张建华
(河钢集团宣钢公司环保中心,河北 张家口 075100)
根据设备工作原理的不同,除尘器分过滤、洗涤、重力、惯性、离心、静电几类。脉冲袋式除尘器是一种使用广泛的过滤式除尘器。其工作原理是:含尘烟气经过箱体滤袋室,气体滤过袋体排出,粉尘则被过滤阻留附着于滤袋表面。当滤袋上粉尘附着积累到一定程度,内外压差变大达到系统设定值时(也可设定时间或手动操作),PLC控制系统发出信号指令,提升阀切断袋室内过滤气流,脉冲电磁阀打开,气包内的压缩空气急速反向喷射入滤袋内,滤袋瞬时鼓胀并强烈抖动,将袋表积附的粉尘抖落入灰斗,后经输灰系统运走。清灰后系统压差逐渐变小,当降至设定值时,PLC系统再次发出信号终止清灰。清灰操作可按一定的时间间隔分室进行[2]。
处理烟气量大,净化效率高,可达99%以上;适应能力强,使用不同类型的滤料可净化处理不同类型的烟气;采用脉冲阀组,运行稳定;采用PLC(可编程控制器),自动化控制,执行定阻或定时自动喷吹清灰,操作简单,性能可靠;可分室停风停滤方便换袋维修而不影响主风机运行。
包括箱体(滤袋室、净气室)及花板、滤袋、袋笼、脉冲喷吹系统、灰斗、输灰系统、电控系统等。脉冲袋式除尘器的关键性能集中体现在滤料、脉冲喷吹系统和自动控制程序技术上。
(1)箱体及花板。箱体分为滤袋室(下箱体)和净气室(上箱体)两部分,上下两室由花板隔开。花板上均匀开有数个相同大小的圆孔用于悬挂安装滤袋。花板孔的圆度、平整度会直接影响布袋的安装效果。滤袋安装要求严密、牢固不松脱并方便拆卸。花板圆孔通常由激光切割加工,以保证孔位、孔径、平面度等精度要求。
(2)灰斗。除尘箱体下面的灰斗用来收集脉冲喷吹时从滤袋上掉落的粉尘。通常灰斗安装有料位计和高位报警装置,灰斗内的积灰一般不得超过灰斗容积的2/3。
(3)滤袋。是脉冲袋式除尘器的关键部件,滤料性能和质量的优劣直接影响除尘效果和布袋寿命。滤料根据处理的烟气温度、烟气成份、粉尘性质及工况条件有针对性地选取。有的除尘器将原有普通滤料改换为覆膜滤料等优质滤料后,在不改造其它设备的情况下,即可取得明显效果。为了降低携带着粉尘颗粒物的高速烟气流对滤袋的冲刷磨损,一般在烟气进口处设置预除尘设施,同时注意控制限定滤室入口风速。
(4)袋笼。用于支撑滤袋,起到骨架作用。其设计和安装质量直接关系着滤袋使用寿命。通常其特点为:袋笼口为法兰式防护结构,避免高速烟气冲刷滤袋口;表面采用防腐耐磨工艺;采用卡环分节联接等方式,方便检修拆卸操作。
(5)脉冲喷吹系统。包括控制阀、脉冲电磁阀、提升阀、喷吹管和气包等。①脉冲阀。脉冲阀一端连气包,另一端连喷吹管。随着控制仪发出信号,脉冲阀打开,压缩气体从气包放出经喷吹管喷嘴射入滤袋内,清除积灰,其性能直接影响喷吹除尘效果。②提升阀。作用是在喷吹清灰前,切断过滤室的气流,停止该滤室的过滤。提升阀由阀板、气缸、电磁阀组成。
(6)控制系统。由PLC控制仪、压力表、压差仪、料位仪、测温仪等组成。清灰程序的执行由PLC系统进行控制,合理的PLC自动控制程序应针对具体工况条件设定,符合清灰要求,按预设程序自动运行,可使滤袋在运行周期中维持较低的系统阻力和阻力波动,有利于延长滤袋寿命,节省能耗。通常设置压差清灰方式,即压差达到PLC设定阻力值时,通过传感器驱动自动清灰程序,并视负荷大小自动切换快慢清灰模式。有的除尘器将清灰控制程序设定为压差和时间双项控制,使系统操作运行更趋合理,延长了滤袋、脉冲阀等部件的使用寿命。
(1)布袋安装时喷嘴与滤袋口要对正,防止偏离中心影响清灰效率还易吹破滤袋。安装时,要避免划伤滤袋;各滤袋的接缝应尽量避开进风口方向;袋口的弹簧胀圈与花板口的连接要紧密无缝隙。检修作业时需避免电焊火花溅到袋体上。
(2)在拆装更换布袋时还要细查袋笼,及时校正有变形的骨架,补焊断裂部位,打磨尖锐毛刺。
