劉明清 李小剛

(蘇州寶華環(huán)保設(shè)備有限公司 江蘇蘇州 215101)

2004年1月1日開始實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2003），對(duì)一些污染物的排放規(guī)定了50mg/Nm3標(biāo)準(zhǔn)；從2012年1月1日起，又執(zhí)行最高允許排放煙塵濃度為30mg/Nm3這一更為嚴(yán)格的新標(biāo)準(zhǔn)。因此為污泥、生活垃圾、醫(yī)療垃圾等危險(xiǎn)廢棄物焚燒爐行業(yè)配套的，效率極高的高溫布袋除塵器有了用武之地。高溫袋式除塵器的最大特點(diǎn)除了除塵效率高以外，由于在實(shí)踐中摸索出的一系列特殊設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用，具有相當(dāng)高的對(duì)惡劣工況的適應(yīng)性，如遇到粉塵比電阻、入口粉塵濃度、煙氣量等的波動(dòng)，對(duì)除塵效率影響不大。高溫袋式除塵器是能滿足最新排放標(biāo)準(zhǔn)要求的理想設(shè)備，它與鋼廠配套的除塵器有所不同。本文就是以長(zhǎng)期積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，試對(duì)用于垃圾焚燒煙氣處理的高溫袋式除塵器的設(shè)計(jì)、應(yīng)用、維護(hù)知識(shí)進(jìn)行初步的總結(jié)和粗淺的探討，以此就教于同行專家。

1 袋式除塵器的工作原理

從焚燒爐出來的含塵煙氣，在風(fēng)機(jī)負(fù)壓的作用下，通過之間的管路，經(jīng)進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入除塵器各灰斗，在導(dǎo)流板的引導(dǎo)下均勻地流向各個(gè)室。每個(gè)室被花板分成凈氣室和含塵室兩部分。當(dāng)含塵氣體從灰斗進(jìn)入，不斷上升穿過濾袋進(jìn)入凈氣室時(shí)，灰塵被濾袋截留下來，在濾袋外表面形成了一層灰塵層。隨著灰塵層的加厚，濾袋對(duì)氣流的阻力也逐漸增大，為了防止阻力過大，必須周期性地對(duì)濾袋清灰。噴吹時(shí)，濾袋快速膨脹又縮回，從而將灰塵振落掉入灰斗。每室內(nèi)的各行濾袋按順序進(jìn)行清灰。清灰時(shí)落入灰斗的灰塵應(yīng)隨時(shí)由用戶的輸灰系統(tǒng)輸走。煙氣經(jīng)濾袋濾去了絕大部分塵粒后，通過出風(fēng)管和引風(fēng)機(jī)，最后由煙囪排出，袋式除塵器的任務(wù)就此完成。

2 特殊高溫袋式除塵器的設(shè)計(jì)

焚燒電廠的焚燒爐與普通燃煤鍋爐不一樣，所產(chǎn)生的煙氣中不但有濃度較高的煙塵，還有對(duì)除塵器本體影響很大的CL離子（HCL是生活垃圾中的氯化合物如聚氯乙烯、廚余、紙、布等在焚燒過程中生成的）、SO2、NOX、H20、汞等物質(zhì)，特別是其中的CL離子、SO2及水對(duì)除塵器影響最大。技術(shù)資料揭示，含硫燃料燃燒時(shí)，生成的SO2一部分轉(zhuǎn)化為SO3，與煙氣中的水蒸氣化合成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽的存在使煙氣的露點(diǎn)（通常稱為酸露點(diǎn)）顯著升高，例如，體積分?jǐn)?shù)為1X10-6的硫酸蒸汽可使煙氣的露點(diǎn)由48°C升高至110°C。硫酸濃度越高，酸露點(diǎn)越高。生活垃圾、污泥、醫(yī)療垃圾焚燒時(shí)，焚燒爐尾部出來的煙氣，不僅溫度比較高，濕度比較大，而且一般來說都有較高的SO2、HCL。當(dāng)煙氣進(jìn)入除塵器本體后，因失去了連續(xù)的熱源，溫度隨即降低，當(dāng)降至露點(diǎn)溫度時(shí)，煙氣中的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成水。此時(shí)遇見煙氣中的酸性氣體，就會(huì)形成酸性小水珠，并凝結(jié)在除塵器本體鋼板壁上，隨時(shí)間的不斷推移，水珠慢慢長(zhǎng)大，腐蝕鋼板。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，最短幾周時(shí)間內(nèi)鋼板被腐蝕的實(shí)例也較多。因此，針對(duì)以上現(xiàn)象，高溫布袋除塵器設(shè)計(jì)中首要的是要采取綜合的充分有效的防止結(jié)露，抵御腐蝕的技術(shù)措施，當(dāng)然也要相應(yīng)地控制好各通道點(diǎn)的風(fēng)速均勻，保證清灰效果，選好濾袋等，而這些考慮，也大都與防止結(jié)露腐蝕有關(guān)。

