摘要：目前國內(nèi)燃煤電廠袋式除塵器常用的清灰方式有低壓脈沖固定行噴吹和低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹，文章闡述了這兩種清灰系統(tǒng)的結構，并進行比較分析，為今后燃煤電廠袋式除塵器選擇合適的清灰方式提供參考。


1 概 述

在我國大多數(shù)城市中，粉塵是第一位的污染物，影響城市大氣質(zhì)量和能見度，造成陰霾天氣現(xiàn)象，并嚴重危害人體健康。近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，燃煤電力也得到了突飛猛進的發(fā)展，而有關資料顯示，燃煤電廠的粉塵排放占各個行業(yè)粉塵排放的首位。為了更有效地遏制污染物的排放，提高大氣質(zhì)量，適應新形勢下環(huán)境保護工作的要求，并縮小與發(fā)達國家的大氣環(huán)境質(zhì)量差距，國家對環(huán)境保護工作，特別是對火電廠大氣污染物排放控制提出了越來越高的要求，先后從2004年起執(zhí)行的≤50 mg/Nm3排放標準，修訂成2012年起執(zhí)行≤ 30 mg/Nm3排放標準。2014年9月12日，國家發(fā)改委、環(huán)保部和能源局共同發(fā)布《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》(發(fā)改能源[2014]2093號)，明確指出新建機組基本達到燃氣輪機組排放限值，即在基準含氧量6%的情況下，煙塵、SO2和NOx分別達到10、35和50 mg/m3。甚至，電力企業(yè)自我加壓，紛紛提出煙塵排放≤5 mg/Nm3的“超凈排放”要求。新標準和“超凈排放”的實施也對電力環(huán)保裝備的性能及質(zhì)量提出了新的要求。

目前，燃煤電廠主要的除塵設備有靜電除塵器、布袋除塵器、以及近幾年發(fā)展迅猛的電袋復合式除塵器。靜電除塵器的除塵效率由于受粉塵的特性等多種因素的影響，要達到長期高效、穩(wěn)定的除塵效率已經(jīng)難以實現(xiàn)，而且無法有效地控制PM10、PM2.5微細粒子的排放。而袋式除塵器對粉塵特性不敏感，且隨著近幾年袋式除塵器的結構、清灰技術和濾料技術的發(fā)展，再加上對濾袋影響較大的硫氧化物的控制，如低硫煤的使用、電廠脫硫技術的發(fā)展、CFB技術的推廣等，使袋式除塵器的運行更穩(wěn)定，除塵效率更高，而且還能控制排入大氣的微量金屬元素。而電袋復合式除塵器的核心之一是后級的袋式收塵結構。濾袋是袋式除塵器的“心臟”，而清灰技術是袋式除塵器長期穩(wěn)定運行的關鍵，本文主要對運用于燃煤電廠袋式除塵器的二種常用清灰方式———低壓脈沖固定行噴吹、低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹———進行比較分析，為今后燃煤電廠袋式除塵器選擇合適的清灰方式提供參考。

2 燃煤電廠袋式除塵器的清灰技術

袋式除塵器一般都由上部箱體(凈氣室)、中部箱體、下部箱體(灰斗)、清灰系統(tǒng)等部分組成，袋式除塵器箱體的結構、煙氣的進氣方式都很相似，而清灰系統(tǒng)是其主要區(qū)別，清灰方式的不同決定了清灰系統(tǒng)、花板以及濾袋和袋籠的結構型式的不同。目前國內(nèi)燃煤電廠袋式除塵技術多采用脈沖清灰技術，清灰方式有：低壓脈沖固定行噴吹、低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹。脈沖清灰技術主要依賴于反吹(脈沖)氣流的作用，將粉塵吹落和慣性力作用將柔性濾袋外壁的粉塵振落。

