锅炉脉冲除尘器脉冲喷吹清灰方式及气流分布影响程度
为了防止大颗粒物粉尘在入口烟道内的沉积,一般在锅炉脉冲除尘器的入口烟道中的气流速度都要大于l0m/s,而在除尘器内部却只有0.5~2m/s,因此,如果不采取必要的气流分配措施,气流将会比较紊乱,在除尘器内部的分配将极不均匀,过滤风速和间隙速度大大超过设计值,气流的停留时间短,达不到过滤的效果,同时会使滤袋晃动剧烈,有可能出现破袋等一些危险事故,因此,在袋式除尘器的入口烟道设置气流分布装置是十分必要的。为保证气流均匀地分配给各个滤袋,气流分配室应该有足够的空间,净空高不应小于1m-1.2m,且气流分配室进口气流速度一般取为1.5~2.Om/s。
在袋式除尘器入口布置的烟气分配器有很多种形式。在侧进风方式中,烟道分配器的主要作用就是使含尘气流进入箱体,经导流板,气流转向,由上向下或侧下方向流向滤袋,与从滤袋上掉落的粉尘沉降方向一致,形成“顺流”,这样的气流设计有利于被清落的粉尘向灰斗沉降,基本清除箱体内扬尘,减少积灰的产生;同时,气流经过导流板,流速有所降低,且变得比较均匀,减轻了对滤袋的磨损,延长了滤袋的寿命。同样,在下进风方式中,主要也是起到一种整流作用,如在下进风入口处加设钝片使气流均匀分布;德国Lurgi公司采用的技术是在空气预热器排出的烟气通过风管后,在进入袋室之前先进入扩散器,在这扩散器中有气流均布板装置,使气流速度降低并均匀进入袋室;在设计脉冲袋式除尘器中,在下进风口布置了导流板,使气流经过导流板后分布导向过滤元件,使进入袋室的气流分布均衡;还有一些在侧进气入口处设置槽钢或者设置叶片向下45°倾斜的百页导流装置,侧进风方式烟气分配器中一种常用的挡板结构。不管是侧进风还是下进风,不管是什么形式的烟气分配器,目的都是一个,就是使进入除尘器的气流分布均匀,降低气流的速度,提高除尘的效果。
袋式除尘器在运行过程中,总是按照过滤一清灰一过滤的循环进行的,可见,要保证长期安全稳定经济运行,关键技术之一就是清灰技术。清灰方式同时也与除尘效率、压力损失、过滤风速及滤袋寿命等均有关系,特别是采用在线清灰时,对气流分布的影响较大。虽然滤料表面的积灰对过滤的效率有所提高,但这种提高是有一定限度的,超过了此限度阻力将急剧升高,反而会影响过滤的继续进行,因此必须及时将滤布表面的积灰清除,以保持袋式除尘器的低阻高效的运行。清灰方式大致可分为五大类:机械振动、逆气流反吹、气环反吹、振动和反吹并用以及脉冲喷吹。
在上述几种清灰方式中,以脉冲清灰方式最新,但也己经应用了四十多年。过去被广泛应用于中、小烟气量的场合(<3000 m³/h ),目前己被成功的应用于处理烟气量相当大的装置。由于实现了全自动清灰,净化效率达到99%,过滤负荷较高,滤袋磨损减轻,运行安全可靠,应用已越来越广泛;并且由于目前脉冲阀、联轴器等零部件质量的提高,使得目前设计的袋式除尘器很多还是偏向于使用脉冲喷吹清灰方式。
过滤材料作为袋式除尘器的“心脏”,它必须具有合适的孔隙,允许空气顺利通过而又要阻挡细小的粉尘进入滤布内部,以适合不同工况条件下使用。因为,细小颗粒的粉尘一旦进入滤布内部,就无法将其清除,造成滤布透气性能大大下降,除尘阻力增大,甚至滤袋无法继续使用。目前,市场上的滤料品种繁多,而且和袋式除尘器的除尘效率、压力损失、清灰方式以及使用寿命等均有很大的关系,因此,如何按照自身的需要选择一种恰当的滤料对袋式除尘器效果的好坏至关重要。袋式除尘器的系统运行阻力主要就是来自于滤袋自身产生的阻力,该滤袋的阻力影响着除尘器的整体阻力和运行能耗,影响着袋室内的压力场,也就影响着气流均匀性。当然,不同的滤料由不同的某种纤维制成或者不同的某几种纤维复合而成,并经过不同的处理,因此,它们的透气性等性能都是不同的,因此,对锅炉脉冲布袋除尘器的气流分布的影响程度也是不同的。
过滤风速(filtration velocity)是袋式除尘器处理气体能力的一个重要技术经济指标,同时过滤风速的大小也直接影响到过滤效率的高低和气流分配的均匀性。它的确定与清灰方式、清灰周期、粉尘特性、滤料特性、进口含尘浓度和设备阻力等因素有关,袋式除尘器的过滤风速一般设定在0.5^2.0m/min之间。对于表面透气性好,滤料阻力相对较低的滤料,
可以设定相对较高的过滤风速,从而在处理气体量一定的情况下,可以减少所需的过滤面积,使除尘器结构紧凑,减少了除尘器所占的面积和空间,同时也节省了材料的使用。对于常规滤料,有实验证明,过滤风速增大一倍,粉尘穿透率可能增加2倍甚至4倍以上,这极大的降低了过滤的效果。可见,为了通过改善袋式除尘器气流分配来提高除尘效率、保护滤袋,总希望过滤风速取的小一些;而从滤袋的初投资、空间利用来看,则又希望过滤风速取的尽可能大,可见这是一对矛盾,因此在袋式除尘器设计时必须综合考虑这两方面的因素,根据它的清灰方式、滤料特性、处理气体性质、粉尘特性等因素,选取最佳的过滤风速。一般粒度越小、密度越小、粘性越大的粉尘清灰就越困难,允许的过滤风速就越小;入口含尘浓度较高时,允许的过滤风速也应该低一些;当入口含尘浓度很高时,应设前级除尘器;一般处理高温烟气时的过滤风速应低于处理常温烟气时的过滤风速。
当然在设计袋式除尘器结构的时候,过滤风速是考虑的主要因素,但不幸的是,有时候过滤风速成了唯一考虑的一个速度,其实,另外一个速度,即在滤袋间的间隙速度(CanVeIOCIty,有时会是一个和过滤风速同样重要的因素。因为,如果间隙速度过大,那么沉积在滤袋外侧的粉尘有可能再一次进入到气流中,特别是对于细小粉尘或者密度比较小的粉尘时,更容易发生这种情况;而且,如果有粉尘重新回到气流中,那么也相当于增加了烟气的处理量,过滤阻力将急剧增高。一般情况下,间隙速度不能大于61m/min,除非预先进行一些实验测试后才可以对间隙速度增大一些。对于高浓度或者像岩石类粉尘等密度较大的粉尘,间隙速度可以达到76m/min。另外,锅炉布袋除尘器对于滤袋底部的水平流速和烟气在烟道内的流速也是十分重要的因素,滤袋底部风速过大则容易使滤袋底部破损。
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