靜態清灰技術的應用與發展

一 袋式除塵技術的發展

袋式除塵技術在工業上的應用有著悠久的歷史。在20世紀50年代，我國開始引進袋式除塵技術，這時主要采用原蘇聯技術的產品。在我國自主研發袋式除塵技術過程中濾料和清灰技術一直是阻礙我國袋式除塵技術發展的兩個難題。直到20世紀80年代，我國在袋式除塵器專用濾料領域有了重大突破，清灰技術也有了一定發展，推動了袋式除塵技術的發展。袋式除塵技術開始廣泛應用于冶金，建材，化工等行業。

目前，大型反吹風袋式除塵器、旋轉噴吹袋式除塵器、脈沖噴吹袋式除塵器是廣泛應用幾種袋式除塵設備。

二 靜態清灰技術的具體內容

靜態清灰袋式除塵技術是在總結反吹袋式除塵器技術、脈沖袋式除塵器技術以及靜電除塵器技術的優勢的基礎上，為適應電力行業燃煤鍋爐煤質、煙氣條件多變，及鍋爐運行控制復雜的具體情況，開發的一種新型袋式除塵器技術。

靜態清灰袋式除塵技術與分室三態反吹袋式除塵技術相似均采取分室結構，再利用閥門逐室切換氣流。所不同的是靜態清灰袋式除塵技術不是在反向氣流作用下迫使濾袋縮癟或鼓脹而抖落濾袋表面的灰塵，而是在濾袋相對靜止的狀態下，利用反向氣流使濾袋外表面與粉塵層之間形成氣化層，破壞粉塵層與濾袋外表面之間的粘附力，利用粉塵層自重促使粉塵脫落，達到清灰的目的。

靜態清灰主要有以下幾方面的技術特征：第一，靜態清灰技術利用凈化后煙氣做為清灰氣源；第二，靜態清灰采用分室離線清灰方式；第三，靜態清灰技術采用自動張緊袋籠把濾袋橫向撐平，縱向拉直，保證濾袋在過濾和清灰過程保持相對靜止狀態；第四，靜態清灰技術采用低氣壓長氣流的清灰方式，其清灰壓力約為2000pa～3000pa，清灰時長約為10s～15s；第五，靜態清灰技術采用水平進風，水平出風的氣流分布方式。

三 靜態清灰技術的技術優勢

1、延長濾袋使用壽命

在長期的袋式除塵器工程實踐中我們總結出，以氣體做為清灰動力的袋式除塵設備，其濾料的使用壽命一方面取決于清灰壓力的高低；另一方面取決于清灰氣源品質對濾料的影響。清灰壓力越高，在清灰過程中濾袋產生的抖動加速度越大，對濾料纖維破損越嚴重，濾袋的使用壽命越低。低壓清灰已成為脈沖除塵技術發展的主要方向。目前，應用于鍋爐煙氣治理的袋式除塵設備多采用pps纖維濾料。這種纖維有耐腐蝕，耐高溫等很多優秀品質，但其使用壽命對高溫環境下的氧含量很敏感，一般情況下在煙氣溫度達到135℃之上，氧含量超過9％，就不能使用PPS濾料。

靜態清灰技術是目前以氣體做為清灰動力的袋式除塵設備中，清灰壓力最低的除塵設備，根據靜態清灰技術的清灰機理，在清灰過程中濾袋處于靜止狀態，根本不會形成濾袋的抖動加速度。而且，靜態清灰技術采用凈化后煙氣做為清灰氣源，凈化后煙氣具有低含氧量，與過濾介質同溫的良好特性。這無疑又是對濾料的有一重保護。此外，相對靜止的濾袋還會最低程度的減少濾袋與袋籠之間的摩擦，避免因袋籠與濾袋間的過度磨損造成的濾袋破損。

2、有利于實現微細粒子的控制

能夠實現微細粒子的捕集是袋式除塵技術的共性，但是靜態清灰技術更有利于實現對微細粒子控制。

根據袋式除塵技術的過濾機理，過濾過程由兩部分組成。第一部分是含塵氣體通過濾料，主要依靠濾料纖維的篩濾、攔截、碰撞、擴散和靜電吸引效應，將粉塵阻留在濾料迎塵面上，形成粉塵預附層。第二部分是在粉塵預附層形成后，在進一步過濾過程中主要是依靠粉塵預附層對含塵氣流起到主要的過濾作用。以目前的濾料發展水平，微細粉塵的過濾主要是依靠過濾過程的第二部分，即粉塵預附層的過濾作用完成。