(3)当发生有大批量滤袋破损、开裂等现象,要及时分析是滤袋本身选型或质量问题还是工况原因造成的并更换掉全部布袋。
(4)对灰斗和滤袋不可过度清灰,在允许范围内尽可能延长清灰周期。清灰后滤袋表面应保留少许细粉尘初层用于提高净化效率。灰斗内卸灰口以上应保留少量的积灰用作防漏密封。
(5)生产设备停机后,除尘风机要延时5min~10min再停风,以排空箱内残余烟气,防止潮气致滤袋受潮;期间开启脉冲阀喷吹清灰,把布袋吹干净。长时间停机时,要把灰斗的积灰卸净。
(6)严密监控清灰喷吹气体压力,及时调节。一般情况下,喷吹的工作压力保持在0.2MPa~0.4MPa范围内。
(7)各灰斗内的积灰量不得超出高料位,高料位报警时要及时采取措施卸灰。
(8)控制滤室压差在正常范围内。滤室压差异常往往意味着出现了滤袋泄漏、堵塞、阀体失灵或灰斗积灰严重等问题。为保护滤袋,每个滤室的压差一般不得超过2KPa(正常运行压差控制在0.6KPa~1.5KPa为宜)。
(9)调试好的设备及设定好的工艺参数不得随意改动。若确需改动,要由所属单位技术专人负责操作。
(1)滤袋出现糊袋现象。若不能及时有效清除粘附于滤袋上的粉尘,粉尘在袋表堆积粘附过多完全将滤孔堵塞并难以清除会形成糊袋,进而造成运行阻力大增。主要原因及防治措施如下:①清灰持续时间过短或清灰间隔周期太长。措施:适当延长清灰持续时间,缩短清灰间隔周期,更彻底清灰,控制好运行阻力。②烟气有结露现象。当烟尘湿度大时,若运行中烟气温度冷却降至露点以下,易在袋体上结露,使粉尘受潮板结在布袋表面,喷吹高压空气也难以清除。措施:控制烟气温度不低于露点,做好管道、箱体的外保温;生产设备停止后,除尘风机还要继续运转一段时间再停机,把箱体内的残余气体排净,避免结露。③压缩空气脱水处理不净,含较多水汽,接触滤袋使滤袋受潮,滤灰板结。措施:处理通入脉冲阀分气包的压缩气体的干燥脱水问题,气包及管道做好保温;经常打开气包及管路上的排污阀排放积水及油污[3]。
(2)阻力异常上升。运行阻力高出正常允许范围会加大运行负荷,增加能耗,并易使滤袋破损和箱体开裂或变形。常见原因有以下方面:①滤料孔堵塞。措施:检查滤袋,清理堵塞物或更换滤袋,控制烟气湿度及温度。②脉冲阀动作不到位或漏风。措施:调整修复或更换脉冲阀。③喷吹管喷气孔堵塞。措施:清理堵塞物,疏通管道。④清灰时长设定不妥。措施:调整定时器,适当延长清灰持续时间,增加清灰频次。⑤灰斗内的积灰长时间处于高位及以上。措施:启动卸灰系统将积灰卸走,如卸灰阻塞不畅要及时疏通,必要时手动清理。⑥进风量过大。措施:减少进风量,控制进口风速。⑦压缩气体压力不足。措施:提高进气压力,保证压力正常供给。
(3)阻力异常下降。主要原因是有滤袋开裂破损或脱落。措施:更换破损的滤袋,或重新安装布袋,上部卡口要安装紧密牢固,并及时将掉入箱内的布袋取出防止堵塞卸灰口。
(4)电磁脉冲阀漏气。脉冲阀发生漏气可引起分气包气压下降,脉冲阀无法正常开启,不能实现有效喷吹。漏气的常见原因有以下方面:①电磁脉冲阀的膜片有砂眼或损坏。措施:拆检脉冲阀,更换损坏的膜片。②膜片的出气口端面与垫片间有尘粒、锈渣等异物,致使密封不严。措施:拆开脉冲阀,清除异物,重新密封。
(5)烟气排放粉尘浓度高。可能原因有:①滤袋破漏或脱落缺失。含灰尘颗粒的烟气高速冲刷、袋笼变形使滤袋相互摩擦、袋笼骨架铁丝断裂划伤、烟气温度高于滤袋允许使用温度、布袋过度清灰、布袋安装不牢等都会造成滤袋破损或脱落缺失。措施:更换破损或缺失的布袋,排查消除布袋受损的原因。②箱体或除尘管道破损漏风。措施:检查处理破损漏风点。
随着除尘技术的不断进步,特别是滤料材质的优化改进和新型滤料的发明,除尘布袋性能和使用寿命得到显著提高,脉冲袋式除尘器市场会越来越广阔,因此全面掌握除尘设备维护知识,做好技术维护保养,对于保障除尘效果,保护环境,节能降耗,精细服务工业生产,具有重要意义。