布袋除尘器的结构和清灰控制

布袋除尘器的结构和清灰控制

在前面布袋除尘器的分类一节中已经介绍了根据不同的清灰方式所分的三种形式的布袋除尘器，事实上，还有其他一些清灰的方式，比如磁振动式，声波助振荡式等等。不管采用哪种形式的清灰装置，清灰的目的和需要遵循的原则是一样的。即当滤袋上的积灰不断增加，滤袋的前后压差增加到某一个值时，就要对滤袋进行清灰，使滤袋恢复到比较理想的清洁状态。有两点需注意的是：

1、清灰不能太频繁太剧烈，滤袋表面必须保存一层滤层（不能把滤料上面已经收集到的一层滤层清掉），这就要在清灰强度（包括清灰频率）设计时加以考虑。

2、需要清灰的滤袋压差设定点要根据滤袋的使用情况合理设定。压差设定点不能定得太高，否则，运行时间不长细灰颗粒就会嵌入滤袋太深，影响滤袋使用寿命。在滤袋使用寿命的后期，因细灰颗粒嵌入滤袋已较多，清灰的频率要增加。

随着科技的不断发展，清灰的控制现在都采用PLC程序控制。理论上最理想的清灰程序是每一个滤袋前后压差达到设定值时开始清灰，到压差降到某一个设定值时停止清灰。但事实上测定每个滤袋的压差是不可能的。因此，一般清灰程序都是按每个过滤单元前后的压差和压差变化的时间长短这两个参数来设计的。在正常情况下，清灰系统会根据所测量到的参数按照预先编制好的各种清灰程序进行自动清灰（“定时清灰” 或“定压清灰”）。在特殊情况下（比如测量元件故障，运行工况异常……等），可以切换到手动控制进行清灰。当然PLC程序控制装置具有自动报警功能，出现异常情况会随时报警，提醒运行人员注意或采取应急措施。

不同的清灰方式，有不同的清灰特点，自然其结构也明显不同，就是相同清灰方式的布袋除尘器，因不同的制造厂有各的技术专利，其结构也有不同，因此，在这里只可能把几种类型的布袋除尘器的清灰控制，结合其结构作简单介绍。

——烟气反吹式布袋除尘器

这种形式的布袋除尘器在美国电站使用初期用得较多。含尘烟气从布袋除尘器的下部经过进口阀后，流过灰斗上面的缓冲板进入滤袋后，滤袋为圆形。一定数量的滤袋以方阵布置组成一个除尘单元。在前面已经介绍过，布袋是在袋的封口端垂直悬挂着，下部口袋用卡环固定在管板上，袋内没有笼骨（长的滤袋有支撑环），烟气进入袋内把袋鼓起，灰在袋内收集。为了防止滤袋未张紧在底部下垂，滤袋上部的固定有弹簧式和重锤式两种，过滤后的清洁烟气经过出口提板阀排出。

当滤袋两边压差达到设定值时进行清灰。清灰时，要被清灰的这一个除尘单元的出口提升阀关闭，打开反吹提升阀（反吹风由一个低压反吹风机提供），一股低压风进入清洁烟气室与清洁烟气一起反向吹向滤袋，使滤袋压瘪变形，灰抖落掉入灰斗达到清灰的目的。清灰结束，被清灰单元的出口提升阀打开，反吹风提升阀关闭，该单元投入运行。然后转到下一个除尘单元进行清灰。这种方式的清灰动作比较缓慢，作用在滤袋上的机械张力较小，对滤袋的损伤也较轻。但清灰效果相对而言要差一些，所以有时候需连续反吹几次再转到下一个单元清灰。

