低壓脈沖式布袋除塵器在燃煤鍋爐中的應用研究

常 磊

(河北高科環保集團有限公司，河北 泊頭062100)

文章針對低壓脈沖式布袋除塵器在燃煤鍋爐當中的具體應用進行全面分析和探索。自從該除塵器設備投入燃煤鍋爐系統正式使用之后，整個配套低壓脈沖布袋除塵器的工作效果非常明顯，在標準的設計工作條件下，可運行工作時間范圍內持續運行除塵工作效率可以達到99%以上，符合燃煤鍋爐的除塵工作標準，保證燃煤鍋爐工作的安全性和穩定性。

1 燃煤鍋爐和低壓脈沖式布袋除塵器設備的結構

1.1 電廠鍋爐結構

電廠鍋爐是火力發電廠當中非常重要的能量轉化設備，主要是由鍋爐本體和輔助工作設備兩個環節構成，在工作過程中主要是將煤燃料的化學能轉化成熱能進行供應，通過使用燃料產生的熱能對鍋爐內部的水進行加熱，同時將水變成水蒸氣供氣輪機設備使用。電廠鍋爐設備在工作過程中主要分為兩種形式，即循環流化床鍋爐和粉煤鍋爐，流化床鍋爐和粉煤鍋爐最大的區分主要表現在燃料的燃燒形式，流化床鍋爐主要是將固態的燃料流體化處理，以液體的流動性質促進燃燒;而粉煤鍋爐主要是將煤炭磨細成煤粉，然后用空氣直接吹入到爐膛內部進行燃燒[1]。電廠鍋爐在工作過程中，首先，鍋爐需要通過燃料的燃燒，將燃料當中的化學能進行充分釋放，同時通過受熱面直接將熱量傳遞給水，讓水快速加熱和蒸發，然后轉變成水蒸氣。其次，通過汽輪機的做功將蒸汽所產生的熱能，直接轉化成高速旋轉的機械能，最后通過汽輪機有效帶動發電機設備，將所產生的機械能轉化成電能進行輸送。

1.2 低壓脈沖式布袋除塵器設備的結構

本次低壓脈沖布袋除塵器設備自身構成為對稱結構形式，主要包含上箱體、中箱體和下箱體三個主要構成部分。上箱體在工作當中主要是處理后潔凈氣體的工作區域，其中主要包含角箱體隔板結構、框架結構以及底部的花盤結構。中箱體主要包含壁板短管以及進風口和出風口等幾個重要的組合工作單元，每一個組合工作單元又可以被劃分成兩個小倉式結構，每一個小倉室結構當中共設置8 排布袋，每一排布袋的總數量為16 個，總共設計出1024 個布袋結構。下倉體主要包含灰斗和絞籠部分，同時還有刮板等灰塵輸送系統。該除塵器在工作過程中的清灰工作方式，主要是以低壓脈沖吹噴方法為主，在每一個小倉室當中各設置有吹噴管，總共設置8 排噴管結構，共有64 個，設置在上箱體結構的進氣是花盤的正上方部分，和花盤之間的垂直間距大小為200mm[2]。

本次布袋除塵器結構當中，鍋爐的尾部區域出口含有大量灰塵的煙氣，含塵氣體通過支路直接進入到除塵器的后方，同時通過煙氣調節裝置的使用，將其均勻地分配到各個不同的倉室內部進行處理，同時在煙氣導流板的作用條件下，可以將其劃分成兩個主要的構成部分，其中一部分煙氣會直接通過導流板進入到下部灰斗當中，同時也存在較大直徑的顆粒灰塵沒有充分燃燒殆盡，在自身的重力作用下會直接落入到灰斗當中。煙氣在灰斗內部折流之后會直接進入到箱體當中進行過濾處理，同時另一部分的煙氣會直接進入到另一個箱體當中進行二次過濾處理。通過過濾處理完成之后的凈煙氣，會直接進入到上箱體進氣室當中，其中每一個進氣室內部都設置有一個出口提升閥結構，凈煙氣會直接通過出口位置的提升閥進入到出口的煙道部分，最后將其直接排放到煙囪內部。除塵器當中通過使用內置式旁通煙道，并且在煙道周圍設置出兩個旁通閥，通過旁通閥的設置可以對除塵器的實際工作狀態進行實時性控制，并且可以保證工作狀態相互之間的有效切換[3]。

