戴柏仙
江苏阿波罗空调净化设备制造有限公司 214522
摘要：如今我国经济发展速度不断加快，工业生产造成的环境污染问题也开始受到更多人的重视。火电厂是通过燃烧煤炭完成发电，燃烧过程会产生大量粉尘。本文将结合火力发电厂做好除尘工作的重要性，结合布袋除尘器的使用原理，对滤料的使用、滤袋的维护等方面展开讨论，为保护大气环境提供帮助，
关键词：布袋除尘器；火力发电厂；除尘质量
引言：伴随工业生产出现的水污染、空气污染不仅会给生态环境造成不可逆的伤害，同时还会给人类身体健康带来损害。全球各国每年越向大气中排放7亿吨污染物，其中灰尘占15%。例如：近几年最常讨论的PM2.5，就是由硝酸盐、铵盐、有机碳和钠盐组成的细颗粒，其可以长时间停留在空气中，并对环境造成污染。
一、火力发电厂做好除尘工作的重要性
我国是煤炭大国，而全球电能的主要来源仍然是燃烧煤炭，来实现能源转化。虽然太阳能、风能等可再生能源也在开发，但是还不能满足社会生活生产的全面需求。火力发电厂内的燃煤机组在使用过程中，会产生大量粉尘，如果传播到空气中，会造成严重的粉尘污染。因此，火力发电厂做好除尘工作，是实现煤炭能源清洁化的重要措施，更是电力系统实现长远发展的必然选择。目前，布袋除尘器是很多大型火电厂都会选用的一种除尘设备，该除尘技术最早出现于上世纪80年代，但是由于当时年代过早，技术开发不成熟，设备制作水平也比较低，所以滤袋和滤料的质量较差，除尘效果一般。但随着科学技术的不断发展，布袋除尘器的开发也更加成熟，除尘质量、耐磨性都有了质的飞跃。而且布袋除尘器具有占地面积小、使用方便、烟尘净化率高、烟尘排放浓度低、除尘速度快等优势。相比较于其他除尘技术，布袋除尘器的适用性更加广泛。为了保证火力发电厂的稳定、安全运行，技术人员要做好布袋除尘器的维修工作，结合火电厂实际运行情况，选择适合的滤料和滤袋[1]。
二、布袋除尘器在火力发电厂中的应用
（一）布袋除尘器的原理
布袋除尘器工作原理就是通过滤袋对含烟尘气体进行有效过滤，从而达到除尘降尘的效果。布袋除尘器的过滤分为两个环节，首先，火电厂排放的含烟尘气体要通过干净的滤料，滤料可以实现的过滤效果，就是利用滤料纤维阻留烟尘颗粒；其次，当阻留的粉尘不断增加，一部分粉尘嵌进到滤料内部，一部分覆盖在滤料表面形成粉尘层，此时主要依靠粉尘层过滤含尘气体。含尘气体进入除尘器后，气流速度下降，烟尘中较大颗粒直接沉淀至灰斗，其余尘粒从外至内穿过滤袋进行过滤，清洁烟气从滤袋内侧排放，飞灰被阻留在滤袋外侧。随着积灰的不断积累，除尘滤袋内外侧的压差逐步增加，当压差达到设定值时，电磁阀膜片自动打开，脉冲压缩空气通过喷嘴喷进滤袋，滤袋膨胀，使附着在滤袋上的粉尘脱落至灰斗，达到除尘的效果。
（二）除尘器的结构设计
想要实现对火电烟气进行脱酸过滤，要先做好布袋除尘器的设计，分析烟气排放的特点以及其他外界影响因素。火电厂煤炭燃烧的烟气成分较为复杂，其中有很多重金属成分会对人体造成严重伤害。目前常使用的布袋除尘结构为：活性炭喷射+布袋除尘器。烟气经过半干法脱酸后，会进入到布袋除尘器内，这时烟气温度会维持在150℃-160℃左右。这时烟气不会在除尘器内出现结露问题，但如果锅炉处于停工状态，低温烟气很容易进入到布袋除尘器中。所以布袋除尘器需要长时间保持150℃的运行状态，为提高保温效果。可以使用100mm的厚岩棉来覆盖箱体。如果覆盖后，仍发现箱体经过加热后出现局部腐蚀问题。需要将厚岩棉增加到150mm。如果除尘器内长时间存灰，导热性很容易受影响。当局部出现低温问题时，灰斗板会出现结露，烟气中存在的消石灰粉、硫酸钙和氯化钙会造成除尘器收集到的颗粒流动性差，所以要定期对除尘器温度进行检查，确保其高于100℃，如果温度过低，需要使用电加热器。因为除尘器往往是由多个仓室组成，仓室内安装了独立的进风烟道，为保证气流顺利通行，进风烟道的不能处于水平位置。而是要稍微向下倾斜，这样有利于粉尘顺利进入灰斗，不会存积在进风管内[2]。
