電除塵器改造為脈沖袋式除塵器及褶式濾筒的方法
靜電除塵器作為一種可靠的收集粉塵的方法已經(jīng)存在許多年了。今天，靜電除塵器被應(yīng)用于全球的各種不同的工業(yè)領(lǐng)域中，包括發(fā)電、紙漿、造紙、水泥、采礦、廢棄物焚燒、石化生產(chǎn)及鋼鐵生產(chǎn)等。
靜電除塵器在剛開(kāi)始使用的階段一般運(yùn)行非常高效，但是隨著使用年數(shù)的增加，盡管采用恰當(dāng)?shù)木S護(hù)手段，它的運(yùn)行效率還是會(huì)逐漸地下降。
一般來(lái)說(shuō)，使用廠(chǎng)家對(duì)于運(yùn)行效果不佳的靜電除塵器有兩種解決途徑：購(gòu)買(mǎi)新的靜電除塵器來(lái)更換舊的，用新的部件來(lái)改造舊電除塵器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。兩種途徑都有它的優(yōu)點(diǎn)，但兩者均是依靠電除塵器的運(yùn)行原理進(jìn)行粉塵的收集。
許多生產(chǎn)廠(chǎng)愿意將原電除塵收塵方式改變?yōu)闉V件過(guò)濾收塵方式，即使用可更換的濾件來(lái)替代金屬質(zhì)收塵極板作為收塵的方式。但是，根據(jù)設(shè)備成本，生產(chǎn)線(xiàn)再培訓(xùn)等因素，更新舊靜電除塵器或采用新布袋除塵器來(lái)替換舊的電除塵器的成本都會(huì)非常高。
由于以上原因，大多數(shù)廠(chǎng)家避免采用安裝新布袋除塵器，轉(zhuǎn)而將他們的大量投資用于提高改進(jìn)原電除塵器的使用效果。
在過(guò)去的幾年中，通用電氣能源集團(tuán)已設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)了一套不需破壞原設(shè)備，不延長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間將任何種類(lèi)的電除塵器徹底改造成脈沖式袋式除塵器的方案，通過(guò)一系列成功的改造，電除塵器改造為袋除塵器后設(shè)備的使用效果被證實(shí)比以前最初估計(jì)的要好得多。
一、將電除塵器改為袋式除塵器的原因
今天，絕大多數(shù)環(huán)保工程師會(huì)同意濾布過(guò)濾技術(shù)比靜電除塵技術(shù)更具有優(yōu)越性。因此，現(xiàn)在全世界安裝的絕大多數(shù)新的收塵器為袋過(guò)濾收塵器（袋式濾件除塵器），袋式除塵器和靜電除塵器比較有以下幾點(diǎn)主要優(yōu)勢(shì)：效率更高（排放更低）；維護(hù)減少（部件、人力）；可在線(xiàn)維護(hù)（當(dāng)袋除塵器被分倉(cāng)隔離時(shí)）；對(duì)入口粉塵的性質(zhì)變化沒(méi)有太精確的限制要求；可處理增加的通風(fēng)量；當(dāng)工藝狀況改變時(shí)，可以改變過(guò)濾介質(zhì)。
袋式除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)是降低排放濃度，隨著全球空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，煙囪的粉塵排放在決定粉塵收塵系統(tǒng)時(shí)成為越來(lái)越重要的影響因素。許多電除塵器設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單地達(dá)到所需非常低的排放水平，電除塵器改造能有效降低粉塵排放濃度，被認(rèn)為是一種可行的方案。
然而，電除塵器改造不能勝任一些由于粉塵太細(xì)使電除塵器不容易收集、粉塵比電阻太高或者導(dǎo)電性太好使粉塵不容易保持較好的荷電，從而使電除塵器不能很好地對(duì)粉塵進(jìn)行收集的場(chǎng)合。對(duì)這些工況，使用袋式過(guò)濾技術(shù)是一種較好的選擇。
二、脈沖噴吹式袋除塵器的特點(diǎn)
含粉塵氣體進(jìn)入袋除塵器后，經(jīng)過(guò)導(dǎo)流板分布導(dǎo)向過(guò)濾元件。入口部位的作用是降低進(jìn)入粉塵的運(yùn)行速度，并利用重力原理使大顆粒的粉塵直接沉降，從而產(chǎn)生到達(dá)過(guò)濾元件均衡分布的氣流。這樣可使粉塵氣流不會(huì)對(duì)過(guò)濾元件產(chǎn)生過(guò)多的磨損。當(dāng)含粉塵氣體被引導(dǎo)通過(guò)過(guò)濾元件時(shí)，凈化的氣體穿透過(guò)濾元件，進(jìn)入凈氣室（花板上面部分），粉塵則被捕集在過(guò)濾元件的外側(cè)。干凈的氣體從凈氣室經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)的引導(dǎo)從煙囪排出。