2.1 低壓脈沖固定行噴吹清灰系統(tǒng)的結構及清灰過程

低壓脈沖固定行噴吹的清灰系統(tǒng)主要由脈沖閥、氣箱、噴吹管組成?；ò蹇诪閳A形且呈方陣規(guī)則布置，濾袋、袋籠也為圓形。每排濾袋的正上方安裝一根噴吹管，一個脈沖閥控制一根噴吹管，一根噴吹管上設多個噴嘴，每個噴嘴對應一條濾袋。清灰時，脈沖閥急速開啟，氣箱內(nèi)的壓縮空氣通過噴吹管的噴嘴高速噴出，同時引射數(shù)倍的周圍氣體吹入各條濾袋，引起濾袋的膨脹和抖動，使附著在外壁上的粉塵從濾料上剝離，實現(xiàn)濾袋的清灰。如圖1和圖2所示。

2.2 低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹清灰系統(tǒng)的結構及清灰過程

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹清灰系統(tǒng)的結構比較復雜，主要有大尺寸脈沖閥、儲氣罐、旋轉(zhuǎn)噴吹裝置、動力組組成?；ò蹇诪闄E圓形且呈同心圓布置，濾袋、袋籠也為橢圓形。低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹以濾袋束為單元設置旋轉(zhuǎn)噴吹裝置，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置一般有3～4個噴吹臂，以濾袋束的中心旋轉(zhuǎn)，每個噴吹臂上設置若干噴嘴，對應每圈濾袋。清灰時，噴吹臂在旋轉(zhuǎn)，脈沖閥急速開啟，將儲氣罐內(nèi)大量的壓縮空氣吹入各條濾袋，引起濾袋的膨脹和抖動，使附著在外壁上的粉塵從濾料上剝離，實現(xiàn)濾袋的清灰。如圖3和圖4所示。

3 低壓脈沖固定行噴吹與低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹的比較

3.1 花板結構

低壓脈沖固定行噴吹方式的花板孔為圓形且呈方陣規(guī)則布置，制作較簡單，采用分塊制作，現(xiàn)場安裝時再拼裝成一個單元;花板在安裝時需控制平面度、間距和花板孔的直線度，安裝容易。

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹方式的花板孔為橢圓形且呈同心圓布置，也采用分塊制作，現(xiàn)場安裝時再拼裝成一個單元，除需控制平面度外，重點是要找正同心度，同心度的找正相對來說比較復雜，對制作和安裝提出了更高的要求。如圖5所示。

3.2 清灰系統(tǒng)的結構

低壓脈沖固定行噴吹清灰系統(tǒng)的結構簡單，在制作時，除了安裝脈沖閥的面需精加工外，其余均靠焊接制作即可，主要控制脈沖閥與脈沖閥之間的間距、噴嘴與噴嘴之間的間距;清灰系統(tǒng)的安裝也較容易，除氣箱需起吊工具吊裝外，噴吹管人工即能抬起，安裝時需控制噴嘴與濾袋垂直對中度。

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹清灰系統(tǒng)的結構較復雜，零部件較多，除了脈沖閥、儲氣罐、動力組外，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置就包括進氣管、齒輪箱、大齒輪、傳動支座、中間管、底部管、噴吹臂、軸承座等。清灰系統(tǒng)的制作和安裝都比較復雜，除了需焊接制作外，各零部件的安裝面都是精加工面;在安裝時大部分零部件都需起吊工具吊裝，且需控制噴口旋轉(zhuǎn)形成的水平面、各噴口與濾袋的同心度和對中度、旋轉(zhuǎn)噴吹裝置的水平度和垂直度，并且需保證旋轉(zhuǎn)阻力最小，因此清灰系統(tǒng)安裝的好壞影響到整個濾袋束單元。

3.3 更換濾袋、袋籠

由于低壓脈沖固定行噴吹的濾袋正上方都安裝有噴吹管，當需要更換濾袋、袋籠時，必須先拆除噴吹管，并在更換完后復位，工作量大，更換濾袋、袋籠不方便。

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹的旋轉(zhuǎn)臂可以自由地轉(zhuǎn)動，更換濾袋、袋籠時只需把擋住濾袋和袋籠的旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)開，就可以方便的把袋籠和濾袋取出和裝入。

3.4 清灰壓力、清灰氣源和使用壽命

低壓脈沖固定行噴吹方式噴吹定位準確，清灰壓力為0.2～0.4 MPa，清灰力強，清灰較徹底;清灰氣源采用空壓機產(chǎn)生的壓縮空氣，品質(zhì)要求比較高，需保證氣體干燥，無油水，以免造成糊袋現(xiàn)象。