2.1 除塵器本體采用保溫裝置，防止從鍋爐中出來的煙氣過快的散熱而降溫

除塵器本體保溫有兩種方法：一種是直接保溫，就是在除塵器本體加強(qiáng)筋間隙內(nèi)填充保溫巖棉，然后外側(cè)敷上彩鋼板即可；一種是箱外保溫，就是在除塵器本體加強(qiáng)筋外增設(shè)一層巖棉，同樣外側(cè)敷上彩鋼板，讓除塵器本體鋼板與保溫層之間形成密閉不流動(dòng)空氣層。兩種保溫方法中，前者保溫效果比后者保溫效果差一些，在比較惡劣的工況條件下，應(yīng)選擇后者。如圖：

2.2 灰斗加熱

當(dāng)清灰或過濾時(shí)自然掉落下來的灰塵，在除塵器灰斗中越聚越多時(shí)，位于灰斗最下端的灰塵，因長(zhǎng)時(shí)間無法與高溫?zé)煔饨佑|，而慢慢降溫，灰中的水分會(huì)因溫降而凝結(jié)析出水，如果不采取灰斗加溫措施來保溫，會(huì)出現(xiàn)水泥狀的結(jié)塊，影響排灰?；叶芳訜岱绞揭话阌须娛郊訜岷驼羝訜醿煞N。

2.3 上箱體雙層蓋

燃煤鍋爐尾部煙氣處理所配套的除塵器，上箱體上蓋一般采用單層蓋結(jié)構(gòu)形式，原因是燃煤鍋爐尾部煙氣含濕度相對(duì)較小，無需配雙層上蓋。但生活垃圾、污泥、醫(yī)廢、危廢焚燒鍋爐出口煙氣中含水分及酸性氣體非常高，如采用傳統(tǒng)的單層蓋保溫結(jié)構(gòu)，很容易結(jié)露，腐蝕上蓋。因此在此情況下的除塵器均采用雙層蓋結(jié)構(gòu)，且應(yīng)確保中間巖棉層被密封。同時(shí)應(yīng)提高鋼板防腐能力，本體鋼板表面預(yù)處理噴砂時(shí)必須達(dá)Sa2.5級(jí)，并噴涂高溫防腐油漆；如果有條件，上箱體全部改為不銹鋼制作，是一種更好的選擇。如圖：

2.4 上箱體外壁加溫

花板以下含塵箱體內(nèi)，一般不會(huì)出現(xiàn)腐蝕鋼板現(xiàn)象，原因是當(dāng)凝結(jié)的水珠剛形成時(shí)，煙氣中含有的粉塵會(huì)迅速混合到細(xì)小水珠中，在鋼板表面形成天然保護(hù)層，因而無法腐蝕鋼板。而上箱體情況完全不一樣了，因花板以上已無粉塵，增大了形成水珠的可能，除了采取以上雙層蓋結(jié)構(gòu)形式及噴防腐油漆外，上箱體壁板角，空氣流動(dòng)性較小處，應(yīng)采用電加熱或蒸汽加溫來降低形成水珠的可能性。

2.5 噴吹管預(yù)熱系統(tǒng)

當(dāng)?shù)竭_(dá)程序預(yù)設(shè)噴吹時(shí)間或除塵器進(jìn)出口差壓增大到一極限時(shí)，噴吹系統(tǒng)啟動(dòng)。傳統(tǒng)的噴吹氣源均為常溫，在生活垃圾焚燒、醫(yī)療垃圾及污泥焚燒鍋爐煙氣除塵器里，會(huì)增加酸性氣體結(jié)露的可能性。在此情況下，增設(shè)噴吹預(yù)熱系統(tǒng)，讓進(jìn)入除塵器內(nèi)部的清灰氣源達(dá)露點(diǎn)以上溫度，可以延長(zhǎng)噴吹管及分氣箱的壽命。

2.6 熱循環(huán)系統(tǒng)