（三）除尘滤袋的使用与维修
布袋除尘器经过长时间使用后，设备自身的除尘效果会慢慢减弱，使用寿命也会缩短。为保证除尘质量满足环境保护要求。需要结合火力发电厂的烟尘特定，会对除尘履带进行维护和更换。例如：某火力发电厂的布袋除尘器运行时间为3200小时，经过检查后，技术人员发现，其中滤袋有35条破损，破袋率高达2.1%，这时就要对所有滤袋进行检测。经检查发现，存在以下几种问题：1.滤袋表面附着了很多结块状粉尘，异物较多，且一部分带有油脂。这是由于锅炉排放的火油雾和酸露点造成的；除尘口的一些仓室内，靠近棚顶位置的滤袋存在结块，而且一些滤袋呈糊状；3.滤袋在经过反复0.28-0.3Mpa的喷吹后，仍存在较大的布袋差压，这可能是因为SNCR氨散逸出来，形成了硫酸氢铵；4.滤袋在使用3-5年后，经过检测后发现破损，滤袋已经收缩，袋笼无法从滤袋中拿出。出现上述问题后，技术人员要及时对布袋除尘机的滤袋进行更换，更换滤袋前，要先使用DCS来观察破损的仓室，并拆除清灰喷吹管，然后更换滤袋，操作时，需要分析好其他仓室的压差，如果两个仓室的压差较大，就要调整锅炉负荷。
（四）选择合适的滤袋材料
目前，布袋除尘器使用的滤料主要为：有机织物、织造材料、复合材料共同组成。其中机制滤料是最为传统的一种加工手段，该滤料具有制作简单、成本低廉、发展时间长等优势，所以在滤料市场上仍有很多人选择。
而非织造材料的制作难度较大，使用了相对复杂的网络结构，材料内含有微孔和弯曲通道，能够很好的过滤烟尘中的颗粒，是布袋除尘器中常使用的理性材料。而复合材料则是经过覆膜、涂层、原料差别化技术手段和工艺差别化手段来提高布袋除尘器的过滤性能，满足火电厂的烟尘排放需求。
袋式除尘器一般根据含尘气体的性质、粉尘的性质及除尘器的清灰方式来选择不同材质的滤料，选择时遵循下述原则：
（1）滤料性能满足生产条件和除尘工艺的一般情况和特殊要求。
（2）在上述前提下，尽可能选择使用寿命长的滤料，这是因为使用寿命长不仅能节省运行费用，而且可以满足气体长期排放的要求。
（3)在气体性质、粉尘性质和清灰方式中，抓住主要影响因素选择净化滤料，如高温气体、易燃粉尘等。
1、根据含尘气体性质选择
（1）气体温度。含尘气体温度是滤料选用中的重要因素。通常把小于100℃的含尘气体称为常温气体，大于100℃含尘气体称为高温气体，即可将滤料分为两大类：常温滤料和高温滤料。因此需要根据烟气温度选用合适的滤料。
滤料的耐温有“连续长期使用温度”“瞬间短期温度”两种。“连续长期使用温度”是指滤料可以适用的、连续运转的长期温度，以此温度来选用滤料。“瞬间短期温度”是指滤料所处每天不允许超过10min的最高温度，时间过长，滤料就会软化变形，使布袋寿命大大缩短甚至失效。
（2）气体湿度。含尘气体按相对湿度分为三种状态：相对湿度在30%以下时为干燥气体，相对湿度在30%-80%为一般状态，气体相对湿度在80%以上即为高湿气体。对于高湿气体，又处于高温状态时，特别是含尘气体中含SO3时，气体冷却会产生结露现象。这不仅会会使滤袋表面结垢、堵塞，而且会腐蚀结构材料，因此需特别注意，对于含湿气体在选择滤料时应注意以下几点：