以脈沖清灰為例，其清灰過程是依靠濾袋的吸癟與鼓脹破壞濾袋外表面的粉塵層，使粉塵層脫落，達到清灰的目的。一般情況下每個濾袋的清灰時間大約為0.1s-0.2s，在瞬間即完成清灰動作。這種清灰是一種強力清灰，它能夠使粉塵層脫落，但沒有辦法控制粉塵層脫落的程度。在每一個過濾周期內，初始粉塵層形成的初始條件比較惡劣。靜態清灰技術在清灰過程中是采用大氣量、低氣壓的清灰氣流破壞粉塵層與濾袋表面的粘附力處使粉塵層脫落。這種清灰是一種弱力清灰，其清灰過程可控性較強。每一次清灰后，初始粉塵層形成的條件要優于其它袋式除塵技術。因此靜態清灰技術具有更好的微細粒子控制能力。

四 靜態清灰技術的發展歷程以及在工程上的實際應用

1、漳山發電公司二期袋式除塵器3#機組介紹

主要設計參數：

處理風量：3899747m3／h；

入口粉塵質量濃度：12.7g／m3；

煙氣溫度：137.2℃；

過濾面積：72200m2；

袋室總數：256

過濾風速：0.9m／min；

除塵器組合臺數：8單臺；

除塵器本體占地面積：11.4×70.7m2，占用靜電除塵器2個電場的基礎面積；

濾袋數：7552條；

濾袋材質：PPS復合覆膜濾料；

出口粉塵排放質量濃度：<15mg／Nm3；

除塵器平均運行阻力：機組通過168h后1年內不大900Pa，4年內不大于1100Pa；

除塵器漏風率：<2％；

清灰控制方式：定阻力壓差自動清灰。

設備運行情況：

2008年4月21日，3#除塵器168h運行結束，累計運行100天，在滿負荷時，耗煤量225t／h，各通道差壓為900Pa，除塵器出口排放14mg／Nm3，經過脫硫后，排放濃度達5mg／Nm3。

2008年5月31日，4#除塵器168h運行結束，累計運行120天，在滿負荷時，耗煤量220t／h，各通道差壓為850Pa，除塵器出口排放12.8mg／Nm3，經過脫硫后，排放濃度達5mg／Nm3。

3#除塵器，4#除塵器在運行約一年后，分別開始出現清灰機構故障頻發的情況，致使除塵設備經常運行在高阻狀態，4#機組經常在1200pa～1300pa阻力下運行；3#機組經常在1400pa～1500pa阻力下運行。后經過設備廠家的技術改造4#機組可以正常工作，但需要較頻繁的進行設備維護。3#機組雖經過技術改造但運行效果并不理想，基本上一直在1400pa-1500pa阻力下運行。在除塵器高阻運行期間，除塵器的排放濃度一直小于15mg／Nm3。2010年10月東北大學濾料檢測中心對這兩臺機組的濾袋性能進行了檢測，截止檢測時間段，該濾袋已經連續使用19000小時。檢測結果表明濾料性能良好，與同材質新濾料相比，濾料性能僅有小幅下降。

2010年11月，針對清灰機構運行故障較多的情況，對3#，4#機組進行了較大規模的技術改造。采用比較成熟的回轉反吹機構代替了原環鏈清灰機構。改造后設備運行穩定，設備平均運行阻力下降了100pa-200pa。

五 靜態清灰技術亟待解決的問題

1、穩定高質的清灰氣源

靜態清灰技術采用凈化后煙氣作為清灰氣源。雖然凈化后煙氣有很多優點，但也帶來了新的問題。袋式除塵設備不可能避免濾袋破損，煙氣旁路等情況的發生。而在這兩種狀態下進行反吹清灰，必然會出現反吹氣流中的粉塵倒灌入濾袋的情況。雖然我們極力避免這一情況的發生，但我們目前還不能從原理上解決這一問題。

2、如何使每個濾袋得到等量均勻的清灰氣流

影響袋式除塵設備應用效果的一個重要因素是氣場均布問題，對于靜態清灰技術，這一問題在清灰過程在清灰過程顯得更為突出。假使我們已經解決了過濾過程中氣場均布的問題，那么要使濾袋有近乎相同的使用壽命，我們就必須解決反吹氣流均布的問題。因為靜態清灰技術采用分室反吹形式，同時對二十條，甚至是更多的濾袋進行反吹。如何在結構簡單，空間有限的前提下解決這一問題，是靜態除塵技術優勢得以進一步發揮的關鍵。