除塵器在投入運(yùn)行前，除塵器本體一般為常溫。當(dāng)高溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器內(nèi)部時(shí)，高溫的煙氣與常溫鋼板相接觸，在除塵器內(nèi)部的板壁及布袋表面上會(huì)產(chǎn)生結(jié)露的水珠，特別是布袋，會(huì)大受影響。因此可在除塵器本體設(shè)熱循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)除塵器投入試運(yùn)行前10小時(shí)(根據(jù)加熱設(shè)備設(shè)計(jì)能力計(jì)算確定的需要時(shí)間而定)，除塵器本體提前啟動(dòng)熱循環(huán)系統(tǒng)來對(duì)本體預(yù)熱，同時(shí)也啟動(dòng)灰斗及上箱體加熱系統(tǒng)，當(dāng)除塵器本體達(dá)到露點(diǎn)溫度以上，再投入運(yùn)行。熱循環(huán)系統(tǒng)計(jì)算可參考如下公式：

2.7 氣流分布設(shè)計(jì)

除塵器內(nèi)有良好的氣流分布是降低袋式除塵器阻力，提高清灰效果，延長(zhǎng)濾袋使用壽命的重要因素。但實(shí)際上，除塵器在運(yùn)行過程中，達(dá)到理想的氣流分布是比較困難的，一般要通運(yùn)用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和流場(chǎng)仿真模擬（如Fluent軟件）等多種方法，來設(shè)計(jì)除塵器導(dǎo)流系統(tǒng)，最大程度的確保氣流均勻。并且提高過濾裝置的袋底離灰斗進(jìn)風(fēng)口的高度，和降低袋間氣流上升速度等方法。

2.8 噴吹管、花板和過濾裝置精度保證及清灰技術(shù)

除塵器花板加工一般采用激光切割或沖孔兩種方式，與本體焊接時(shí)采用多點(diǎn)焊接校正且增大加強(qiáng)筋等辦法，確?；ò迤秸?、水平、變形量小?；ò蹇着c濾袋采取不銹鋼膨圈結(jié)構(gòu)，確保安裝方便且不泄漏。袋式除塵器的清灰系統(tǒng)合理設(shè)置與否，將直接影響到除塵器的運(yùn)行穩(wěn)定性、運(yùn)行安全及濾袋的使用壽命。為了確保每根噴吹管口與花板中心同心度，必須特制噴吹管靠模裝置用于濾袋安裝。從袋式除塵器的除塵機(jī)理來看，除了濾料本身的過濾作用外，濾袋粘附的粉塵層也有過濾作用，這就是所謂的“粉塵過濾層”（在除塵器剛投入前，均需預(yù)噴涂）。因此，對(duì)袋式除塵器的清灰來說，清灰太徹底不行，因?yàn)檫@樣會(huì)失去粉塵層的過濾作用，更多的超細(xì)粉塵會(huì)直接進(jìn)入濾料內(nèi)部而引起過濾阻力不斷上升，清灰力度過大也會(huì)影響濾袋壽命。清灰不良也不行，這樣會(huì)使濾袋的過濾阻力過高，而影響整個(gè)機(jī)組的正常運(yùn)行。另外，袋式除塵器的清灰應(yīng)盡可能地保證每個(gè)濾袋及各個(gè)區(qū)域清灰程度均勻，否則會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)阻力分布不均勻，從而影響到內(nèi)部的上升氣流。

2.9 濾袋選擇

濾袋堪稱袋式除塵器的“心臟”部件，它是保證排放濃度達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵，它的使用壽命則關(guān)系到除塵器的維護(hù)成本。高溫袋式除塵器對(duì)其所用的濾料的基本要求是：耐溫、抗腐蝕、不水解，使用壽命長(zhǎng)。濾袋一般采用圓形濾袋，因?yàn)閳A形濾袋的支撐及支撐骨架（袋籠）的連接比較簡(jiǎn)單，濾袋所受的袋籠的支撐力比較均勻，所需的清灰力也相對(duì)較小，袋間也不容易被粉塵堵塞。目前國(guó)內(nèi)外用于高溫鍋爐煙氣除塵的袋式除塵器，濾袋的長(zhǎng)度一般采用6-8m的長(zhǎng)，長(zhǎng)袋脈沖袋式除塵器的顯著特點(diǎn)是，由于脈沖清灰方式保證了長(zhǎng)濾袋的清灰效果，使得除塵器的體積較小。在高溫除塵器中，特別是污泥（生活及工業(yè)）、生活垃圾、醫(yī)療垃圾、工業(yè)廢油廢物焚燒爐，配套的除塵器濾袋材質(zhì)建議選PTFE濾料，過濾風(fēng)速可選0.7s/min以下。

