1、电袋复合除尘器的总体设计电袋复合除尘器是指在一个箱体内紧凑安装电场区和滤袋区，有机结合静电除尘和过滤除尘两种机理的一种新型除尘器。电袋复合除尘器是提高除尘效率和降低除尘器能耗的新一代产品，该产品将成为我国燃煤电厂及其它工业烟气实现新标准（30mg/Nm 3）达标排放的可靠的新型除尘设备。电袋复合除尘器属非标产品，其工况条件、设备所需达到的性能要求及用户需求不同，除尘器的总体设计方案亦有所不同。以下就电袋复合除尘器的适用条件、基本参数设计、滤袋选择及其他附属设备选择等做简要说明。一、 电袋复合除尘器适用条件针对燃煤电厂，电袋复合除尘器适用条件如表一所示：表一：电袋复合除尘器适用条件细则序号 适用
2、条件 细则 备注1. 排放要求 50mg/Nm3 或30mg/Nm 32. 细微颗粒排放控 制要求 PM10 级及以下细微颗粒排放控制要求时3. 烟气温度 240（下限露点温度 20）4. 电厂位置1）地处人口密集城市中心；2）地处名胜、名迹风景区；3）城市重要窗口；4）高新技术经济区；5）其它排放要求较严格的地区。5. 煤灰细度小、浓 度高的工况 1）CFB 锅炉烟尘工况2）燃用煤矸石或炉内脱硫烟尘工况6. 煤灰成份、特性1）SiO 250%或 SiO2、Al 2O3、Fe 2O3总含量85%；2）Na 2O1.0%；3）比电阻值 1011(-cm)7. 老厂电除尘器改 造 1）除尘器场地限
3、制；2）燃用煤质下降。8. 其它 1）环评因素；序号 适用条件 细则 备注2）行政干预。二、 电袋复合除尘器类型目 前 在 除 尘 市 场 中 有 多 种 除 尘 结 构 称 为 电 袋 复 合 除 尘 器 ， 根据电 袋 复 合 除尘 器 原 理 中 的 除 尘 、 荷 电 作 用 以 及 国 标 定 义 ， 它 是 指 在 一 个 箱 体 内 紧 凑 安 装 电场 区 和 滤 袋 区 ， 有 机 结 合 静 电 除 尘 和 过 滤 除 尘 两 种 机 理 的 一 种 除 尘 器 。上 图 所 示 ， 左 图 为 整 体 式 电 袋 复 合 除 尘 器 ， 右 图 应 为 一 种 双 级 除
4、 尘 器 。 近年，双级除尘器在国内市场中逐步减少，整体式电袋复合除尘器已成为电袋技术发展的主流。两 者 之 间 比 较 如 表 二 。表 二 ： 电 袋 复 合 除 尘 器 与 双 级 除 尘 器 比 较序号 比较内容 电袋复合除尘器 双级除尘器 备注1） 除尘原理电场区同时最大发挥除尘作用与荷电作用，袋表面烟尘“膨松” 堆积。电除尘仅发挥除尘作用，到达滤袋区表面粉尘已释放电荷，结构“密实” 。2）烟气流程及机械压损从电场区到滤袋区，出口的流程短，折向、截面变化小，机械压损小。从电除尘到袋除尘，出口的流程长，折向、截面变化大，机械压损大。3） 结构占地平面结构紧凑，占地面积小。平面结构增加中
5、间烟道联接，占地面积大。4） 运行阻力 600-1000Pa 1500-2800Pa5） 电场区投资 原理上同时发挥两种作 仅发挥除尘作用，性价比电袋复合除尘器结构图 分体双级除尘器结构图性价比 用，在多种预除尘中性价比最好。差。三、 总体方案设计前准备工作1. 原始参数及资料收集为 充 分 了 解 项 目 情 况 ， 提 供 性 价 比 较 高 的 除 尘 器 方 案 ， 在 项 目 总 体 设 计 前需 尽 量 收 集 确 定 以 下 基 本 参 数 资 料 ：a) 设备运用行业（电力、水泥、钢铁）、机组容量、设计烟气量、烟气温度（改造项目应掌握最高连续运行温度）、入口浓度、出口排放要求、
