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糖廠鍋爐中布袋除塵器的應(yīng)用與選型

來(lái)源：泊頭市康越環(huán)保發(fā)布時(shí)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?fàn)顩r和運(yùn)行情況，并結(jié)合75t/h蔗渣煤粉鍋爐的應(yīng)用實(shí)例，說(shuō)明對(duì)其選型和應(yīng)用的幾個(gè)要點(diǎn)。

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?fàn)顩r和運(yùn)行情況，并結(jié)合 75t/h 蔗渣煤粉鍋爐的應(yīng)用實(shí)例，說(shuō)明對(duì)其選型和應(yīng)用的幾個(gè)要點(diǎn) 。

0、前言：

目前我國(guó)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(shè)施。然而面對(duì)日趨嚴(yán)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(dá)到_環(huán)保要求。布袋除塵技術(shù)作為目前較為_(kāi)的除塵技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)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(guò)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(yīng)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(yīng)用情況，并以2套75t/h鍋爐的應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明對(duì)其選型和應(yīng)用的幾個(gè)要點(diǎn)。

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(guò)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(guò)濾元件來(lái)捕集含塵氣體中固體顆粒物。其作用原理是塵粒在繞過(guò)濾布纖維時(shí)因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細(xì)微的塵粒（粒徑為1um或更小）則受氣體分子沖擊（布朗運(yùn)動(dòng)）不斷改變著運(yùn)動(dòng)方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運(yùn)動(dòng)的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來(lái)。其工作過(guò)程與濾料的編織方法、纖維的密度及粉塵的擴(kuò)散、慣性、遮擋、重力和靜電作用等因素及其清灰方法有關(guān)。濾布材料是布袋除塵器的關(guān)鍵，性能良好的濾布，除特定的致密度和透氣性外，還應(yīng)有良好的_性、耐熱性及較高的機(jī)械強(qiáng)度，目前耐熱性能良好的纖維，其耐熱度可達(dá)到250～350℃。

布袋除塵器按清灰方式的不同可分為振動(dòng)式、氣環(huán)反吹式、脈沖式、聲波式及復(fù)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(qiáng)度和頻率可進(jìn)行調(diào)節(jié)，清灰效果好，是目前_為廣泛應(yīng)用的除塵方式。含塵氣體從袋式除塵器入口進(jìn)入后，由導(dǎo)流管進(jìn)入各單元室，在導(dǎo)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(jìn)入各倉(cāng)室過(guò)濾區(qū)，過(guò)濾后的潔凈氣體透過(guò)濾袋經(jīng)上箱體、提升閥、排風(fēng)管排出。隨著過(guò)濾工況的進(jìn)行，當(dāng)濾袋表面積塵達(dá)到_厚度時(shí)，由清灰控制裝置（差壓或定時(shí)、手動(dòng)控制）按設(shè)定程序關(guān)閉提升閥，控制當(dāng)前單元離線，并打開(kāi)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(dǎo)致高溫腐蝕的氯、鈉、鉀元素，以及容易導(dǎo)致尾部熱面結(jié)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(duì)很小，絕大部分成為灰份，因此煙氣含塵濃度相對(duì)較高。

1.2.2、容易產(chǎn)生二次燃燒。蔗渣一般相對(duì)較難在爐內(nèi)_燃燒，部分較大粉塵因煙氣熱交換時(shí)間短會(huì)保持著燃燒溫度，一旦環(huán)境含氧達(dá)到條件，_會(huì)易出現(xiàn)二次燃燒，但二次燃燒與鍋爐的爐型及本體設(shè)計(jì)有關(guān)，因此可加以改進(jìn)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(duì)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(yīng)用概況目前我區(qū)已有 2 家制糖企業(yè)的 3 臺(tái)蔗糠煤粉混燒鍋爐應(yīng)用了布袋除塵器，其中應(yīng)用_早的是 2007 年百色萬(wàn)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(tái) 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(hào)	項(xiàng)目	參數(shù)

