浅谈燃煤电厂袋式除尘器清灰方式的选择及比较

钟永生

摘 要：目前国内燃煤电厂袋式除尘器常用的清灰方式有低压脉冲固定行喷吹和低压脉冲旋转喷吹，文章阐述了这两种清灰系统的结构，并进行比较分析，为今后燃煤电厂袋式除尘器选择合适的清灰方式提供参考。

关键词：燃煤电厂；袋式除尘器；脉冲清灰；行喷吹；旋转喷吹

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）21-0014-02

1 概 述

在我国大多数城市中，粉尘是第一位的污染物，影响城市大气质量和能见度，造成阴霾天气现象，并严重危害人体健康。近年来，随着我国经济的快速发展，燃煤电力也得到了突飞猛进的发展，而有关资料显示，燃煤电厂的粉尘排放占各个行业粉尘排放的首位。为了更有效地遏制污染物的排放，提高大气质量，适应新形势下环境保护工作的要求，并缩小与发达国家的大气环境质量差距，国家对环境保护工作，特别是对火电厂大气污染物排放控制提出了越来越高的要求，先后从2004年起执行的≤50 mg/Nm3排放标准，修订成2012年起执行≤ 30 mg/Nm3排放标准。2014年9月12日，国家发改委、环保部和能源局共同发布《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》（发改能源[2014]2093号），明确指出新建机组基本达到燃气轮机组排放限值，即在基准含氧量6%的情况下，烟尘、SO2和NOx分别达到10、35和50 mg/m3。甚至，电力企业自我加压，纷纷提出烟尘排放≤5 mg/Nm3的“超净排放”要求。新标准和“超净排放”的实施也对电力环保装备的性能及质量提出了新的要求。

目前，燃煤电厂主要的除尘设备有静电除尘器、布袋除尘器、以及近几年发展迅猛的电袋复合式除尘器。静电除尘器的除尘效率由于受粉尘的特性等多种因素的影响，要达到长期高效、稳定的除尘效率已经难以实现，而且无法有效地控制PM10、PM2.5微细粒子的排放。而袋式除尘器对粉尘特性不敏感，且随着近几年袋式除尘器的结构、清灰技术和滤料技术的发展，再加上对滤袋影响较大的硫氧化物的控制，如低硫煤的使用、电厂脱硫技术的发展、CFB技术的推广等，使袋式除尘器的运行更稳定，除尘效率更高，而且还能控制排入大气的微量金属元素。而电袋复合式除尘器的核心之一是后级的袋式收尘结构。滤袋是袋式除尘器的“心脏”，而清灰技术是袋式除尘器长期稳定运行的关键，本文主要对运用于燃煤电厂袋式除尘器的二种常用清灰方式———低压脉冲固定行喷吹、低压脉冲旋转喷吹———进行比较分析，为今后燃煤电厂袋式除尘器选择合适的清灰方式提供参考。

2 燃煤电厂袋式除尘器的清灰技术

袋式除尘器一般都由上部箱体（净气室）、中部箱体、下部箱体（灰斗）、清灰系统等部分组成，袋式除尘器箱体的结构、烟气的进气方式都很相似，而清灰系统是其主要区别，清灰方式的不同决定了清灰系统、花板以及滤袋和袋笼的结构型式的不同。目前国内燃煤电厂袋式除尘技术多采用脉冲清灰技术，清灰方式有：低压脉冲固定行喷吹、低压脉冲旋转喷吹。脉冲清灰技术主要依赖于反吹（脉冲）气流的作用，将粉尘吹落和惯性力作用将柔性滤袋外壁的粉尘振落。

2.1 低压脉冲固定行喷吹清灰系统的结构及清灰过程

低压脉冲固定行喷吹的清灰系统主要由脉冲阀、气箱、喷吹管组成。花板孔为圆形且呈方阵规则布置，滤袋、袋笼也为圆形。每排滤袋的正上方安装一根喷吹管，一个脉冲阀控制一根喷吹管，一根喷吹管上设多个喷嘴，每个喷嘴对应一条滤袋。清灰时，脉冲阀急速开启，气箱内的压缩空气通过喷吹管的喷嘴高速喷出，同时引射数倍的周围气体吹入各条滤袋，引起滤袋的膨胀和抖动，使附着在外壁上的粉尘从滤料上剥离，实现滤袋的清灰。如图1和图2所示。

2.2 低压脉冲旋转喷吹清灰系统的结构及清灰过程

低压脉冲旋转喷吹清灰系统的结构比较复杂，主要有大尺寸脉冲阀、储气罐、旋转喷吹装置、动力组组成。花板孔为椭圆形且呈同心圆布置，滤袋、袋笼也为椭圆形。低压脉冲旋转喷吹以滤袋束为单元设置旋转喷吹装置，旋转喷吹装置一般有3～4个喷吹臂，以滤袋束的中心旋转，每个喷吹臂上设置若干喷嘴，对应每圈滤袋。清灰时，喷吹臂在旋转，脉冲阀急速开启，将储气罐内大量的压缩空气吹入各条滤袋，引起滤袋的膨胀和抖动，使附着在外壁上的粉尘从滤料上剥离，实现滤袋的清灰。如图3和图4所示。

3 低压脉冲固定行喷吹与低压脉冲旋转喷吹的比较

3.1 花板结构

低压脉冲固定行喷吹方式的花板孔为圆形且呈方阵规则布置，制作较简单，采用分块制作，现场安装时再拼装成一个单元；花板在安装时需控制平面度、间距和花板孔的直线度，安装容易。

低压脉冲旋转喷吹方式的花板孔为椭圆形且呈同心圆布置，也采用分块制作，现场安装时再拼装成一个单元，除需控制平面度外，重点是要找正同心度，同心度的找正相对来说比较复杂，对制作和安装提出了更高的要求。如图5所示。