6、烟气工作压力、设备阻力要求；b) 煤质资料、耗煤量、空气预热器出口过剩空气系数；c) 粉尘性质(比电阻、堆积密度、灰成分分析等)；d) 当地环境条件：风载、雪载、地震烈度、土质类型、当地大气压力、海拔、环境温度等；e) 场地限制及要求、进风方式要求；f) 改造项目应提供原除尘器总图、系统烟道图、原除尘器设计参数、原除尘器测试报告、现有除尘器使用情况及引风机设计基本参数和性能曲线。2. 校核用户提供的参数和资料a) 烟气量：烟气量是总体设计中最重要的参数之一，其实际工况烟气量多少与所选设备容量规格密切相关。因此，为控制设备成本，做到最优、最省的总体方案设计，有必要对烟气量进行校核。可按提供的煤质
7、资料、耗煤量、过剩空气系数、当地大气压等参数计算除尘器入口烟气量，验算所提资料烟气量是否有较大偏差；如无法提供较准确的煤质资料、耗煤量、过剩空气系数等资料，可参照表三核对。表三：常规燃煤机组对应烟气量相应机组锅炉所对应烟气量表（电力行业）机组容量MW锅炉型式最大连续蒸发量t/h最大耗煤量 t/h空气预热器出口过剩空气系数烟气量万m3/h烟气温度相应机组锅炉所对应烟气量表（电力行业）机组容量MW锅炉型式最大连续蒸发量t/h最大耗煤量 t/h空气预热器出口过剩空气系数烟气量万m3/h烟气温度1000超超临界燃煤锅炉,采用四角切向燃烧方式、单炉膛平衡通风、固态排渣31003003601.21.4 4
8、50550125150600亚临界参数汽包燃煤锅炉,采用四角切向燃烧方式、单炉膛平衡通风、固态排渣20252002501.21.4 300350125150300亚临界自然循环汽包燃煤锅炉,平衡通风、固态排渣 10251301601.21.4 180220125150200超高压自然循环汽包燃煤锅炉,平衡通风、固态排渣 670 90130 1.21.4140165140160超高压自然循环汽包燃煤锅炉,平衡通风、固态排渣 440 6080 1.21.48595140150135循环流化床 440 6080 1.21.4 8090130150超高压自然循环汽包燃煤锅炉,平衡通风、固态排渣 420
9、 5575 1.21.48090140150125循环流化床 420 5575 1.21.4 7585130150煤粉炉 220 3040 1.21.4 405014016050循环流化床 220 3040 1.21.4 3545130150中温中压煤粉炉 130 2535 1.21.4 283215016025循环流化床 130 2535 1.21.4 2630130150中温中压煤粉炉 75 810 1.21.4 161915016012循环流化床 75 810 1.21.4 1518130150煤粉炉 35 57 1.21.4 79 1501606循环流化床 35 57 1.21.4 7
10、9 130150b) 入口浓度：电袋复合除尘器适应煤种、烟尘比电阻、灰分变化的能力强，出口排放浓度能够长期高效、稳定地满足要求。但是，如果入口浓度与设计值偏离过大，电场区设计容量不太够时，势必增加袋区负荷，影响滤袋寿命。因此，准确的掌握除尘器入口浓度变化范围是必要的。入口浓度可按以下经验公式核算：公式一：P 入 =（AarC）0.910 6Q0式中：P 入 入口浓度，g/Nm 3；Aar煤的灰分含量，%；C耗煤量，t/h；Q0标况烟气量，Nm 3/h。公式二：P 入 =（AarQ0.1）21式中：P 入 入口浓度，g/Nm 3；Aar煤的灰分含量，%；Q煤的低位发热值，MJ/kg。以上内容经校
11、核后，若偏差较大的，应向用户提出澄清。四、 电袋复合除尘器主要参数选择(一) 电场区参数选择电袋复合除尘器中电除尘区有着极其重要的作用，它直接影响了后级布袋区的各项运行性能及滤袋使用寿命，其作用不可忽略，因此，对于电除尘区的设计必须要科学合理，更不能因为有布袋区来保证排放效果而忽视或折扣了电除尘区的设计。特别对于大型机组，其设备运行的可靠性及安全性尤其重要。1. 电场数选择：电袋复合除尘器根据项目机组大小，电场数的多少可参考表四进行选取。表四：电袋复合除尘器电场数的选取机组 300MW 机组300MW电场数 2 2说明 电除尘器改造时电场数根据条件因地制宜。2. 比积尘面积选择：电除尘器的除尘