1	處理風(fēng)量	250000m ³ /h
2	設(shè)備設(shè)計(jì)阻力	≤1200Pa
3	設(shè)計(jì)除塵效率	99.99 ％
4	運(yùn)行全過(guò)濾風(fēng)速	<0.95m/min
5	倉(cāng)室數(shù)	8 個(gè)
6	過(guò)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(shí)，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(dá) 2200Pa~2500 Pa ，大大_ 目前該布出設(shè)計(jì)指標(biāo)，由此導(dǎo)致鍋爐處于微正壓狀態(tài)下運(yùn)

袋除塵器， 2010 年伶俐糖廠新建的另一臺(tái) 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(yīng)用實(shí)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(shè)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(fēng)機(jī) → 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(fēng)機(jī) →2# 脫硫系統(tǒng) → 煙兩臺(tái)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(guò)濾凈化處理后，產(chǎn)生的煤灰由倉(cāng)泵收集并經(jīng)壓縮空氣輸送至灰?guī)欤鴥艋蟮臒?/span> 氣再進(jìn)入脫硫系統(tǒng)進(jìn)行脫硫處理。

1.4.2 布袋除塵器參數(shù)，見(jiàn)表 1 ，表 2

1.4.3 布袋除塵器投入運(yùn)行的情況

表 2 2# 布袋除塵器參數(shù)

序號(hào)	項(xiàng)目	參數(shù)

1	處理風(fēng)量	330000m ³ /h
2	設(shè)備設(shè)計(jì)阻力	≤1200Pa
3	設(shè)計(jì)除塵效率	99.99 ％
4	運(yùn)行全過(guò)濾風(fēng)速	0.949m/min
5	倉(cāng)室數(shù)	12 個(gè)
6	過(guò)濾面積	5790m ²

路。2010停榨檢修期間，通過(guò)對(duì)引風(fēng)機(jī)和清灰方進(jìn)行改進(jìn)后，2010/2011 年榨季布袋阻力降低至1000~1200Pa左右，經(jīng)過(guò)兩個(gè)榨季的運(yùn)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(shí)須開(kāi)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(yùn)行工況下，均可投入布袋除塵器運(yùn)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(yùn)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(cè)含塵數(shù)據(jù)

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

也可以滿足鍋爐各種工況的運(yùn)行要求，并且外排煙排氣含塵濃度達(dá)到了≤50 mg/m³的設(shè)計(jì)要求。

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

圖22011年12月2#鍋爐布袋除塵器在線監(jiān)測(cè)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(dāng)月日均榨量達(dá)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(yùn)行主要存在的不足布袋除塵器初期選型時(shí)，由于選擇的過(guò)濾面積偏小，在 2009/2010 年榨季運(yùn)行中，當(dāng)制粉出渣時(shí)，由于風(fēng)量增加（過(guò)濾風(fēng)速約為 1.3m/s 左右），風(fēng)速室進(jìn) 偏高導(dǎo)致除塵器阻力上升過(guò)快，以致在制粉出渣時(shí) 使布袋除塵器_過(guò)設(shè)計(jì)阻力而導(dǎo)致鍋爐偏正壓，經(jīng)對(duì) 風(fēng)機(jī)和清灰方式等進(jìn)行改進(jìn)后，自 2010/2011 年榨季至今，其運(yùn)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(shè)計(jì)存在缺陷，煙氣走旁路時(shí)，流道存在緩沖沉降區(qū)域，容易產(chǎn)生積灰，在近兩個(gè)榨季聯(lián)動(dòng)試機(jī)期間，均出現(xiàn)布袋除塵器倉(cāng)

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(yīng)用要點(diǎn)：

如選擇布袋除塵，應(yīng)先確定鍋爐實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)量，并核實(shí)好所配置的引風(fēng)機(jī)能力，因?yàn)檫@兩點(diǎn)關(guān)系到布袋除塵的過(guò)濾速度，而過(guò)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(guò)濾風(fēng)速要≤1m/s, 過(guò)濾速度的計(jì)算方法如下：

v=Q/60×A

式中 v －過(guò)濾速度（表觀過(guò)濾氣速）， m/ 分鐘

Q －過(guò)濾除塵器處理氣量， m ³ / 小時(shí)

