工业锅炉除尘设备的选择和使用

李兴军

吉林市特种设备检验中心

工业锅炉除尘设备的选择和使用

李兴军

吉林市特种设备检验中心

在选择工业锅炉除尘器时，必须进行综合分析，并根据具体情况，因地制宜，因炉制宜，因煤制宜，合理选用各种装置。

工业锅炉；除尘设备；选用

燃料在锅炉中燃烧除了会产生大量的热量给工质加热，还会产生大量的烟气，烟气是固态物质和气态物质的混合物。气态物质主要包括一氧化炭、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等；固态物质指的就是烟尘。由于烟尘的存在，锅炉排烟呈现灰色甚至黑色。根据国家“大气污染防治行动计划”的有关要求，为了生态环境的保护，必须使工业燃煤锅炉的烟气排放达到合格的标准，因此锅炉除尘设备的选用显的十分重要。

一、锅炉烟尘的危害

烟尘中的有害成份主要有浮尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体。其含量多少与燃料性质等因素有关。不同的有害物质带来的危害也不同，现简述如下：

浮尘指烟尘中尘粒直径小于10微米的碳粒和灰粒。如果人体吸入浮尘，会粘附在人的鼻腔、气管粘膜及肺部，引起各种呼吸系统疾病。浮尘还可能较长时间漂浮在大气中，减弱太阳光照程度，影响农作物生长，并且会污染机电和纺织等工业设备，引发设备运行故障。

一氧化碳是大气中分布最广和数量最多的污染物，是锅炉燃料的不完全燃烧生成的主要污染物之一。当一氧化碳在空气中的浓度达到一定比例时会引起人体吸入中毒，暴露在一氧化碳中可能严重损害心血管和中枢神经系统，会有后遗症。

二氧化硫是锅炉燃料中可燃物之一的硫在燃烧过程中产生的无色有臭味的气体。人体吸入后，会受到强烈刺激作用而引起呼吸系统疾病。气态的二氧化硫易和水蒸汽发生反应导致环境酸化，同时会腐蚀锅炉的烟管、管板、烟道和引风机等金属材料。

氮氧化物指燃料燃烧时由于处于高温条件，由氧和氮发生化学反应产生的一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物。其毒性显著，直接损坏眼鼻喉的粘膜，长期吸入可导致肺部结构改变。

二、除尘设备的分类

要消除烟，应从改进燃烧着手，要消除尘，应从改变烟气流速和采用有效的除尘设备着手。按除尘设备的作用机理，可分为四大类型：机械除尘器（包括重力除尘器、惯力除尘器、离心力除尘器）、电力除尘器、过滤除尘器、洗涤除尘器等，目前在工业锅炉上最常用的是离心力除尘器。其制造安装费用和运转管理费用均适中，能分离5-50微米的尘。

三、离心力除尘器

这种除尘设备的原理来自烟尘旋转产生的离心力，所以又叫旋风筒除尘器，含尘烟气在旋风除尘器内高速地沿内壁旋转，并逐渐沿筒壁以螺旋线性运动下降，由于高速旋转所产生的离心力的作用，把烟尘甩在筒体的内壁，积聚在壁面上的烟尘由于本身重力作用逐渐下降到除尘器的底部，并经冷灰斗排出。净化后的烟气从除尘器中间的芯管向外排放。目前锅炉常用的旋风分离器有以下几种：

1、XZZ型直锥形旋风分离器

XZZ型直锥形旋风分离器具有较长段的筒体和较短的锥体，筒体上设有灰尘旁路以作为上灰环。在锥体上部有反射屏，以防止灰尘的二次飞扬。净化气体出口芯管上连接有出口蜗壳以减少能量。其适用于蒸发量小于10t/h的锅炉，烟气阻力约为400-700Pa,效率约在90%以上。

2、SG型三角形进口旋风除尘器

SG型三角形进口旋风除尘器是一种采用三角形烟气进口、头部采用精确的对数螺旋线结构、内部涂有耐磨涂料的除尘器。这种除尘器上装有贮灰斗和水封冲灰器，其除尘效率约为90%。

3、XS型双级旋风除尘器

XS型双级旋风除尘器是由大旋风和小旋风两个分离器组合而成，大小旋风分离器均设置灰斗，净化气流从大旋风分离器筒体下部引出。下排烟的结构可以缩短除尘器到引风机烟管的距离。这种除尘器配用在蒸发量1-4t/h的锅炉上，除尘效率92%。

4、XZD型锥形底板旋风除尘器和XND蜗壳扭底板旋风除尘器

XZD型旋风除尘器的主筒体采用平顶板和锥形底板，它可以立式安装也可以卧式安装。卧式安装时，除尘器的下灰锥体做成牛角状，所以又称为“牛角型除尘器”，其除尘效率为94%，适用在1、2、4吨t/h及更大蒸发量的锅炉上。

5、CMMC型组合式旋风除尘器多管式

CMMC型组合式旋风除尘器多管式是由多个旋风筒组合而成，采用轴向进风，含尘气体经旋风子强制旋转达到气、尘分离的目的。由于除尘器旋风子可以任意组合，所以它能适用不同容量的锅炉。

四、洗涤除尘器

洗涤除尘器以水为介质，所以属于湿式除尘，利用水网水膜水滴捕集烟尘，达到烟气净化的目的。该种除尘器结构相对简单、投资比较少、除尘效率高，对于难于处理的烟尘则会堵塞烟道和风机叶轮，另外耗水量较大且需要进行污水处理。

五、袋式除尘器

袋式除尘器又称过滤式除尘器。国外动力锅炉上袋式除尘器和电气除尘器并列为实用的除尘装置，袋式除尘器比电气除尘器有更高的除尘效率（可达99%以上）。随着化学工业的发展，滤袋材料性能和价格将更有利于滤袋除尘器的竞争力。近年来我国在电站锅炉和大容量工业锅炉中已逐步采用袋式除尘器。

袋式除尘器的各类虽多，但其过滤方式只有两种：一种是外滤式，含尘气体从滤袋外向内流动，粉尘被阻留在外表；另一种是内滤式，其含尘气体流向与前者相反，粉尘被阻留在滤袋内表面。袋式除尘器按其清灰方法可分为简易清灰袋式除尘器、机械振打反吹风袋式除尘器和脉冲袋式除尘器等。

六、结语

各种除尘器都有其特点和适用范围，不同炉型、蒸发量和燃烧方式的锅炉都有相应的一种或几种可供选择的除尘器；除尘器的除尘效率必须高于根据锅炉排放浓度计算出来的所需最低除尘效率，以达到国家规定的烟尘排放标准；力求结构简单、投资少、占地面积小，安装使用方便，除尘效果好。