12、效率与电场比积尘面积呈指数关系，电区的电场数从2-4的每递增一个，其效率的递增数越小，所以电袋复合除尘器的电区数越多，在除尘机理上配置就越不合理和科学。电袋复合除尘器总体设计时，应根据滤袋区入口浓度要求选择电场区除尘效率，并参照电袋复合除尘器国家标准，其电场区的比积尘面积可按表五进行参考设计。表五: 电袋复合除尘器电场区的比积尘面积处理含尘气体量 Q（工况 m3/h）Q50104 50104Q100 104100104Q150104150104Q220 104220104Q600 104比集尘面积（m 2/（m 3/s） ）20 25 30 35 403. 电场结构形式选择：电袋复合除尘器的电
13、场数少，若出现故障时将影响后级滤袋区的运行性能。中小型机组项目在进行设计时，电场区设计一般采用1个电场，那么建议尽量考虑采用前后小分区供电，即把1个电场分成2个分区，1个分区故障时，另一个分区正常工作，确保电除尘区的投运率及可靠性。4. 电场区其他参数选择：a) 电场风速：电场风速过高，容易产生二次扬尘。电袋复合除尘器总体设计时，可初选电场风速1.1m/s，但对于入口浓度较高项目电场风速可下调至1.0m/s以下。b) 通道数、电场有效长度及极板有效高度：在电场数、总集尘面积、电场风速确定的条件下，通过分别调整通道数、电场有效长度和极板有效高度，就可确定电场规格。同时，在设计时应充分考虑滤袋区布
14、置、电场高宽比等参数，做到性价比最高。5. 高压电源选择：当进口含尘浓度较高时，可考虑采用高频电源。对于高浓度烟气工况，高频供电有利于提高前级电除尘区的除尘效率，降低布袋除尘区的入口含尘浓度；并强化烟尘的荷电效果，提高细微粉尘凝并能力，改善滤袋表面粉尘堆积结构，提高袋表面粉饼透气性和清灰性能，降低滤袋阻力上升率和清灰频率，有利于延长滤袋使用寿命。(二) 滤袋区参数选择1. 清灰方式选择：目前布袋除尘器清灰方式主要有低压行脉冲喷吹和低压回转脉冲清灰两种类型。综合考虑气流分布、清灰效率、设备安全可靠等因素，滤袋区选用低压行脉冲喷吹技术更能发挥电袋复合除尘器低阻、滤袋长寿命性能。2. 过滤风速选择：
15、根据电袋工程实践，在满足设备总阻力小于1200pa时，滤袋区的过滤风速取1.1m/min1.2m/min即可满足性能要求。3. 清灰周期选择：最小清灰周期一般是指在滤袋使用末期，考虑最恶劣工况下的脉冲清灰周期时间。周期时间大小一般按电场区出口浓度划分，以50MW 以上机组为例，其清灰周期可参考表六选取。表六: 电袋复合除尘器最小清灰周期q(g/Nm3)(电场出口) 5 510 1015T(min) 30 20 15当机组较小时，其所需配置脉冲阀数量较少，此时清灰周期需适当进行调整，避免出现清灰气源补气不足。4. 脉冲阀数量的选择：根据本项目烟气量、预选取的过滤风速及选定的滤袋规格，可理论计算出
16、本项目所需滤袋条袋数，再进行矩阵排列，得出单行喷吹滤袋数及脉冲阀总数。不同规格或不同厂家的脉冲阀，在相同工况条件下，所能喷吹的滤袋条袋数亦有所不同。龙净公司拥有国内外最大型脉冲喷吹实验台，可进行最长10m滤袋的多种组合喷吹试验，为电袋复合除尘提供可靠的技术支撑。同时单行喷吹数的多少还与电场区的选择密切相关，怎样做到结构最合理、性能最优、性价比最高成为各个生产厂家的技术秘密。五、 滤料的选择(一) 烟气工况条件对滤袋寿命的影响烟 气 工 况 条 件 与 燃 用 煤 种 含 硫 量 、 炉 膛 类 型 、 燃 烧 方 式 、 设 备 漏 风 率 、 系统 运 行 操 作 等 因 素 有 关 ， 影