A －過(guò)濾除塵器濾料的過(guò)濾面積， m ²

從計(jì)算公式看到，過(guò)濾面積也影響到過(guò)濾速度，因此還需選擇合適的過(guò)濾面積，如布袋過(guò)濾面積過(guò)小，勢(shì)必導(dǎo)致過(guò)濾風(fēng)速_過(guò) 1m/s ，進(jìn)而除塵器運(yùn)行阻力_過(guò)設(shè)計(jì)阻力，若引風(fēng)機(jī)能力不足時(shí)會(huì)導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)正壓。為此在設(shè)計(jì)選型時(shí)，要仔細(xì)計(jì)算好運(yùn)行風(fēng)量，然后再選擇相應(yīng)過(guò)濾面積。另外，計(jì)算風(fēng)量時(shí)，除正常運(yùn)行風(fēng)量外，還應(yīng)充分考慮到制粉、出渣時(shí)所增加的風(fēng)量，這樣方能較好確定合理、有效的過(guò)濾面積。

除上述幾點(diǎn)外，對(duì)于糖廠鍋爐新增布袋除塵器時(shí)，還要注意如下幾點(diǎn)。

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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維護(hù)方便的特點(diǎn)，但在使用的過(guò)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(guò)濾面積的前提下，布袋長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)

一般除塵器設(shè)計(jì)時(shí)，生產(chǎn)廠家基于場(chǎng)地和成本的考慮，會(huì)建議選擇長(zhǎng)度較長(zhǎng)的布袋。但在運(yùn)行中，我們發(fā)現(xiàn)選擇布袋長(zhǎng)度為7500mm的除塵器，其布袋

下部的清灰效果較差，從而導(dǎo)致清灰后阻力下降不理想。而選用長(zhǎng)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(yīng)取多個(gè)

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(jìn)行清灰的布袋，與正常運(yùn)行的布袋隔離關(guān)閉進(jìn)行清灰，完成后再自動(dòng)投入運(yùn)行。因此箱體數(shù)量較少的除塵器在離線清灰時(shí)，由于過(guò)濾面積變動(dòng)較大，造成鍋爐運(yùn)行壓力相應(yīng)變動(dòng)較大。而箱體數(shù)量較多的除塵器_相對(duì)解決了該問(wèn)題，對(duì)鍋爐正常運(yùn)行的影響也比較小，可以_鍋爐的穩(wěn)定負(fù)壓，且當(dāng)箱體離線維修時(shí)，對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響也可降至_ 。

2.4 離線閥和旁路閥應(yīng)配備獨(dú)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(dǎo)致除塵器所有離線閥和旁路閥由于失壓而全部關(guān)閉的現(xiàn)象，造成鍋爐嚴(yán)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(dú)立雙氣源后，發(fā)現(xiàn)不論是離線閥故障泄露還是空壓機(jī)停機(jī)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(yùn)行安全。

2.5 旁路煙道應(yīng)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(gè)緩沖沉降區(qū)，使得在開(kāi)啟旁路時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，塵灰容易沉降，以致堵塞布袋倉(cāng)室入口。而采用直通式煙道時(shí)，煙氣流通順暢，很好消除了該問(wèn)題。

2.6 選擇合理、穩(wěn)定的自動(dòng)控制系統(tǒng)

布袋除塵器目前基本采用全自動(dòng)控制，由于其運(yùn)行工況直接關(guān)系到鍋爐的安全運(yùn)行，因此_確保安全、有效操控其運(yùn)行，故在選擇自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)須慎重，建議選用較為穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)（如西門(mén)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(duì)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(shì)必對(duì)布袋

造成損害。對(duì)于這類型鍋爐，建議在布袋除塵器前增設(shè)一套旋風(fēng)分離器，但增加旋風(fēng)分離器，相應(yīng)要考慮引風(fēng)機(jī)的能力。

3、結(jié)語(yǔ)：

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，布袋除塵器技術(shù)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(yīng)用，通過(guò)在糖廠的使用效果和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步分析探討了布袋除塵器應(yīng)用到制糖行業(yè)鍋爐的可行性及有效性，并且根據(jù)實(shí)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(diǎn)，值得在制糖行業(yè)鍋爐進(jìn)行推行和使用。