電袋復合除塵器運行阻力分析及降低阻力措施

蔡芬

摘要：本體阻力是決定除塵器性能和運行經濟性的重要指標。文章分析了影響電袋復合除塵器本體運行阻力的主要因素，提出了在設計、安裝、運行維護等各環節中降低除塵器運行阻力的有效措施，從而提高電袋復合除塵器性能并保證其穩定、經濟運行。

關鍵詞：電袋復合除塵器；運行阻力；阻力措施；運行維護；除塵技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：X701 文章編號：1009-2374（2017）11-0149-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.076

1 概述

近年來，全國大規模爆發了“霧霾”天氣，大氣環保的形勢十分嚴峻，大氣污染治理已經成為全社會共同關注的重大問題。燃煤電廠是我國大氣污染物的排放大戶，因此國家加大了對燃煤電廠的環保治理力度。2015年底，環保部、發改委、國家能源局聯合下發了《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》的通知，對燃煤電廠的污染物排放提出了更高要求的同時還需確保設備的節能運行。因此，政策的實施倒逼了環保技術的進步，作為我國主流干式除塵技術的電除塵、電袋復合除塵、袋式除塵面臨技術升級及節能改造。其中，本體阻力是決定除塵器性能和運行經濟性的重要指標，如何降低除塵器本體阻力是其技術升級及節能改造的關鍵之一。

2 除塵技術及其運行阻力的主要影響因素

目前，在燃煤電廠典型的煙塵超低排放技術路線中，干式除塵器方案主要有電除塵、電袋復合除塵和布袋除塵，其中電除塵器的運行阻力主要由除塵器結構、清灰決定的。袋式除塵器的運行阻力不僅與除塵器結構、清灰有關，還與濾袋材質、過濾風速有關。電袋復合除塵器是將電除塵的荷電收塵及袋除塵的過濾攔截機理有機結合的一種除塵器，其運行阻力還與電場區與袋場區的耦合配比有關。

除塵器的性能指標主要包括技術指標和經濟指標兩大類，其中技術指標主要包括處理煙氣量、除塵效率、運行阻力等。電除塵器的本體阻力為150～300Pa，袋式除塵器的運行阻力一般控制在800～1500Pa，電袋復合除塵器的運行阻力一般穩定在500～800Pa。對于袋式除塵器和電袋復合除塵器來說，除塵系統壓力損失所帶來的引風機電耗占系統能耗的比例較大。除塵器運行阻力增加會引起引風機能耗的增加，加大整個系統的電耗，降低設備的經濟效益。另外，阻力上升必須調整清灰頻率，既增加了壓縮空氣的消耗量，沖刷濾袋，縮短濾袋壽命，同時也降低了除塵效率。

除塵器運行阻力也稱為壓力降（ΔP），是指含塵氣體通過除塵器的阻力，是除塵器進、出口斷面處氣流的全壓絕對值之差，阻力大小與除塵器設計選型、安裝和后期的維護管理都有很大的關系。電袋復合除塵器的運行阻力主要由四部分組成，即設備結構阻力（ΔP1）、清潔濾料的阻力（ΔP2）、濾料上粉塵層的阻力（ΔP3）、濾袋表面殘留粉塵阻力（ΔP4）。

ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4

設備結構阻力（ΔP1）是指煙氣通過除塵器內部時，除塵器本身對氣體產生的阻力，主要是氣流在發生擴散、收縮及流場變化而產生的壓力降。

清潔濾料的阻力（ΔP2）是指未過濾粉塵時濾料的阻力，約50～150Pa，是由濾料本身的特性來決定的。濾袋的阻力大小通常是用透氣性來表示的，常規電袋復合除塵器用濾袋要求選擇初始透氣量為≥100L/dm2min的較為合適。

濾料上粉塵層的阻力（ΔP3）會隨著濾袋表面粉塵厚度的增厚而加大，約為清潔濾料的阻力（ΔP2）阻力的5～10倍，是電袋復合除塵器阻力的主要來源。

濾袋表面殘留粉塵阻力（ΔP4）是指在設備使用一段時間后，少量微細塵粒滲入纖維層內部，形成“深度過濾”，也可對后續的含塵氣體起主要過濾作用。但隨著時間的延長，粉塵殘留阻力會逐漸增大，最終可能導致濾袋堵塞、阻力升高。

