布袋除塵器技術現狀與前景
摘要：針對我國煙塵排放標準日趨嚴格的現狀，在介紹除塵器應用現狀的基礎上，分析了布袋除塵器的發展前景。結合75、670 t/h鍋爐應用實例，對布袋除塵器與靜電除塵器進行了技術經濟比較，建議有條件的火電廠鍋爐應采用布袋除塵，以提高除塵效率，減少煙塵排收濃度，改善大氣環境質量。
關鍵詞：除塵器，袋式除塵器；靜電除塵器；除塵效率。
0 前言
我國的能源結構中以燃煤為主，我國是世界上最大的煤炭消費國，每年都有大量的煙塵排放，環境污染嚴重。因此環保要求也日趨嚴格，國家已經對煙塵及S02的排放提出更加嚴格的要求。《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)規定：自2004年1月1日起，通過建設項目環境影響報告書審批的新建、擴建、改建火電廠建設項目，煙塵最高允許排放質量濃度為50mg/m3。對于新標準，目前使用的靜電除塵器即使由四電場改為五電場、六電場也很難滿足上述要求。與此同時，為減少S02排放，許多電廠將燃用低硫煤或采取相應的脫硫設施，從而導致靜電除塵器的除塵效率下降，尤其是燃用煤中硅、鋁含量超過85% 的電廠，采用靜電除塵器處理的煙塵排放質量濃度已遠遠達不到國家環保要求。根據當前發展形勢，燃煤電廠除塵將優先選用除塵器，袋式除塵器，靜電除塵器改造為布袋除塵器已經勢在必行。
1 除塵器應用現狀
目前建設的火力發電廠中，高效除塵裝置的選擇以靜電除塵器和布袋除塵器為主。靜電除塵器在國內的應用較早，20世紀70年代就已經應用于火力發電廠，如吉林熱電廠、保定發電廠。經過多年的開發應用，靜電除塵器技術成熟，除塵效率較高，目前已被廣泛應用于電力、冶金、化工、建材等行業。國內已建600MW火電機組全部選用了高效靜電除塵器。
除塵器，袋式除塵器在美國、加拿大、澳大利亞及歐洲等地的一些火電廠被廣泛采用，燃煤鍋爐應用除塵器，袋式除塵器已是一項成熟的技術，最長已有30余年的歷史。除塵器，袋式除塵器在我國礦山、建材、食品、制藥、冶金、化工等行業已經成功應用多年，但在燃煤鍋爐上，直到2001在呼和浩特市豐泰發電廠才首次應用成功，發展到現在已有10余家公司的除塵器，袋式除塵器在全國不同地區的應用，如天津開發區5號熱源廠、張家港保稅區熱電廠、焦作發電廠；而且許多火電廠的靜電除塵器改造成了除塵器，袋式除塵器，如呼和浩特熱電廠、赤峰市富龍熱力股份有限公司熱電廠。
2 除塵器，袋式除塵器
2.1 原理
除塵器，袋式除塵器也稱為過濾式除塵器，是一種干式高效除塵器，它利用有機纖維或無機纖維編織物制作的袋式過濾元件將含塵氣體中固體顆粒物濾出的除塵設備，用于捕集非粘結性、非纖維性的工業粉塵。其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒(粒徑為1um或更小)則受氣體分子沖擊(布朗運動)不斷改變著運動方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。它的優點是除塵效率高且穩定，對于2um以上的粉塵，其效率可達99.9%以上，且造價較低，管理簡單、維修方便。因此，它在除塵裝置中，是一種除塵性能優異、能滿足當前《環境保護法》嚴格要求的、值得信賴的除塵設備。
2.2 分類
國家標準《除塵器，袋式除塵器分類及規格性能表示方法》(GB6719—97)對除塵器，袋式除塵器的分類作了明確的規定。根據清灰方法的不同，可分為機械振動類、分室反吹類、噴咀反吹類、脈沖噴吹類、機械回轉反吹類5種類型。脈沖噴吹式布袋除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調節，清灰效果好，是目前世界應用最為廣泛的除塵裝置。
2.3 性能的改進
以往國內燃煤鍋爐應用除塵器，袋式除塵器不成功，分析起來有以下幾方面的原因：(1)濾料選用不當；(2)沒能針對燃煤鍋爐煙氣是高溫酸性氣體的特性采取相應的技術保護措施，照搬除塵器，袋式除塵器在冶金、建材、化工等行業成功的運行經驗；(3)除塵器本身制造質量不好以及系統運行控制保護措施不當等原因。