3 特殊高溫袋式除塵器的維護(hù)

3.1 所有和濾袋有關(guān)的維修可以在凈氣段進(jìn)行。除塵器本體上一般設(shè)有檢修平臺(tái)，用于檢查和維護(hù)與清灰系統(tǒng)有關(guān)的控制設(shè)備和各種閥門。

對(duì)除塵器必須周期性地檢查以便做到“無故障操作”，檢查分為日、周、月、年：

每天對(duì)壓降及閥、氣缸、進(jìn)出風(fēng)閥門、熱電阻等的運(yùn)行情況進(jìn)行一次或二次檢查。

每周對(duì)整個(gè)清灰周期進(jìn)行觀察判斷，確認(rèn)清灰周期；對(duì)出風(fēng)閥門的運(yùn)行和PLC的工作情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。檢查檢修門是否有漏氣現(xiàn)象。

每月對(duì)所有的出風(fēng)閥門控制器、電磁閥、行程開關(guān)等設(shè)備按其功能進(jìn)行詳細(xì)檢查。

每年從每個(gè)小室中隨機(jī)取出兩條濾袋，送到實(shí)驗(yàn)室作分析檢測(cè)，用于預(yù)測(cè)濾袋的使用壽命，做好備件準(zhǔn)備。

一旦有機(jī)會(huì)，或至少一年一次，要對(duì)每個(gè)除塵器室內(nèi)部的花板在凈氣段可能有的積灰情況、濾袋情況以及灰斗的積灰、灰斗加熱器的元件性能、提升閥的密封、門的密封進(jìn)行檢查。

3.2 除塵器要防止煙氣冷凝和進(jìn)水

鍋爐出來的熱煙氣中的水氣和酸氣在除塵器內(nèi)冷凝結(jié)露是無法絕對(duì)避免的，原因有很多，如因單室的關(guān)閉時(shí)間過長(zhǎng)溫度下降，加熱系統(tǒng)能力不夠或損壞，鍋爐出來的煙氣不穩(wěn)定等而結(jié)露；還有外部因素，如果除塵器密封不好，可能因下雨而向內(nèi)漏水。這種情況可以用眼睛檢查箱體板的焊縫或法蘭上的漏水痕跡。最好的堵漏辦法是先清理，再嵌環(huán)氧或硅酮密封膠。也可以用密焊，但必須先拆掉濾袋或?qū)V袋蓋住，來防止焊接火花損害濾袋，這些火花可以將濾袋燙出不易發(fā)現(xiàn)的小洞，這些洞在濾袋工作時(shí)會(huì)迅速變大。檢修門的漏水往往是因?yàn)殚T的緊固不正確或是密封墊有問題。檢查時(shí)，打開門，觀察密封墊，密封墊應(yīng)該穩(wěn)固地圍在門的周邊，沒有縫隙。

除塵器系統(tǒng)的壓力降是除塵器性能和使用狀態(tài)的最好體現(xiàn)。運(yùn)行中應(yīng)記下壓力降變化情況。過低的壓力降表明系統(tǒng)有泄漏，應(yīng)檢查煙囪是否冒煙和花板上有沒有積灰。而壓力降過高的原因會(huì)有很多，如濾料堵塞、清灰系統(tǒng)故障、進(jìn)出風(fēng)閥故障、灰斗積灰過多或可能是壓差表的管路堵塞。無論如何，應(yīng)先嘗試找出有故障的室，再從這個(gè)室開始解決問題。

4 結(jié)語

對(duì)于生活垃圾、污泥、醫(yī)療垃圾及危險(xiǎn)廢棄物焚燒鍋爐配套的特殊高溫袋式除塵器，不能與普通燃煤鍋爐配套的高溫布袋除塵器一樣，在設(shè)計(jì)前必須謹(jǐn)慎仔細(xì)研究煙氣的溫度、酸性氣體成分和含量，其對(duì)除塵器本體鋼板的影響，選擇合適濾料；在設(shè)計(jì)時(shí)，充分采用各種實(shí)踐證明行之有效的技術(shù)措施和特殊結(jié)構(gòu)、合理設(shè)計(jì)各管路風(fēng)速、過濾風(fēng)速；在運(yùn)行過程中嚴(yán)格控制溫度防止結(jié)露，對(duì)設(shè)備儀表認(rèn)真維護(hù)。總之，這樣就可以充分發(fā)揮高溫除塵器的優(yōu)勢(shì)，延長(zhǎng)特殊高溫袋式除塵器的使用壽命。