3 電袋復合除塵器阻力升高的影響因素及其應對措施

電袋復合除塵器有機結合了靜電除塵和布袋除塵的特點，充分發揮了電除塵和布袋除塵的各自優勢以及兩者有機結合的優點，可長期在低排放、低阻力的情況下運行，但也有可能出現阻力異常升高的情況，主要可以從設計選型、安裝、運行維護三方面分析。

3.1 設計選型的降阻措施

影響電袋復合除塵器阻力的設計選型包括過濾風速選擇、除塵器風道結構、濾料的選擇等。

3.1.1 過濾風速。由圖1可看出，過濾風速越高，粉塵層阻力（ΔP3）越大。但過濾風速降低后，需要加大過濾面積及設備占地面積，增加投資成本。過濾風速的選擇還與進入袋區粉塵性能、粒徑大小和濃度有很大的關系。同時，過濾壓降隨著粉塵濃度的增大而增大（如圖2）。考慮到電袋復合除塵器中前級電場已收集80%粉塵，且進入袋區粉塵已荷電，可選擇比較大的過濾風速，一般可取1.0～1.4m/min，仍可保證電袋復合除塵器低阻穩定運行。

3.1.2 除塵器風道包括進、出口煙道的進、出風方式、氣流進入濾袋區的比例、提升閥的結構等。通過實物模型（圖3）與CFD數值模擬（圖4）相結合的方式，采取調整進出口煙道的導流裝置，合理分配進風流量，避免局部流量突變，導致阻力劇增。另外，大量的數值模擬、實物模型及工程實踐證明：如果進入濾袋正面、側部和底部為最佳比例，調整提升閥開孔直徑和提升高度，均可保證良好的氣流分布，所以優良的氣體流場分布是保證電袋復合除塵器低阻穩定運行的條件之一。

3.1.3 濾料的選擇。濾料的阻力大小通常是用透氣性來表征的，常用的濾料纖維有PPS、PI和PTFE，其中PI纖網疏松多孔，透氣性極好，但其容易發生水解，且抗酸、堿性及抗氧化能力一般，純PI不適用于我國燃煤鍋爐復雜多變的煤種。所以國內電袋復合除塵器常用濾料為混紡濾料，在保證其透氣性的前提下，進一步提高濾料的過濾性能。在濾料的選型中，還可能選擇過濾性更高的覆膜濾料，但應注意濾膜的質量和覆膜工藝的選擇。如選擇不當，極易出現脫膜的現象，致使灰塵堆積，阻力加大，最終導致濾袋失效。

3.2 安裝過程中的降阻措施

影響電袋復合除塵器阻力最大的是花板和清灰系統的安裝。對于行噴吹清灰系統來說，必須保證噴吹孔與花板孔的同軸度，且同一根噴吹管所對應的花板孔應安裝于同一直線上；對于旋轉噴吹清灰系統，如圖5所示，由于其濾袋結構是按同心圓布置，在花板安裝時對濾袋孔同心度要求非常高，噴吹時采用模糊清灰方式決定了導風管垂直度和旋轉噴吹管的平面度要求。安裝不規范問題將會導致清灰不徹底，致使除塵器的運行阻力不斷上升。

3.3 運行維護的降阻措施

3.3.1 在除塵器投運之前進行預涂灰，使濾袋表面附著一層灰塵，避免在鍋爐投運初期或低負荷時運行時的助燃油直接粘附到濾袋表面，阻塞濾袋。

3.3.2 在運行過程中，尤其要注意高溫對濾袋透氣性的影響，可設置高溫報警，臨時開啟旁路或進行緊急噴水降溫，嚴重時可采取停機處理。

3.3.3 結合現場實際情況，設置合理的清灰周期和清灰制度，對于反復清灰仍阻力高的情況可采取離線清灰模式，同時還要保證清灰氣源的含油等級和濕度；定時檢修電場區收塵情況，嚴格控制進入袋區的粉塵濃度，降低袋場區處理粉塵濃度。

3.3.4 時刻監控除塵器上游設備，控制脫硝設備的氨逃逸總量；在鍋爐設備爆管時，立即采取緊急停機處理，避免一切有可能造成除塵器低溫運行、結露致使糊袋。一旦發生糊袋，清灰系統就會失效，阻力急劇

上升。

4 結語

電袋復合除塵器作為一種高效的除塵設備，已成功運用于火電、水泥等行業，阻力長期穩定于800Pa左右，但仍有個別超標情況。為進一步降低電袋復合除塵器的運行阻力，從設計源頭抓起，嚴格控制安裝質量，遵循運行維護手冊規章，保證除塵器穩定低阻力、低排放運行。

參考文獻

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（責任編輯：王 波）