過(guò)濾元件在收集粉塵時(shí)，需要定期地進(jìn)行濾件表面清灰以保持除塵器所期望的運(yùn)行阻力水平，清灰過(guò)程中當(dāng)壓縮空氣被直接向下導(dǎo)入過(guò)濾元件的內(nèi)部，可馬上將過(guò)濾元件表面的塵餅進(jìn)行撥離。干凈的壓縮空氣經(jīng)脈沖噴吹閥調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò)噴吹管直接導(dǎo)入過(guò)濾元件。對(duì)于脈沖式袋除塵器過(guò)濾元件的清灰可在線(xiàn)進(jìn)行。塵餅經(jīng)過(guò)清灰過(guò)程，從過(guò)濾元件外表面剝落，逐漸進(jìn)入灰斗。壓縮空氣的急速脈沖式清灰是用來(lái)保持過(guò)濾元件外表面清潔和正常工作的惟一途徑。
脈沖式袋除塵器比其他清灰方式的袋除塵器有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：脈沖式袋除塵器可制作得很緊湊，外形尺寸可多種多樣。設(shè)備所包括的活動(dòng)部件數(shù)量較少，這些部件中的脈沖噴吹閥可能需要進(jìn)行維護(hù)或更換，由于這些活動(dòng)部件大多位于袋除塵器箱體外部，十分方便進(jìn)行維護(hù)、更換。過(guò)濾元件既可在凈氣室進(jìn)行安裝（從上面將其裝入除塵器），也可在含塵室進(jìn)行安裝（在除塵器下部進(jìn)行安裝）。傳統(tǒng)的脈沖噴吹式袋除塵器采用濾袋和帶有金屬文丘里（用于從噴吹管中引導(dǎo)干凈的壓縮空氣）的骨架，現(xiàn)代的新型袋除塵器采用將傳統(tǒng)的濾袋和骨架組合成濾料、骨架一體型的褶式過(guò)濾元件來(lái)替代傳統(tǒng)濾袋，褶式過(guò)濾元件可用來(lái)提高總的過(guò)濾面積，進(jìn)一步縮短元件的安裝時(shí)間。
脈沖式袋除塵器設(shè)計(jì)正被全世界作為主要的袋式除塵方式來(lái)選擇，許多工廠(chǎng)將他們的機(jī)械振打式、氣箱脈沖式袋除塵器的清灰方式改造成脈沖式清灰。現(xiàn)在絕大多數(shù)袋除塵器生產(chǎn)廠(chǎng)可提供脈沖式清灰技術(shù)，作為他們產(chǎn)品線(xiàn)的重要組成部分。
歷史上對(duì)袋式除塵器一般較關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題是其處理溫度非常高的粉塵氣體的能力，這也是為什么在發(fā)電廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)等行業(yè)中靜電除塵器變得如此流行的原因之一。另外較為關(guān)注的是高磨損性的粉塵易導(dǎo)致過(guò)濾元件過(guò)早的損壞（此問(wèn)題在靜電除塵技術(shù)中鮮為發(fā)現(xiàn)）。在制定電改袋方案時(shí)，應(yīng)充分考慮這一問(wèn)題，能夠提出可行的相應(yīng)解決辦法。
三、將電除塵器改造為袋式除塵器的方法
將電除塵改造為布袋除塵的想法由來(lái)已久，到目前為止在世界各地已有些改造的案例。近來(lái)，隨著電除塵器使用的老化，對(duì)除塵效率要求的日益提高，電除塵器改造布袋除塵器的需求又被賦予了新的要求和生命力。
在大多數(shù)情況下，現(xiàn)有的電除塵器邊緣殼體、灰斗、管道、物料輸送系統(tǒng)都可以保留并沿用。值得討論的是凈氣室究竟該在電除塵器內(nèi)部氣室中添加，還是應(yīng)該在現(xiàn)有殼體的頂部添加。我們主要依據(jù)氣流的溫度，現(xiàn)有電除塵器的尺寸、設(shè)計(jì)的氣流量、過(guò)濾元件的材質(zhì)等各種因素來(lái)作取舍。
典型的改造分成五個(gè)步驟：
１．去除電除塵器內(nèi)部的各種部件。包括極線(xiàn)、極板、振打系統(tǒng)、變壓器、上下框架、多孔板等等。通常所有的工作部件都應(yīng)去除，只留下一個(gè)空殼。
２．安裝花板、擋板、氣體導(dǎo)流系統(tǒng)。有些改造可能會(huì)涉及到對(duì)管道及進(jìn)出風(fēng)口的改動(dòng)以達(dá)到最佳效果。若是凈氣室在結(jié)構(gòu)體外部安裝，也應(yīng)在此步驟中完成。
３．安裝入門(mén)孔、走道及扶梯。根據(jù)凈氣室及通道的位置來(lái)安裝入門(mén)孔、走道及扶梯。