这种清灰方式所配的反吹风机的参数一般为：压头：H=50（mmH2O），流量：Q=总风量/过滤单元（m3/h）。

另外，每个除尘单元的出口提升阀的严密性非常重要的，否则反吹风会泄露掉，影响清灰的效果。

——机械抖动式（振动式）布袋除尘器

机械抖动式（振动式）布袋除尘器：与烟气反吹式布袋除尘器相类似；滤袋也是在袋的封口端垂直悬挂着，袋内没有笼骨（长的滤袋有支撑环），烟气进入袋内把袋鼓起，灰在袋内收集，不同的是：它是依靠滤袋顶部的支承机构的机械抖动（振动）使滤袋摆动起到变形作用，使灰从滤袋上清理下来。抖动（振动）的方式因滤袋上端的悬挂方式不同而略有不同，一般是靠马达驱动滤袋顶部反承机构抖动。

当滤袋前后压差达到设定值时进行清灰，要被清灰的这一个单元的进出口门关闭，除尘单元处于停用状态。马达启动抖动开始（一台马达带动一片组滤袋抖动），持续一段时间后停止，达到清灰的目的。清灰结束，被除尘单元的进出口门打开，该单元投入运行，然后转到下一个除尘单元进行清灰。

这种清灰方式的振打“强度”的设计是很重要的。振打“强度”太大对滤袋的损伤太大，因此振打“强度”不能超过极限（振打“强度”的增大并不能使滤袋清理得更干净）。相反振打“强度”太小又不能起到很好的清灰效果。

振打“强度”是由振幅、振动频率（该两项参数也就确定了振动加速度）和振动持续时间三个主要因素所组成的，它们之间又相互影响。因此，在清灰程序的编制和有关值确定的时候，当振幅或频率确定之后，振动持续时间的长短是很重要的。在调试期间还要根据经验数据和现场情况综合考虑。

这种清灰方式的布袋除尘器与其他方式的布袋除尘器比较，对滤袋的机械强度要求最高，而清灰效果不是最好。

上述两种清灰形式的布袋除尘器所选用气布比都必须是低气布比，因此，体积庞大，造价高。另外，含尘烟气从袋口进入滤袋，袋口处局部烟速大，并存在涡流区，虽然管口设有防磨短管，但滤袋还是比较容易损坏。随着科技的进步，现在已经不主张采用这两种形式的布袋除尘器。

——脉冲清灰布袋除尘器

与前两种形式的布袋除尘器明显的区别是灰在滤袋内部被收集，滤袋靠袋内部的金属笼骨支撑，上端用各种方式固定在花板上。它的清灰是靠清洁的压缩空气周期性地脉冲喷入滤袋，使滤袋变形，使积存在滤袋外面的灰去掉。

前面已经讲到它们有高压脉冲、中压脉冲和低压脉冲三种形式，其结构、滤袋的固定方式、脉冲压缩空气的参数等都各不相同。

1、高压脉冲——典型产品是EEC公司生产的布袋除尘器。

该高压脉冲布袋除尘器的特点是：阶梯式的入口总管把气体均匀地分布到每个除尘单元，并保证了进气的均匀性。

除尘器的滤袋为圆形，由抗瘪的袋笼所支撑，一定数量的滤袋以方阵布置组成一个除尘单元。每个除尘单元的进、出口配有挡板门，清灰时进出口挡板门关闭，执行离线清灰。每一个滤袋口处有一个文丘里管，文丘里管与袋笼上端固定，并用螺栓压板固定在管板上。

每一排滤袋上面布置一根反吹压缩空气管，管上开有反吹孔，每个孔与每个滤袋——对应。每一根反吹压缩空气管上装一个由电磁阀控制的隔膜脉冲阀。当清灰时，隔膜脉冲阀迅速打开，压缩空气以一股同速气流喷入滤袋，气流经过文丘里管起到喷射作用，把周围的一部分清洁烟气吸入，在袋内形成微正压使滤袋变形，达到清灰的目的。高压脉冲压缩空气由空压机提供，气体压力为0.60～0.80Mpa，压缩空气经过压缩空气罐后和每一根反吹压缩空气管连接。

