2.4 此外，糖廠鍋爐的燃燒粉塵粒徑小、比電阻大，排煙溫度較高，一般在 160 ～ 190 ℃ ，并且煙氣的含囪。

濕度比較大，含氧量較高。

1.3 布袋除塵器在制糖行業(yè)鍋爐中的應用概況目前我區(qū)已有 2 家制糖企業(yè)的 3 臺蔗糠煤粉混燒鍋爐應用了布袋除塵器，其中應用_早的是 2007 年百色萬林糖廠 75t/h 循環(huán)流化床鍋爐，該廠由靜電除塵改為布袋除塵； 2009 年南寧糖業(yè)股份有限公司伶俐糖廠一臺 75t/h 蔗糠煤粉爐安裝了低壓脈沖布

表 1 1# 布袋除塵器參數(shù)

序號	項目	參數(shù)

1	處理風量	250000m ³ /h
2	設備設計阻力	≤1200Pa
3	設計除塵效率	99.99 ％
4	運行全過濾風速	<0.95m/min
5	倉室數(shù)	8 個
6	過濾面積	4400m ²

1.4.3.11#鍋爐布袋除塵器在2009/2010年榨季投式

入使用時，外排煙氣含塵濃度控制在 40mg/m ³ 以內(nèi)，但發(fā)現(xiàn)布袋阻力值偏高，達 2200Pa~2500 Pa ，大大_ 目前該布出設計指標，由此導致鍋爐處于微正壓狀態(tài)下運

袋除塵器， 2010 年伶俐糖廠新建的另一臺 75t/h 蔗糠煤粉爐也配套安裝了低壓脈沖布袋除塵器。根據(jù)筆者了解，目前布袋除塵器在制糖行業(yè)鍋爐中的使用效果比較穩(wěn)定，外排煙氣含塵基本控制在 50mg/m ³ 以下，煙氣除塵取得了良好的環(huán)保效果。

1.4 布袋除塵器的應用實例分析

以南寧糖業(yè)股份有限公司伶俐糖廠的兩套布袋除塵器為例，分析布袋除塵器在制糖行業(yè)鍋爐的具體使用效果。

1.4.1 布袋除塵器設備基本情況

1.4.1.1 1# 鍋爐（ 75t/h ）在 2009 年技改中增加了一套低壓脈沖布袋除塵器后，其煙氣處理流程為：鍋爐 1# 布袋除塵器 →1# 脫硫系統(tǒng) → 引風機 → 煙囪。

1.4.1.2 2 ＃鍋爐（ 75t/h ）在 2011 年技改中配套另一脈沖布袋除塵器，其煙氣處理流程為：鍋爐煙氣 → # 布袋除塵器 → 引風機 →2# 脫硫系統(tǒng) → 煙兩臺鍋爐均采用蔗糠煤粉混燒方式，所排出的煙氣經(jīng)布袋除塵器過濾凈化處理后，產(chǎn)生的煤灰由倉泵收集并經(jīng)壓縮空氣輸送至灰?guī)?，而凈化后的?/span> 氣再進入脫硫系統(tǒng)進行脫硫處理。

1.4.2 布袋除塵器參數(shù)，見表 1 ，表 2

1.4.3 布袋除塵器投入運行的情況

表 2 2# 布袋除塵器參數(shù)

序號	項目	參數(shù)

1	處理風量	330000m ³ /h
2	設備設計阻力	≤1200Pa
3	設計除塵效率	99.99 ％
4	運行全過濾風速	0.949m/min
5	倉室數(shù)	12 個
6	過濾面積	5790m ²

路。2010停榨檢修期間，通過對引風機和清灰方進行改進后，2010/2011 年榨季布袋阻力降低至1000~1200Pa左右，經(jīng)過兩個榨季的運行，袋除塵器使用效果良好，外排煙氣含塵在50mg/m³以行，以致2009/2010年榨季1#鍋爐制粉時須開啟旁下，此外，其清灰和輸灰系統(tǒng)比較穩(wěn)定正常，并且鍋爐在_運行工況下，均可投入布袋除塵器運行使用。

1.4.3.22#鍋爐布袋除塵器于2010/2011年榨季投入使用，投運至今布袋阻力基本為500~800Pa范圍，

圖1 2011年12月1#鍋爐布袋除塵器在線監(jiān)測含塵數(shù)據(jù)

圖12011年12月1#鍋爐布袋除塵器在線監(jiān)測含塵數(shù)據(jù)

也可以滿足鍋爐各種工況的運行要求，并且外排煙排氣含塵濃度達到了≤50 mg/m³的設計要求。

從圖1和圖2可以看出，布袋除塵器對鍋爐外煙氣除塵的效果較為良好，并且相對穩(wěn)定，外排煙

圖22011年12月2#鍋爐布袋除塵器在線監(jiān)測含塵數(shù)據(jù)

氣含塵量基本控制在35～50mg/m³的區(qū)間范圍內(nèi)。而且2011年12月當月日均榨量達到7379噸，平均日用原煤214噸，燃燒蔗糠渣913噸。

1.4.4 布袋除塵器運行主要存在的不足布袋除塵器初期選型時，由于選擇的過濾面積偏小，在 2009/2010 年榨季運行中，當制粉出渣時，由于風量增加（過濾風速約為 1.3m/s 左右），風速室進偏高導致除塵器阻力上升過快，以致在制粉出渣時使布袋除塵器_過設計阻力而導致鍋爐偏正壓，經(jīng)對風機和清灰方式等進行改進后，自 2010/2011 年榨季至今，其運行工況良好，效果也比較穩(wěn)定。