４．安裝過(guò)濾元件。袋除塵器的過(guò)濾元件選擇至關(guān)重要?熏主要取決于風(fēng)量、氣流溫度、除塵器尺寸、安裝使用要求及價(jià)格成本。選擇合適的過(guò)濾元件對(duì)整個(gè)工程的成敗起著舉足輕重的作用。沒(méi)有合適的過(guò)濾介質(zhì)，改造后的袋除塵器未必會(huì)優(yōu)于原有的電除塵器，更有甚者，錯(cuò)誤的選擇濾袋會(huì)導(dǎo)致其快速磨損，增加了更多的維護(hù)工作量。只有合理的設(shè)計(jì)、造型和安裝濾袋才會(huì)保證高效率除塵及最少的維護(hù)量。
５．安裝清灰系統(tǒng)。如前所述，我們選擇先進(jìn)的脈沖清灰技術(shù)作為清灰系統(tǒng)的主導(dǎo)。清灰系統(tǒng)主要包括壓縮空氣管線(xiàn)，脈沖閥、氣包、吹管及相關(guān)的電器元件。同時(shí)推薦盡可能要按壓差清灰，盡可能避免按時(shí)清灰。實(shí)現(xiàn)按壓差清灰，只需將按壓差清灰控制器與脈沖閥相連。當(dāng)控制器感應(yīng)到壓差增到高位時(shí)會(huì)啟動(dòng)脈沖閥噴吹至合適的壓差即行停止。根據(jù)不同的工藝條件清灰的“開(kāi)”、“關(guān)”點(diǎn)可以分別設(shè)置。
四、褶式濾筒的應(yīng)用
在很多電除塵器改為袋除塵器的案例中，我們應(yīng)用了褶式濾筒濾件，以取代傳統(tǒng)濾袋和籠架。畢威褶式濾筒ＰｕｌｅｓＰｌｅａｔ?誖的材料為獨(dú)特的紡黏聚酯連續(xù)纖維濾料，其質(zhì)地挺闊，益于打褶。濾筒的內(nèi)芯一般配以聚丙烯或網(wǎng)狀金屬材料。根據(jù)實(shí)際工況要求，濾筒的頂部和底部可作成橡膠或碳鋼的ＰｕｌｅｓＰｌｅａｔ?誖濾件通常采用４５褶，當(dāng)然按具體需要也可重新設(shè)計(jì)改變，標(biāo)準(zhǔn)的褶式濾筒使用溫度最大為１３００℃，特制的ＴｈｅｒｍｏＰｌｅａｔＴＭ最高運(yùn)行溫度可達(dá)２３２０℃。濾筒的長(zhǎng)度與直徑也分多種?熏以提供正確的過(guò)濾面積，還有濾筒的表面處理有許多選擇，如ｅＰＴＦＥ ＴＥＸ畢威覆膜濾筒能夠增加更大的過(guò)濾收塵效率。
與傳統(tǒng)濾袋相比，我們的畢威褶式濾件有三大優(yōu)勢(shì)：首先是收塵效率，紡黏聚酯纖維濾料對(duì)２微米以下塵粒的收塵效率為９９．９９％？紫毒o密的濾料纖維能在其表面就捕捉下來(lái)微細(xì)粉塵，阻攔塵粒鉆入濾料，該表面過(guò)濾濾料的另一個(gè)性能還有清灰優(yōu)良。第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是褶式濾筒可提供比同直徑濾袋高出２～３倍的過(guò)濾面積，這意味著即使濾筒做的短一些，也能獲得同樣的除塵器過(guò)濾面積，濾件做短后可明顯減小底部摩擦。除塵器下部增加的“沉降區(qū)域”能夠有效的降低風(fēng)速，并使一些塵粒在重力作用下落入灰斗。第三個(gè)優(yōu)越性是畢威褶式濾筒安裝極為簡(jiǎn)便，一體化的濾件免用籠架和文丘里管等附件，頂部式濾筒只要從凈氣室向花板孔內(nèi)投入即可。在上孔處使用一個(gè)彈簧漲圈更能增加濾筒與花板的密閉性。一般來(lái)講，安裝畢威濾筒所花的時(shí)間比濾袋要減少三分之一以上。
概而言之，利用畢威褶式濾筒改造電除塵器，給用戶(hù)帶來(lái)的效益很大：收塵效率大幅度提高，維護(hù)量顯著減少。用褶式濾筒改造電除塵器證明通用電氣能源集團(tuán)環(huán)境服務(wù)的這項(xiàng)技術(shù)相當(dāng)成熟，對(duì)減少排放，向除塵器免維護(hù)發(fā)展非常奏效。
改造電除塵器為袋除塵器的目標(biāo)是用較低的投資來(lái)提高收塵效率。需要指出的是，上述改造方案只是我們提高改進(jìn)電除塵系統(tǒng)運(yùn)行的種種方法與措施之一。例如還可以考慮安裝聲波喇叭輔助清灰，改進(jìn)極線(xiàn)種類(lèi)，應(yīng)用噴霧增濕調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，或者更新電控系統(tǒng)等。凡此種種方式方法均有助于使陳舊的電除塵器較好地運(yùn)行。我們倡導(dǎo)用戶(hù)對(duì)多種改造方案措施進(jìn)行可行性調(diào)查研究，在決定改造方案之前最好做出一個(gè)初步工程實(shí)施的研究方案。
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