2 布袋除塵器清灰系統工作分析

2.1 布袋除塵器清灰系統控制

低壓脈沖式布袋除塵器內部的清灰系統，主要是通過PLC 控制系統來進行操作，該系統具有定時噴吹、定壓、噴吹以及人工手動噴吹等幾種不同的控制功能效果，同時該系統還具備離線清灰和在線清灰兩種不同的清灰工作方法。定時噴吹工作主要是根據系統初始設定的工作時間展開控制灰塵噴吹工作，在一個清灰周期工作范圍內，將每一個倉室依次進行灰塵清理，同時通過定壓噴吹系統，可以根據預先設定好的噴吹壓力大小，對各個不同倉室內部進行特定壓力的噴吹處理。當進口和出口的工作壓力差超過預先設定的標準數值時，各個倉需要進行一次清灰工作，同時單次噴吹循環清灰處理之后，可以實現自動檢測工作，判斷是否需要二次進行循環噴吹處理。進出口壓差值大小可以根據鍋爐在運行過程中的實際工作情況來進行針對性調節。手動噴吹工作主要是通過相關工作人員，在工作現場通過手動控制系統對內部進行清灰處理。

2.2 布袋材料選擇

低壓脈沖式布袋除塵器設備對于布袋的選用非常關鍵，除塵器的布袋選擇主要是根據實際處理工作中的含塵煙氣溫度大小、煙氣濕度、酸性氣體強度以及含氧量等各種情況進行分析，布袋規格大小設定為Φ160×7500，使用國外進口的PPS 材質來做煙塵的過濾材料，并且對除塵器布袋展開PTFE 覆蓋膜處理，可以進一步加強過濾袋的機械性能以及延長布袋的使用周期。PPS 纖維又稱為聚苯硫醚纖維材料，在實際應用過程中具有較強的化學性質穩定性，并且對于所處理的含塵煙氣當中的酸堿物質等具有較強的抵抗能力，同時該材料還具有較強的耐水性和阻燃性，因此在燃煤鍋爐工作過程中除塵效果非常明顯，所表現出的經濟效益更高[4]。

3 低壓脈沖式布袋除塵器使用過程中的注意事項

本次項目當中為了充分保證除塵器的除塵效果，在實際應用過程中通過設置定時和定阻兩種脈沖式清灰工作系統。該系統在實際工作過程中，可以通過可編程邏輯控制器設備來進行操控，在使用過程中基于PLC 控制系統，基于特定的寬度和時間間隔，向其中發送相應的脈沖工作信號，有效控制脈沖閥進行工作。在工作過程中的氣體會呈現出外出工作狀態，通過脈沖閥噴向進氣室進入過濾袋當中，氣體會在過濾袋當中瞬間形成膨脹效果，并且通過內部向外部進行排放，將其積附在過濾袋外表面的粉塵清除系統當中。在清灰工作當中每噴吹一次的外出工作，時間通常情況下控制在0.1~0.2s，有效調整脈沖時間間隔以及脈沖工作時間，可以保證除塵器在工作過程中的阻力大小始終處于可控制的工作范圍之內，脈沖時間長，脈沖間隔較短，則除塵器的工作阻力會有所下降，反之工作阻力會有一定的提升。

旁路保護主要是在脈沖式布袋除塵器的進出口煙道位置設置相應的旁路閥門，在工作過程中如果煙氣的溫度超過除塵所能承受的最高溫度時，或者承擔的壓力差超過設定值，無法得到進一步控制的條件下，旁路閥門會實現自動開啟，布袋除塵器的進出口閥門位置關閉，煙氣會直接通過引風機排放到煙囪當中。旁路閥內部會設有內置式和外置式兩種形式，內置式旁路閥主要是在布袋除塵器本體的進出口煙道表面進行設計，整體的結構構成比較緊湊。本體除塵器設有旁路閥，同時使用溫度自動化控制系統泄漏的概率基本為零，具有開關更加靈活，控制工作更加穩定并且具備預防積灰對整個工作系統所產生的影響，防止積灰過多造成閥門關閉不嚴，或者是閥門無法開啟等各種問題[5]。