17、 响 着 烟 气 的 化 学 成 份 浓 度 与 运 行 温 度 ， 这 些 工 况 条件 将 直 接 影 响 滤 袋 的 使 用 寿 命 。每 种 滤 袋 材 质 都 具 有 特 定 的 物 理 、 化 学 性 能 ， 行 业 中 通 常 使 用 抗 温 、 抗 酸 、抗 碱 、 抗 氧 化 、 抗 水 解 5 项 指 标 来 评 测 滤 材 物 理 、 化 学 性 能 的 优 劣 。 工 业 应 用中 ， 袋 类 除 尘 常 用 几 种 滤 材 性 能 见 表 七 。 滤 材 中 除 PTFE 材 质 具 有 全 面 最 优 的综 合 性 能 外 ， 其 它 均 有 1-3 项 不 足 之
18、 处 。 PPS 是 目 前 燃 煤 锅 炉 袋 类 除 尘 的 主 要滤 材 ， 材 料 厂 家 给 出 的 抗 酸 性 能 优 良 ， 但 在 实 践 应 用 中 发 现 ， PPS 在 复 杂 的 燃煤 烟 气 中 ， 承 受 酸 腐 蚀 的 能 力 不 尽 如 意 ， 行 业 中 已 发 生 多 起 因 酸 腐 蚀 引 起 PPS滤 袋 短 期 内 大 量 破 损 的 案 例 ， 因 此 ， 正 确 对 待 烟 气 条 件 对 PPS 滤 袋 使 用 寿 命 的影 响 ， 将 有 利 于 电 袋 除 尘 的 长 期 稳 定 性 能 。表七: 工业常用滤材物理化学特性表滤材名称 耐温（。
19、C） 化学稳定性抗酸学名 简称 连续 瞬时无机酸 有机酸抗碱 抗氧化抗水解聚酰胺 PA 90 100 34 3 1 3 4偏芳族聚酰胺 MX 180 220 3 12 2 23 3聚苯硫醚 PPS 190 220 1 1 1 4 1共聚酰胺 P84 240 260 2 2 23 2 3聚四氟乙烯 PTFE 250 280 1 1 1 1 1无碱玻纤 280 320 2 3 4 1 1注：纤维理化性能优劣排序以 1、2、3、4 评价指数表达，依次为优、良、中、劣。燃煤锅炉烟气成份中主要由 COx、H 2O、SO X、NO X、O 2等组成，能直接破坏PPS 材料的充分主要为 SO3和 NO2、O
20、 2。一定条件下当 SO3、NO 2与 H2O 化合形成硫酸和硝酸，对 PPS 具有发生强烈的腐蚀，高浓度酸液还具有强氧化性。同时O2对 PPS 滤材也具有氧化破坏作用。这些有害气体在不同温度下对 PPS 破坏的规律如下：1. 随温度的上升，化学物质对滤材的氧化速度加快，烟气发生酸结露概率减小，氧化成为破坏滤袋的主导因素。2. 随温度的下降，化学物质对滤材的氧化速度减缓，发生酸结露概率增加。当温度下降至烟气露点温度以下时，酸液腐蚀成为破坏滤袋的主导因素(二) 滤料的选择：2008 年始，龙净环保特别重视烟气条件影响滤袋寿命的课题研究，与高等院校、日本东丽公司、滤袋厂家联合通过运行观察、破损滤袋
21、检测、烟气成份测试、新材质滤袋试用等方法，查找烟气条件影响滤袋寿命的规律与对策。认识如下：1) PPS 滤袋的使用条件有局限性，并非适用于各种燃煤烟气条件。2) 对于燃煤硫含量高于 1.5%且炉内不脱硫、烟气 NOX浓度高且无脱硝装置、设备漏风率大、运行温度幅度波动大的烟气条件，选择滤料时必须慎重,应考虑选择一种耐温、耐腐蚀、抗氧化性能更优的新型滤料。滤料的选择是各电袋生产厂家的专有技术，不同的工况条件和不同的除尘性能要求，所选择的滤料存在极大差别。一般来讲，滤料的选择需考虑烟气温度、烟气化学成分、粉尘性质、颗粒极配，同时还需考虑烟气含尘量、排放要求、系统阻力及用户的经济能力。总体方案设计时，