清灰的自动控制是由PLC控制装置来执行，可自动控制和手动控制。自动控制有“定时控制”和“定压控制”两种程序，且“定压控制”优先，即运行时，按设定的时间间隔进行清灰；如果在设定的时间间隔内压差超过设定值，清灰就会马上进行。同样，该装置也设有各种异常工况的报警。

高压脉冲清灰的压缩空气压力高，脉冲时间为0.2—0.5秒。诱导的清洁气量大，耗气量最小，但对压缩空气的品质要求也高。

另外，这种高压脉冲清灰方式一次脉冲反吹的滤袋数量是有限的，因此，所需的隔膜脉冲阀最多，较大容量锅炉上的布袋除尘器所配的隔膜脉冲阀超过千个。这对运行维护管理不利。

另一个典型的高压脉冲布袋除尘器是AEROPULSE的产品。它的特点是：滤袋直径小（φ114mm），布置间距大；全侧向进气有利于粉尘的沉降。文丘里管设计为凸缘卡环结构，在管板上固定和拆装快捷方便。采用在线清灰。

2、中压脉冲——典型产品是HAMON公司生产的布袋除尘器

HAMON公司的中压脉冲布袋除尘器与EEC高压脉冲布袋除尘器是相似的，只是脉冲反吹压缩空气压力低一些，一般为0.20—0.40Mpa。它的滤袋也为圆形，由袋笼支撑，方阵布置，组成一个除尘单元。每一个滤袋口也装有文丘里管，清灰机理和清灰的自动控制与高压脉冲袋除尘器一样，这里不再重复。

“中压”和“高压”脉冲清灰的清灰效果都是不错的，但文丘里管附近区域清灰能力差一些，对滤袋的机械强度要求也高一些。

3、低压脉冲——典型产品是LURGI公司生产的布袋除尘器。

该低压脉冲布袋除尘器的特点是：滤袋为椭圆形，由抗瘪的袋笼所支撑，一定数量的滤袋以同心圆状布置组成一个除尘单元。每一个除尘单元的进出口挡板门可设计在除尘器本体内，也可设计安装在除尘器本体外。烟气是从除尘器下部进入后均匀地分配到滤袋的外侧，过滤的清洁烟气从滤袋内排到上部的清洁烟气室，然后经过出口挡板门排出。每一个除尘单元配一套清灰装置（包括脉冲储气罐，电磁阀，隔膜脉冲阀和反吹风支管），旋转反吹风支管由位于顶部的驱动电机带动旋转（转速大约为1转/分），风管上设有空气喷口（喷口设计时考虑到吹风的均匀性，每一布袋圈上方对应一个脉冲喷口）。低压的压缩空气（0.06-03.08Mpa）由罗茨风机提供，风机首先向集气罐冲气，再通过输气管道输送到各个脉冲储气罐。除尘器采用在线反吹清灰，由PLC控制装置执行。当PLC控制装置发出清灰指令后，隔膜脉冲阀在电磁阀的作用下迅速打开，低压压缩空气进入旋转反吹风支管，经过喷口对滤袋进行反吹清灰。它的清灰是靠一定量的低压空气进入滤袋内，使滤袋鼓起变形除尘。

椭圆滤袋的同心圆布置结构紧凑，磨损少，清灰较均匀，滤袋设计比较长，为拆装方便袋笼分段设计，结构合理结实，拆装容易，无需特殊工具。袋笼上部装有1.6mm厚的碳钢环，可以将过滤布袋的绑锁在孔上，维护人员在孔板板面上行走也不会造成损害。在停止运行维修期间，旋转支管可以用手自由地转动。这使得布袋进行检测和更换比较方便。

除尘器反吹清灰，可自动控制和手动控制（正常为自动控制）。自动控制时，通过监测到的花板内外（即滤袋内外）压差，按预先编制好的控制程序自动在线发出清灰的指令。一般清灰程序设计有3种反吹清灰模式来保证滤袋在整个寿命期内维持最低的除尘阻力。