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹的清灰壓力為0.085～0.1 MPa，對濾袋的損傷小，相對于低壓脈沖固定行噴吹降低了能耗而且可以延長濾袋壽命，據(jù)國外資料介紹可以延長20%～40%;清灰氣源采用蘿茨風機供氣，出口溫度可達100 ℃以上，可避免結露現(xiàn)象。低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹采用低壓、大流量、模糊脈沖清灰方式，壓縮空氣有時不能完全噴入濾袋內(nèi)部，清灰不徹底，若安裝誤差較大，儲氣罐容量設計不足，則極易造成除塵器的阻力過大。

3.5 占地面積

這兩種清灰方式的除塵器箱體的結構、煙氣的進氣方式都可以設計成相似結構，但低壓脈沖固定行噴吹方式的花板孔為圓形且呈方陣規(guī)則布置，間距較大。

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹除塵器的濾袋按同心圓布置，濾袋為橢圓形，布置緊湊，占地面積比低壓脈沖固定行噴吹方式的除塵器減少20%，造價低，但花板四個角落閑置，未能有效地利用。

3.6 需要的脈沖閥的數(shù)量及清灰系統(tǒng)的故障率

低壓脈沖固定行噴吹方式采用小口徑脈沖閥(如2.5 ″、3 ″、4 ″)，每個脈沖閥一般可以噴吹14～18條濾袋，因此需要的脈沖閥較多，脈沖閥的故障點就比較多，不利于運行維護管理，但若個別脈沖閥出現(xiàn)故障時對除塵器整體的運行性能影響不大，而且清灰系統(tǒng)沒有運轉(zhuǎn)部件，運行穩(wěn)定可靠。


低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹采用大型脈沖閥(如8 ″、10 ″、12 ″、14 ″)，每個脈沖閥可以噴吹多達1 000條濾袋，一臺200 MW機組的除塵器脈沖閥數(shù)量僅為8個，而脈沖固定行噴吹方式需要440個，相差近50倍，因此需要的脈沖閥數(shù)量極少，脈沖閥的故障點比較少，運行維護工作量小;但由于一套清灰系統(tǒng)控制一個濾袋束單元，且一直在做旋轉(zhuǎn)運動(轉(zhuǎn)速約1轉(zhuǎn)/min)，脈沖閥和動力組是否正常運行，旋轉(zhuǎn)阻力是否過大等都將影響清灰系統(tǒng)的工作，對除塵器整體的運行性能影響較大，另外旋轉(zhuǎn)噴吹裝置經(jīng)過長時間的運轉(zhuǎn)會造成一定的磨損，影響清灰，需定時維護。

4 工程案例

低壓脈沖固定行噴吹袋式除塵器是國內(nèi)燃煤電廠使用較多的產(chǎn)品，工程案例較多;低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹袋式除塵器由于其獨特的性能優(yōu)勢，也逐步得到越來越廣泛的運用。如江西某電廠330 MW機組配套的低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹袋式除塵器，采用了煙氣從除塵器的中間進氣后分配到左右兩側(cè)各除塵分室的進氣方式，共設有12個除塵分室(即濾袋束單元)，每個分室按同心圓布置960條濾袋，設置1個12 ″的大型脈沖閥，清灰壓力0.085 MPa。該除塵器從2008年底運行至今，運行良好，各項指標均在設計范圍內(nèi)，未出現(xiàn)過大的故障。

5 結 語

隨著國家對大氣污染物排放標準提出越來越高的要求，為了達到“超凈排放”，傳統(tǒng)電除塵器已經(jīng)不能適應新形勢下環(huán)境保護工作的要求，袋式除塵結構運用于燃煤電廠和其他工業(yè)領域的范圍必定越來越廣，作為保證袋式除塵器穩(wěn)定運行的清灰技術也必將得到進一步的發(fā)展，如低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹方式結合在水泥行業(yè)運用較廣的氣箱脈沖的優(yōu)勢進行改進，都可以作進一步的探討。

本文比較分析了低壓脈沖固定行噴吹方式和低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹方式各自的特點，為今后燃煤電廠或其他工業(yè)領域袋式除塵器選擇合適的清灰方式提供了參考。