1.4.4.1 1.4.4.2 布袋除塵器旁路設計存在缺陷，煙氣走旁路時，流道存在緩沖沉降區(qū)域，容易產(chǎn)生積灰，在近兩個榨季聯(lián)動試機期間，均出現(xiàn)布袋除塵器倉

氣口被積灰堵塞現(xiàn)象。

2、布袋除塵器在制糖行業(yè)鍋爐中的選型和應用要點：

如選擇布袋除塵，應先確定鍋爐實際運行的風量，并核實好所配置的引風機能力，因為這兩點關系到布袋除塵的過濾速度，而過濾速度是影響除塵器性能的主要因素之一，一般布袋除塵器要求的過濾風速要≤1m/s, 過濾速度的計算方法如下：

v=Q/60×A

式中 v －過濾速度（表觀過濾氣速）， m/ 分鐘

Q －過濾除塵器處理氣量， m ³ / 小時

A －過濾除塵器濾料的過濾面積， m ²

從計算公式看到，過濾面積也影響到過濾速度，因此還需選擇合適的過濾面積，如布袋過濾面積過小，勢必導致過濾風速_過 1m/s ，進而除塵器運行阻力_過設計阻力，若引風機能力不足時會導致鍋爐出現(xiàn)正壓。為此在設計選型時，要仔細計算好運行風量，然后再選擇相應過濾面積。另外，計算風量時，除正常運行風量外，還應充分考慮到制粉、出渣時所增加的風量，這樣方能較好確定合理、有效的過濾面積。

除上述幾點外，對于糖廠鍋爐新增布袋除塵器時，還要注意如下幾點。

2.1 選擇合理的清灰方式

布袋除塵器的清灰方式類別較多，目前使用布袋除塵的糖廠采用的清灰方式為氣箱脈沖式和行噴脈沖式，氣箱脈沖式具有結構簡單維護方便的特點，但在使用的過程中，發(fā)現(xiàn)清灰效果不理想，布袋經(jīng)清灰后，阻力下降不明顯，為此伶俐糖廠1#除塵器在2010年榨季檢修期間，曾把原氣箱式脈沖清灰改為行噴式脈沖清灰，改造后清灰效果比較明顯，除塵器阻力直接由2000 Pa左右下降至1000~1200 Pa。

2.2 在_足夠過濾面積的前提下，布袋長度不應過長

一般除塵器設計時，生產(chǎn)廠家基于場地和成本的考慮，會建議選擇長度較長的布袋。但在運行中，我們發(fā)現(xiàn)選擇布袋長度為7500mm的除塵器，其布袋

下部的清灰效果較差，從而導致清灰后阻力下降不理想。而選用長度為 6050mm 的除塵器，檢查發(fā)現(xiàn)其上部和下部的清灰效果差異很小，清灰后阻力下降明顯。

2.3 除塵器箱體數(shù)量應取多個

布袋除塵器的清灰一般采用離線清灰方式，所謂離線清灰，指的是進行清灰的布袋，與正常運行的布袋隔離關閉進行清灰，完成后再自動投入運行。因此箱體數(shù)量較少的除塵器在離線清灰時，由于過濾面積變動較大，造成鍋爐運行壓力相應變動較大。而箱體數(shù)量較多的除塵器_相對解決了該問題，對鍋爐正常運行的影響也比較小，可以_鍋爐的穩(wěn)定負壓，且當箱體離線維修時，對鍋爐運行的影響也可降至_ 。

2.4 離線閥和旁路閥應配備獨立壓縮空氣源

在1#布袋除塵器調(diào)試初期，曾出現(xiàn)脈沖閥漏氣導致除塵器所有離線閥和旁路閥由于失壓而全部關閉的現(xiàn)象，造成鍋爐嚴重正壓被迫停爐。而在把控制離線閥和旁路閥的氣源改為獨立雙氣源后，發(fā)現(xiàn)不論是離線閥故障泄露還是空壓機停機都基本可以_在30分鐘內(nèi)有效控制離線閥和旁路閥，從而_了鍋爐的運行安全。

2.5 旁路煙道應采用直通式

使用發(fā)現(xiàn)布袋除塵器如采用垂直上升的旁路煙道，由于在轉(zhuǎn)角區(qū)域形成一個緩沖沉降區(qū)，使得在開啟旁路時間較長時，塵灰容易沉降，以致堵塞布袋倉室入口。而采用直通式煙道時，煙氣流通順暢，很好消除了該問題。

2.6 選擇合理、穩(wěn)定的自動控制系統(tǒng)

布袋除塵器目前基本采用全自動控制，由于其運行工況直接關系到鍋爐的安全運行，因此_確保安全、有效操控其運行，故在選擇自動控制系統(tǒng)時須慎重，建議選用較為穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)（如西門子等）。

2.7 _確保鍋爐的燃燒工況

現(xiàn)舉例論述的是蔗糠煤粉混燒鍋爐，然而目前有不少糖廠鍋爐為全燒蔗糠方式，對于這類以生物燃料為主的鍋爐，如選用布袋除塵器，__考慮鍋爐的燃燒效果，否則燃料后續(xù)燃燒，勢必對布袋

造成損害。對于這類型鍋爐，建議在布袋除塵器前增設一套旋風分離器，但增加旋風分離器，相應要考慮引風機的能力。

3、結語：

經(jīng)過多年發(fā)展，布袋除塵器技術目前已比較成熟，其在火力發(fā)電等行業(yè)中得到了廣泛應用，通過在糖廠的使用效果和經(jīng)驗，進一步分析探討了布袋除塵器應用到制糖行業(yè)鍋爐的可行性及有效性，并且根據(jù)實例和數(shù)據(jù)，反映了布袋除塵器具有性能穩(wěn)定、效率高等優(yōu)點，值得在制糖行業(yè)鍋爐進行推行和使用。