1)含湿气体使滤袋表面捕集的粉尘润湿黏结，尤其对吸水性、潮解性和湿润性粉尘会引起糊袋。此时应选用锦纶与玻璃纤维等表面滑爽、长纤维、易清灰的滤料，并宜对滤料使用硅油、碳氟树脂做侵渍处理，或在滤料表面使用丙烯酸、聚四氟乙烯等物质进行涂布处理。塑烧板和覆膜材料具有优良的耐湿和易清灰性能。但作为高湿气体首选应是拒水防油的滤料。
2）当高温和高湿同时存在时会影响滤料的耐温性，尤其对于绵纶、涤纶、亚酰胺等水解稳定性差的材质更是如此，应尽可能避免。
3）对含湿气体在除尘滤袋设计时宜采用圆形滤袋，尽量不采用形状复杂、布置十分紧凑的扁滤袋和菱形滤袋（塑烧板除外）。
（3）气体的化学性质。在各种炉窑尾气和化工废气中，常含有酸、碱、氧化剂、有机溶剂等多种化学成分，而且往往受温度、湿度等多种因素的交叉影响。因此选用滤料时应考虑气体的化学性质。
2、根据粉尘性质选择
（1）粉尘的湿润性和黏着性。粉尘的湿润性、浸润性是通过尘粒间形成的毛细管作用完成的，与粉尘的原子链、状态以及液体的表面张力等因素相关，可用湿润角秋表征。通常称小于60度者称为亲水性，大于90度者称为憎水性。吸湿性粉尘在其湿度增加后，粒子的凝聚力、黏性力随之增加，流动性，荷电性随之减小，粘附于滤袋表面，久而久之，清灰失效，尘饼板结。
（2）粉尘的可燃性和荷电性。某些粉尘在特定的浓度状态下，在空气中遇火花会发生燃烧或爆炸。粉尘的可燃性与其粒径、成分、浓度、燃烧热以及燃烧速度等多种因素有关。粒径越小，表面积越大，越易点燃。粉尘爆炸的一个重要条件是密闭空间，在这个空间其爆炸浓度下限一般为每立方米几十至几百克，粉尘的燃烧热量和燃烧速度越高，其爆炸威力越大。粉尘燃烧或爆炸火源通常是由摩擦火花、静电火花、炽热颗料物等引起的，其中荷电性危害最大。这是因为化纤滤通常是容易荷电的，如果粉尘同时荷电则极易产生火花，所以对于可燃性和易荷电的粉尘如煤粉、焦粉、氧化铝粉和镁粉等，宜选择阻燃型滤料和导电滤料。
一般认为氧指数大于30的纤维中混入导电纤维，使滤料在经向或伟向具有导电性能，使电阻小于1*109欧姆。常用的导电纤维有不锈钢纤维和改性（渗炭）化学纤维。两者相比前者导电性能稳定可靠，后者经过一定时间后导电性能易衰退。导电纤维混入量约为基本纤维的2%-5%。
（3）粉尘的流动和摩擦性。粉尘的流动和摩擦性较强时，会直接磨损滤袋，降低使用寿命。表面粗造、菱形不规则的粒子比表面光滑的球形粒子磨损性大10倍。粒径为90微米左右的尘粒的磨损性最大，而当粒径减小到5-10微米，时磨损性已十分微弱。磨损性与气流速度的2-3万次方与粒戏的1.5次方成正比，因此，气流速度及其均匀性是必须严格控制的。在常见粉尘中，铝粉、硅粉、焦粉、碳粉、烧结矿粉等属于高磨损性粉尘。对于磨损性粉尘宜选用耐磨性好的滤料。
结论：综上所述，布袋除尘器目前在我国大中火电厂中，被广泛应用在除尘系统中。相比较于其他除尘技术和除尘设备，布袋除尘器具有操作简单、方便快捷等优势。为了提高除尘质量，减少成本投入，工作人员要加强对布袋除尘器的检查与维修，确保布袋除尘器使用时的稳定性、安全性及可靠性，延长设备使用年限。
参考文献：
[1]雷跃生.发电厂电除尘高频电源控制器误发IGBT温度高跳闸分析[J].电工技术,2021,{4}(04):81-82.
[2]张迪.浅议火力发电厂环境保护存在的问题及应对措施[J].清洗世界,2020,35(12):110-111.