焦化炉地面站脉冲式布袋除尘器的研究

焦化炉地面站脉冲式布袋除尘器的研究

王娜娜

山东钢铁股份有限公司莱芜分公司焦化厂山东莱芜271104

摘要：地面除尘站是焦化行业降低环境污染改善生产环境的重要设施，但地面除尘站起到降尘作用的关键设备是布袋除尘器。本文针对企业生产中脉冲布袋除尘器常见问题展开研究与分析，提出脉冲式布袋除尘器除尘效果的优化方案，为布袋除尘器的应用提供借鉴。

关键词：脉冲；布袋除尘器；优化；脉冲阀

0引言

随着国家对环境保护要求的提高，环境除尘浓度已经提高到30mg/m3，由于电除尘设备耗电量较大，具有操控性好、节能环保的脉冲式布袋除尘器成为当前环境保护的首选除尘设备。

1脉冲式布袋除尘器的结构和工作原理

脉冲式布袋除尘器主要由上箱体、中箱体（内部安装滤袋和骨架）、灰斗、清灰机构、卸灰装置、控制系统等组成。含尘气体从中箱体的下部进入，经导流板均匀上升到达滤袋，大颗粒粉尘经碰撞先落入灰斗，粉尘被阻挡在滤袋外表面，干净气体进入袋内经过袋口和上箱体，由出风管排出。随着滤袋外表面的粉尘不断增加，设备阻力达到设定值时压差监控系统发出信号，清灰机构开始工作，压缩空气从脉冲阀喷出，经喷吹管和喷嘴射向滤袋，滤袋瞬时膨胀、振动，使表面的粉尘脱出、落入灰斗，由卸灰阀排出。也可采用定时清灰或手动清灰。脉冲袋式除尘器的各仓室依次进行清灰，完成清灰的仓室随即恢复除尘状态。

2脉冲式布袋除尘器运行中的注意事项及存在的主要问题

2.1布袋除尘器运行时的注意事项

1）通过烟尘检测表计在线数值，要经常地、细致地注意滤袋的运行工作状况，判断布袋是否有泄漏。

2）在机组启动期间，烟气温度不高于酸露点10℃以上以及锅炉的燃烧油阶段一定不要使烟气通过滤袋，这时应开启旁路挡板门，关闭进出口挡板。

3）如果烟气温度高于160℃，应立即切换至旁路以保护滤袋。在高于160℃条件下运行，将会降低布袋的寿命。

4）布袋除尘器灰斗内的积灰不能过多，太多容易将布袋掩埋，造成布袋压差升高，同时增加了引风机的处理。必须要保证输灰系统正常运行。

2.2脉冲式布袋除尘器运行中存在的主要问题

脉冲式布袋除尘器存在故障类型包括如下几种：其一，脉冲阀膜片的损坏，导致压缩空气的泄露，气源压力下降，使除尘系统运行不够稳定；其二，布袋磨破，其出现的部位主要是在布袋口往下200mm处，以布袋下端磨损较为严重；其三，阀门、管道磨损迅速，尤其是管道拐弯以及弯管与直管相连接的部分容易出现破损，稳定运行的周期较短；其四，压缩空气品质较低，存在含油量大、湿度大等问题，造成仪表正常使用受损，滤袋糊袋现象。

3脉冲式布袋除尘效果优化策略

针对上述问题，作者结合具体的工作实践，提出以下措施对脉冲式布袋除尘器进行优化。

3.1除尘辅助设备的优化

3.1.1脉冲阀保温

由于冬季气温较低，脉冲阀门的橡胶膜片容易变脆，在喷吹的过程中容易出现裂开的问题，导致压缩空气泄漏，影响除尘器的除尘效果。因此，保证橡胶膜片的长时间稳定运行对于确保除尘器的除尘效果具有重要作用。因此，在冬天可以对除尘器的顶部气包和脉冲阀进行保温。

3.1.2收尘管补强

当粉尘介质的强度越大时，对管道的摩擦力也越大，尤其在管道的弯头部分尤为明显，容易导致管路破损漏风，使实际除尘风量减小，直接影响除尘效果。因此，在运行中除对密封件检修门、采样孔、脉冲阀接头、压力仪表作日常维护外，还需对收尘管道作补强处理，可采用碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）、增韧三氧化二铝（Al2O3/ZrO2）等耐磨材料对既有管道进行包瓦处理。