首先，為了進一步提高低壓內充式布袋除塵器設備的除塵工作效率，在實際工作過程中必須要充分考慮到過濾工作的風速大小，如果過濾的風速過小會直接造成布袋和鋼材料的消耗量上升，這樣會加大工作成本的投入量。如果過濾的風速過高則會進一步影響到除塵工作效率，同時會進一步加快布袋的磨損程度。在布袋除塵器的制作工作當中，必須要有效控制花盤的加工精度，通過使用沖壓工藝來進行全面加工處理，同時需要及時清除孔徑周圍的毛刺問題，避免在安裝過程中對布袋造成破壞性影響。要充分保證旁通閥的密封性符合除塵器設備的工作標準，有效避免煙氣從旁通閥直接進入到旁通煙道內部，并且需要進一步控制布袋的噴吹清灰周期，充分保證布袋可以始終處于最佳的工作過濾狀態。

其次，除塵器自身的本體結構在安裝工作當中，必須要充分做好密封處理，要保證箱體花盤以及灰度組件焊接工作完成之后，需要有效做好焊接縫的滲油實驗分析工作，有效保證每一條焊縫都進行充分密封不能存在漏氣等問題。在安裝除塵器上箱體密封蓋工作當中，需要充分保證焊接縫位置的密封處理工作效果，同時還需要進一步保證密封膠條使用的連續性，在接口位置需要預留出1~2mm 左右的膨脹間隙空間，有效避免上箱體的溫度過高造成膠條產生膨脹問題，進而會直接影響到除塵器的密封效果。

最后，為了有效防止灰斗在下料口位置產生反潮板結現象，造成下料過程中存在阻礙性問題，需要在灰斗的側方區域增加振打裝置，或者是使用氣化裝置同時在灰斗的上方直接安裝加熱裝置，工作人員可以通過自動化控制工作程序，有效掌控內部材料的實際高度情況，以此有效滿足除塵器設備的正常工作要求[6]。

4 除塵器設備使用之后的維護處理

除塵器使用的正確與否會直接影響到過濾袋的使用性能和效果，進而會直接關系到巖層的過濾處理質量。在除塵器啟動使用之前需要對布袋展開預噴涂處理，需要對除塵器設備工作性能情況進行全面檢查和分析，同時還需要針對煙氣管道旁通閥、離線閥的密封狀態以及工作狀態等進行監測，同時還需要對輸灰結構的實際運行工作情況和脈沖噴吹系統管路的密封性能進行有效判斷。在除塵器設備的正常運轉工作當中，必須要嚴格參照正確的操作規范要求來進行處理，同時還需要周期性對設備展開維護處理，避免在后續的工作過程中對布袋除塵器設備的工作性能以及使用周期產生不良影響。在鍋爐設備正式停運之后，清灰工作系統仍然需要繼續正常運行，保證運行兩個清灰周期之后，過濾袋表面的灰塵得到充分清理，有效防止灰塵在過濾袋的表面受潮產生硬化問題，同時為了充分避免過濾袋PPS 纖維在空氣中直接被氧化，需要直接關閉進出口位置的煙道并且將除塵器灰倉進行徹底清理，然后做好后續的密封工作。

5 結束語

綜上所述，低壓脈沖式布袋除塵器設備在工作過程中具有工作效率更高、本體耗電量較低、適用煤炭類型相對較廣，同時電梯系統構成比較簡單、后續維護工作費用較低等多方面優勢，在我國各大燃煤電廠當中應用非常普遍。低壓脈沖式布袋除塵器設備在電場當中使用一年之后，整體的設備工作穩定性相對較高，同時在除塵工作效率煙塵排放濃度上達到了國家的要求標準，并且隨著制造水平的不斷提升，布袋除塵器設備在火力發電廠當中的應用前景將會更加廣闊，所展現出的經濟效益和社會效益更加明顯。