摘要：目前國(guó)內(nèi)燃煤電廠(chǎng)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(jié)構(gòu)，并進(jìn)行比較分析，為今后燃煤電廠(chǎng)袋式除塵器選擇合適的清灰方式提供參考。


1 概 述

在我國(guó)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(jiàn)度，造成陰霾天氣現(xiàn)象，并嚴(yán)重危害人體健康。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，燃煤電力也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，而有關(guān)資料顯示，燃煤電廠(chǎng)的粉塵排放占各個(gè)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(yīng)新形勢(shì)下環(huán)境保護(hù)工作的要求，并縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的大氣環(huán)境質(zhì)量差距，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作，特別是對(duì)火電廠(chǎng)大氣污染物排放控制提出了越來(lái)越高的要求，先后從2004年起執(zhí)行的≤50 mg/Nm3排放標(biāo)準(zhǔn)，修訂成2012年起執(zhí)行≤ 30 mg/Nm3排放標(biāo)準(zhǔn)。2014年9月12日，國(guó)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(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》(發(fā)改能源[2014]2093號(hào))，明確指出新建機(jī)組基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，即在基準(zhǔn)含氧量6%的情況下，煙塵、SO2和NOx分別達(dá)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(biāo)準(zhǔn)和“超凈排放”的實(shí)施也對(duì)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(chǎng)主要的除塵設(shè)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(fù)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(dá)到長(zhǎng)期高效、穩(wěn)定的除塵效率已經(jīng)難以實(shí)現(xiàn)，而且無(wú)法有效地控制PM10、PM2.5微細(xì)粒子的排放。而袋式除塵器對(duì)粉塵特性不敏感，且隨著近幾年袋式除塵器的結(jié)構(gòu)、清灰技術(shù)和濾料技術(shù)的發(fā)展，再加上對(duì)濾袋影響較大的硫氧化物的控制，如低硫煤的使用、電廠(chǎng)脫硫技術(shù)的發(fā)展、CFB技術(shù)的推廣等，使袋式除塵器的運(yùn)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(fù)合式除塵器的核心之一是后級(jí)的袋式收塵結(jié)構(gòu)。濾袋是袋式除塵器的“心臟”，而清灰技術(shù)是袋式除塵器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，本文主要對(duì)運(yùn)用于燃煤電廠(chǎng)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(jìn)行比較分析，為今后燃煤電廠(chǎng)袋式除塵器選擇合適的清灰方式提供參考。

2 燃煤電廠(chǎng)袋式除塵器的清灰技術(shù)

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(jié)構(gòu)、煙氣的進(jìn)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(jié)構(gòu)型式的不同。目前國(guó)內(nèi)燃煤電廠(chǎng)袋式除塵技術(shù)多采用脈沖清灰技術(shù)，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(shù)主要依賴(lài)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(jié)構(gòu)及清灰過(guò)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(gè)脈沖閥控制一根噴吹管，一根噴吹管上設(shè)多個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴對(duì)應(yīng)一條濾袋。清灰時(shí)，脈沖閥急速開(kāi)啟，氣箱內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)噴吹管的噴嘴高速?lài)姵?，同時(shí)引射數(shù)倍的周?chē)鷼怏w吹入各條濾袋，引起濾袋的膨脹和抖動(dòng)，使附著在外壁上的粉塵從濾料上剝離，實(shí)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(jié)構(gòu)及清灰過(guò)程

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹清灰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要有大尺寸脈沖閥、儲(chǔ)氣罐、旋轉(zhuǎn)噴吹裝置、動(dòng)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(shè)置旋轉(zhuǎn)噴吹裝置，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置一般有3～4個(gè)噴吹臂，以濾袋束的中心旋轉(zhuǎn)，每個(gè)噴吹臂上設(shè)置若干噴嘴，對(duì)應(yīng)每圈濾袋。清灰時(shí)，噴吹臂在旋轉(zhuǎn)，脈沖閥急速開(kāi)啟，將儲(chǔ)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(dòng)，使附著在外壁上的粉塵從濾料上剝離，實(shí)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(jié)構(gòu)

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(jiǎn)單，采用分塊制作，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)再拼裝成一個(gè)單元;花板在安裝時(shí)需控制平面度、間距和花板孔的直線(xiàn)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(chǎng)安裝時(shí)再拼裝成一個(gè)單元，除需控制平面度外，重點(diǎn)是要找正同心度，同心度的找正相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，對(duì)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(jié)構(gòu)