3.2 清灰系统的结构

低压脉冲固定行喷吹清灰系统的结构简单，在制作时，除了安装脉冲阀的面需精加工外，其余均靠焊接制作即可，主要控制脉冲阀与脉冲阀之间的间距、喷嘴与喷嘴之间的间距；清灰系统的安装也较容易，除气箱需起吊工具吊装外，喷吹管人工即能抬起，安装时需控制喷嘴与滤袋垂直对中度。

低压脉冲旋转喷吹清灰系统的结构较复杂，零部件较多，除了脉冲阀、储气罐、动力组外，旋转喷吹装置就包括进气管、齿轮箱、大齿轮、传动支座、中间管、底部管、喷吹臂、轴承座等。清灰系统的制作和安装都比较复杂，除了需焊接制作外，各零部件的安装面都是精加工面；在安装时大部分零部件都需起吊工具吊装，且需控制喷口旋转形成的水平面、各喷口与滤袋的同心度和对中度、旋转喷吹装置的水平度和垂直度，并且需保证旋转阻力最小，因此清灰系统安装的好坏影响到整个滤袋束单元。

3.3 更换滤袋、袋笼

由于低压脉冲固定行喷吹的滤袋正上方都安装有喷吹管，当需要更换滤袋、袋笼时，必须先拆除喷吹管，并在更换完后复位，工作量大，更换滤袋、袋笼不方便。

低压脉冲旋转喷吹的旋转臂可以自由地转动，更换滤袋、袋笼时只需把挡住滤袋和袋笼的旋转臂转开，就可以方便的把袋笼和滤袋取出和装入。

3.4 清灰压力、清灰气源和使用寿命

低压脉冲固定行喷吹方式喷吹定位准确，清灰压力为0.2～0.4 MPa，清灰力强，清灰较彻底；清灰气源采用空压机产生的压缩空气，品质要求比较高，需保证气体干燥，无油水，以免造成糊袋现象。

低压脉冲旋转喷吹的清灰压力为0.085～0.1 MPa，对滤袋的损伤小，相对于低压脉冲固定行喷吹降低了能耗而且可以延长滤袋寿命，据国外资料介绍可以延长20%～40%；清灰气源采用萝茨风机供气，出口温度可达100 ℃以上，可避免结露现象。低压脉冲旋转喷吹采用低压、大流量、模糊脉冲清灰方式，压缩空气有时不能完全喷入滤袋内部，清灰不彻底，若安装误差较大，储气罐容量设计不足，则极易造成除尘器的阻力过大。

3.5 占地面积

这两种清灰方式的除尘器箱体的结构、烟气的进气方式都可以设计成相似结构，但低压脉冲固定行喷吹方式的花板孔为圆形且呈方阵规则布置，间距较大。

低压脉冲旋转喷吹除尘器的滤袋按同心圆布置，滤袋为椭圆形，布置紧凑，占地面积比低压脉冲固定行喷吹方式的除尘器减少20%，造价低，但花板四个角落闲置，未能有效地利用。

3.6 需要的脉冲阀的数量及清灰系统的故障率

低压脉冲固定行喷吹方式采用小口径脉冲阀（如2.5 ″、3 ″、

4 ″），每个脉冲阀一般可以喷吹14～18条滤袋，因此需要的脉冲阀较多，脉冲阀的故障点就比较多，不利于运行维护管理，但若个别脉冲阀出现故障时对除尘器整体的运行性能影响不大，而且清灰系统没有运转部件，运行稳定可靠。

低压脉冲旋转喷吹采用大型脉冲阀（如8 ″、10 ″、12 ″、

14 ″），每个脉冲阀可以喷吹多达1 000条滤袋，一台200 MW机组的除尘器脉冲阀数量仅为8个，而脉冲固定行喷吹方式需要440个，相差近50倍，因此需要的脉冲阀数量极少，脉冲阀的故障点比较少，运行维护工作量小；但由于一套清灰系统控制一个滤袋束单元，且一直在做旋转运动（转速约1转/min），脉冲阀和动力组是否正常运行，旋转阻力是否过大等都将影响清灰系统的工作，对除尘器整体的运行性能影响较大，另外旋转喷吹装置经过长时间的运转会造成一定的磨损，影响清灰，需定时维护。

4 工程案例

低压脉冲固定行喷吹袋式除尘器是国内燃煤电厂使用较多的产品，工程案例较多；低压脉冲旋转喷吹袋式除尘器由于其独特的性能优势，也逐步得到越来越广泛的运用。如江西某电厂330 MW机组配套的低压脉冲旋转喷吹袋式除尘器，采用了烟气从除尘器的中间进气后分配到左右两侧各除尘分室的进气方式，共设有12个除尘分室（即滤袋束单元），每个分室按同心圆布置960条滤袋，设置1个12 ″的大型脉冲阀，清灰压力0.085 MPa。该除尘器从2008年底运行至今，运行良好，各项指标均在设计范围内，未出现过大的故障。

5 结 语

随着国家对大气污染物排放标准提出越来越高的要求，为了达到“超净排放”，传统电除尘器已经不能适应新形势下环境保护工作的要求，袋式除尘结构运用于燃煤电厂和其他工业领域的范围必定越来越广，作为保证袋式除尘器稳定运行的清灰技术也必将得到进一步的发展，如低压脉冲旋转喷吹方式结合在水泥行业运用较广的气箱脉冲的优势进行改进，都可以作进一步的探讨。

本文比较分析了低压脉冲固定行喷吹方式和低压脉冲旋转喷吹方式各自的特点，为今后燃煤电厂或其他工业领域袋式除尘器选择合适的清灰方式提供了参考。

参考文献：

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