3.1.3提高压缩风品质

空压机供送的压缩风通常掺杂有少量水份及油渍，若不加以处理，将导致滤袋堵塞、糊袋现象，引起滤袋局部固有阻力的增加，整条滤袋透气的均匀性发生改变，这不仅会引起除尘器运行阻力的增加，还会改变烟气的过滤路径，增加未曾堵塞的滤袋部位的过滤负荷，加剧了滤袋状况的恶化。因此压缩风应进行过滤处理，可在空压机出口增加一套气水分离器，利用分离器的离心与集流、重力与碰撞原理，去除压缩空气中的液体态水雾。

3.2进风分布的优化

袋式除尘器进风方式可分为下进风、水平进风、上进风三种方式，以前者较为普遍使用。下进风方式的含尘气体从箱体下部或者灰斗部分进入除尘器后，由于流通面积突然增大，必然产生紊流现象，气流在灰斗内形成一段明显的射流，并延续到灰斗后壁形成上、下两股气流，上升的气流携带粉尘直接冲刷滤袋导致滤袋磨损，下降的气流在灰斗底部形成回流，导致二次扬尘，不利于粉尘的收集。因此如何合理的分布气体流场是保证滤袋使用寿命的关键因素之一。如果在进风管出口端设置挡板或者导流板，可使气流缓速与均匀分布，大幅度降低烟尘对滤袋冲刷带来的影响。

3.3卸灰系统的优化

脉冲袋式除尘器通常情况下采用螺旋输送机或分格轮下料器卸灰，但是两者存在故障率高，检修拆卸困难，运行费用较高等缺点。因此需要对卸灰系统进行改造。

3.3.1集灰斗的改造

对于采用螺旋输送机卸灰的集灰斗，在锥口长度方面进行收口，锥度略大于烟尘介质的安息角，一般取值40°～60°，将集灰斗改造成两个或两个以上锥口边等长的锥斗仓。

3.3.2卸灰设备的改造

采用翻板阀替代螺旋输送机及分格轮。翻板阀是重锤翻板锁气卸灰阀的简称，其原理是根据杠杆原理利用下落到翻板上物料的自重与重锤的平衡关系，使翻板与下料管斜口始终保持适当间隙，既满足物料的连续下料又使翻板与下料管斜口间始终充满物料，从而达到避免漏风的目的。其具有成本低廉、无须动力、故障率低、运行可靠的优点，只要选用合适的翻板阀，完全能够替代原有设备。

3.3.3技术经济效果

应用卸灰系统新工艺与原系统相比，机械运转设备少、设备维护量小、可靠性高、故障率低、投资成本。若设备每年运转率按80%计，电价以0.59元/千瓦时计，则改造后每台除尘器可节约电费约12404元/年。

3.4除尘系统的整体优化

收尘气体含尘浓度的大小，直接影响到滤袋的阻力和使用寿命。滤袋表面吸附的粉尘越厚，其阻力就越大，滤袋的使用寿命影响也越大；另一方面为了及时清除滤袋上的粉尘层，需要增大喷吹压力和加大喷吹频率，这必将增大对滤袋的冲击，从而加快滤袋受磨、折损速度。因此对于含尘浓度较大，粒径大于5μm的粉尘，可考虑在布袋除尘器收尘进口前增加一套旋风除尘系统，作为收尘前的预处理设备，除尘效率可达50%～85%，布袋除尘器再作为二次处理设备。通过结构整体优化，不但降低了布袋除尘器对压缩空气的压力需求，还降低了滤袋的工作负荷，延长滤袋的使用寿命，在一定程度上降低运行维护成本，同时整体提高了除尘设备的除尘效果。

4结束语

脉冲袋式除尘器应用广泛，目前已经成为高效除尘设备的主流。通过对脉冲式布袋除尘器进行优化与结构改进，从而降低设备的的故障率及运行维护成本，提高设备的除尘效果，对脉冲式除尘器的应用起到一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]黄旭，脉冲式布袋除尘器的研究与优化分析，中国科技博览，2013（38）

[2]倪万珀，布袋除尘及气力输送系统的运行优化，石油化工应用，2011（12）

[3]闫现芳，浅谈布袋除尘器的应用，能源与节能，2011（5）

[4]刘银，脉冲袋式除尘器运行及故障处理，科技与生活，2012（22）