低壓脈沖固定行噴吹清灰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在制作時(shí)，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(shí)需控制噴嘴與濾袋垂直對(duì)中度。

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹清灰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，零部件較多，除了脈沖閥、儲(chǔ)氣罐、動(dòng)力組外，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置就包括進(jìn)氣管、齒輪箱、大齒輪、傳動(dòng)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(fù)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(shí)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(duì)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(gè)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(dāng)需要更換濾袋、袋籠時(shí)，必須先拆除噴吹管，并在更換完后復(fù)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(dòng)，更換濾袋、袋籠時(shí)只需把擋住濾袋和袋籠的旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)開(kāi)，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(zhǔn)確，清灰壓力為0.2～0.4 MPa，清灰力強(qiáng)，清灰較徹底;清灰氣源采用空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣，品質(zhì)要求比較高，需保證氣體干燥，無(wú)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(duì)濾袋的損傷小，相對(duì)于低壓脈沖固定行噴吹降低了能耗而且可以延長(zhǎng)濾袋壽命，據(jù)國(guó)外資料介紹可以延長(zhǎng)20%～40%;清灰氣源采用蘿茨風(fēng)機(jī)供氣，出口溫度可達(dá)100 ℃以上，可避免結(jié)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(shí)不能完全噴入濾袋內(nèi)部，清灰不徹底，若安裝誤差較大，儲(chǔ)氣罐容量設(shè)計(jì)不足，則極易造成除塵器的阻力過(guò)大。

3.5 占地面積

這兩種清灰方式的除塵器箱體的結(jié)構(gòu)、煙氣的進(jìn)氣方式都可以設(shè)計(jì)成相似結(jié)構(gòu)，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(jià)低，但花板四個(gè)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(gè)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(diǎn)就比較多，不利于運(yùn)行維護(hù)管理，但若個(gè)別脈沖閥出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)除塵器整體的運(yùn)行性能影響不大，而且清灰系統(tǒng)沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)部件，運(yùn)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(gè)脈沖閥可以噴吹多達(dá)1 000條濾袋，一臺(tái)200 MW機(jī)組的除塵器脈沖閥數(shù)量?jī)H為8個(gè)，而脈沖固定行噴吹方式需要440個(gè)，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(diǎn)比較少，運(yùn)行維護(hù)工作量小;但由于一套清灰系統(tǒng)控制一個(gè)濾袋束單元，且一直在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速約1轉(zhuǎn)/min)，脈沖閥和動(dòng)力組是否正常運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)阻力是否過(guò)大等都將影響清灰系統(tǒng)的工作，對(duì)除塵器整體的運(yùn)行性能影響較大，另外旋轉(zhuǎn)噴吹裝置經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)造成一定的磨損，影響清灰，需定時(shí)維護(hù)。

4 工程案例

低壓脈沖固定行噴吹袋式除塵器是國(guó)內(nèi)燃煤電廠(chǎng)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(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，也逐步得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。如江西某電廠(chǎng)330 MW機(jī)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(jìn)氣后分配到左右兩側(cè)各除塵分室的進(jìn)氣方式，共設(shè)有12個(gè)除塵分室(即濾袋束單元)，每個(gè)分室按同心圓布置960條濾袋，設(shè)置1個(gè)12 ″的大型脈沖閥，清灰壓力0.085 MPa。該除塵器從2008年底運(yùn)行至今，運(yùn)行良好，各項(xiàng)指標(biāo)均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，未出現(xiàn)過(guò)大的故障。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)提出越來(lái)越高的要求，為了達(dá)到“超凈排放”，傳統(tǒng)電除塵器已經(jīng)不能適應(yīng)新形勢(shì)下環(huán)境保護(hù)工作的要求，袋式除塵結(jié)構(gòu)運(yùn)用于燃煤電廠(chǎng)和其他工業(yè)領(lǐng)域的范圍必定越來(lái)越廣，作為保證袋式除塵器穩(wěn)定運(yùn)行的清灰技術(shù)也必將得到進(jìn)一步的發(fā)展，如低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹方式結(jié)合在水泥行業(yè)運(yùn)用較廣的氣箱脈沖的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行改進(jìn)，都可以作進(jìn)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(diǎn)，為今后燃煤電廠(chǎng)或其他工業(yè)領(lǐng)域袋式除塵器選擇合適的清灰方式提供了參考。