現在這幾方面都已經取得了巨大進步： 首先除塵器，袋式除塵器在濾布的強度、耐高溫、耐腐、耐磨等方面都有很大的提高 。國外篩選出了適合于反吹類除塵器，袋式除塵器的專用濾料——玻璃纖維，以及適合于脈沖、反吹兩類除塵器，袋式除塵器的通用型濾料——聚笨硫醚(PPS)、聚酰亞胺(P84)、聚四氟乙烯(PTEE)。其中聚酰亞胺(P84)、聚四氟乙烯(PTFE)由于價格高昂使用者甚少，玻璃纖維由于只能用于反吹類(微壓清灰)除塵器，袋式除塵器，使用者也不多。只有聚苯硫醚(PPS)，性能較好，價格居中，通用性強，得到了廣泛應用。
其次，針對燃煤鍋爐煙氣是高溫酸性氣體的特性采取了相應的技術保護措施——煙氣過濾前處理工藝。通過大截面結構、氣流均布裝置、格柵形慣性分離器等裝置降低煙氣流速、去除大顆粒及帶火煙塵，用粉塵預涂工藝處理低溫煙氣，用煙氣緊急噴霧降溫工藝處理高溫煙氣。
第三，設備的制造、安裝水平已有明顯進步，普遍實現了工裝、模具化，專業隊伍的安裝水平也有較大提高；系統控制已實現自動化，采用PLC進行自動控制，對運行參數進行時實監控。
3 布袋除塵器與靜電除塵器技術經濟比較
3.1 靜電除塵器
(1)優點 除塵效率較高，可達99%以上；壓力損失小，本體阻力100～200 Pa；用的溫度范圍較廣(從露點到金屬的溫度極限)；如運行得當，需要的維護工作量少；技術成熟，應用廣泛。
(2)缺點 設備龐大，占地面積大；需要高壓直流電源系統，一次性投資費用高；鍋爐工況和負荷的變化等能影響其凈化效率，導致排放濃度不穩定；對煤種變化較敏感，除塵效率受飛灰電阻影響大；制造、安裝及運行管理水平要求高；在維修時一般需要設備停止運行。
3.2 除塵器，袋式除塵器
(1)優點 除塵效率很高，可達99.98% 以上，排出的粉塵濃度低，一般可低于50mg/m3，甚至可達10mg/m3；排出的濃度可不受粉塵的比電阻、濃度、粒度等性質的影響，鍋爐負荷的變化、煙氣量波動對除塵器，袋式除塵器出口排放濃度的影響不大；適應力強，能處理不同類型的顆粒物，特別對靜電除塵器不易捕集的高比電阻塵粒亦很有效；適應的質量濃度范 大，對煙氣流速的變化也具有一定的穩定性；結構和維護均較簡單，一般采用分室結構，并在設計中留有余地，使除塵器可輪換檢修，而不影響鍋爐的運行；袋式除 器的投資和運行費總計低于靜電除塵器。
(2)缺點 壓力損失大，本體阻力800～1500Pa；在國內大型機組的應用依賴進口。
3.3 主要經濟指標對比(見表1)
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4 除塵器，袋式除塵器應用前景
雖然我國在鍋爐上應用除塵器，袋式除塵器還不多，但是隨著我國經濟的持續穩健發展，燃煤鍋爐煙氣治理的除塵器，袋式除塵器產品必將迎來巨大的發展機遇。因為：
(1)對環境保護要求日趨嚴格，促使我國鍋爐使用除塵器，袋式除塵器。目前世界上一些工業發達國家在燃煤鍋爐除塵方面應用除塵器，袋式除塵器是相當多的。他們解決了除塵器，袋式除塵器用于鍋爐出現的一些問題，鍋爐應用除塵器，袋式除塵器成為一項成熟的技術而推廣。
(2)通過工程實踐，火力發電廠鍋爐尾部煙氣處理采用布袋除塵器是完全可行的，國外鍋爐上使用除塵器，袋式除塵器已是相當普遍了，濾袋使用壽命也很長，一般都超過2a，有的甚至達到6a以上。
(3)它除塵效率高，一次性投資省，設備占地小(相對于四電場以上靜電除塵器)，運行成本及排污收費低。尤其是近年來，由于制造技術的發展，濾袋的腐蝕、磨損等問題都得到了有效地解決，為除塵器，袋式除塵器的應用提供了有力保證。
(4)由于除塵器的運行、故障及異常診斷均采用自動化監控管理，使其操作管理較簡便。
所以，在燃煤鍋爐上應用除塵器，袋式除塵器來凈化煙氣，在技術上是成熟的，在經濟上是可行的。我們相信，只要針對鍋爐煙氣的具體條件采用適應的設備部件、運行方法和設計，對除塵器的制造質量嚴格要求，加強日常的維護管理，鍋爐應用除塵器，袋式除塵器肯定能取得良好效果。
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