22、滤料可按以下条件选取。1. 当烟气条件合适时，优选 PPS 滤袋。适用条件如下：1) 烟气化学成份条件a) SOX 浓度： 1200ppm（3400mg/Nm 3） ，折算成收到基全硫 1.5%；b) NOX 浓度：200ppm（400mg/Nm 3） ；c) 烟气氧含量：温度160时8%，温度170时5%。2) 烟气温度a) 下限温度：高于酸露点 20以上；b) 上限温度：160；c) 上限温度极限：瞬时为 180，每次不超过半小时，1 年累积不超过 200小时。2. 当烟气条件长期为高温、高氧、高硫或低温时，滤料需选择 PTFE 做主材。3. 改善排放和稳定阻力的措施。a) P84 复合滤
23、料；b) PTFE 覆膜滤料；c) 滤料采用高克重。4. 滤料克重要求。对于常规工况，以 PPS 为主材的滤料，要求克重为（550600）g/m 2，而对于特殊工况，需以 PTFE 为主材的滤料，克重需做到（600800）g/m 2，具体应以实际工况要求选择。滤料材质的选择需同时考虑各种工况条件、除尘性能要求及除尘器的设计参数。滤料材质选择应慎重，特别是在工况条件较恶劣时，选择合适的滤料才能满足排放及寿命等要求。六、 它核心袋配及重要件选用1. 袋笼的选用袋笼是支撑滤袋的关键构件，其结构优劣将影响滤袋寿命。袋笼竖筋是滤袋最大受力线，数量越多，滤袋单位面积负荷越小，滤袋寿命更长。其选用要点为：a
24、) 150mm 及以上规格滤袋，袋笼竖筋宜选用 16 筋，120mm 140mm规格滤袋，袋笼竖筋宜选用 14 筋；b) 袋笼笼口需采用法兰式防护套结构，避免高速喷吹气流冲刷滤袋口，有效防止袋口损坏；c) 表面采用有机硅喷涂烘烤工艺，提高防腐性能；d) 分节式结构，可靠卡环联接或轴联接，操作简洁方便。2. 脉冲阀的选用a) 国际通用的为隔膜式，个别厂商用活塞式。b) 隔膜阀国际品牌有高原、大河、ASCO 等，国内品牌有上海袋配、苏州协昌。质量国际品牌略优，售后服务上国内品牌更好。c) 脉冲阀使用寿命为 100 万次（或五年） 。3. 花板的选用a) 花板的制作和焊接符合相应行业标准。采用激光加
25、工，充分保证孔径、孔位、平面度要求，安装后确保花板平整，花板平面度1/1000，对角线长度误差3mm，孔距1mm 内孔加工表面粗糙度为 Ra=3.2。滤袋与花板的配合合理，滤袋安装后，必须严密、牢固不掉袋、装拆方便。其锈蚀等级为 1 级,且经过退火处理。b) 花板面钢板材质选用 t6mm 宝钢轧制低碳钢平板，大型机组花板厚度建议采用 8mm 或 10mm；4. 气包的选用a) 气包属压力容器，按国家规范要求应采用无缝钢管加工，不允许采用直缝焊管或螺纹管加工；b) 要有足够的容积。根据脉冲阀喷吹量，气包需保证有足够的容积，以满足一次喷吹所需耗气量。按经验气包内径需350mm。七、 滤袋保护装置的
26、选取锅 炉 系 统 运 行 时 ， 起 炉 阶 段 及 低 负 荷 时 的 投 油 助 燃 ， 锅 炉 尾 部 燃 烧 或 回 转式 空 预 器 卡 涩 ， 水 冷 壁 、 过 热 器 、 再 热 器 、 省 煤 器 爆 管 将 产 生 不 利 于 滤 袋 性 能的 工 况 。 因 此 ， 除 尘 器 必 须 考 虑 必 要 的 保 护 装 置 ， 保 护 方 式 有 起 炉 前 预 涂 灰 、旁 路 烟 道 、 喷 水 降 温 装 置 。 选 用 原 则 如 下 ：1. 预涂灰装置，点炉投运助燃防护滤袋的必备装置。2. 喷水降温装置，目前在各种袋类除尘器中使用的效果不理想，主要在于除尘器进口烟道长度短、烟气流速快，雾化水难以有效热交换而蒸发，不但达不到降温反而引起烟道湿壁腐蚀、糊袋、灰斗湿壁堵灰等负面作用，龙净环保不推荐选用。3. 旁路烟道，可以实现点炉、超高温、超低温保护功能，只要当地环保和系统许可，推荐选用。其设计原则为：按处理烟气量的 50%计算，设计旁路阀出口烟气流速控制在 25m/s30m/s。
