近几年我国多个城市空气质量下降、雾霾频发，为了治理空气污染，打赢蓝天保卫战，我国采取了一系列的措施，并制定了最严格的《火电厂大气污染物排放标准》。这就对火电厂除尘系统提出了更高的要求，应用分室定位微压反吹机理的袋式除尘器效率高、能耗低，在国内多台火电机组的袋式除尘器中进行了成功的应用和推广，在火电厂除尘系统中优势显著。该项技术所表现出的高过滤精度，低运行阻力、延长滤袋使用寿命等特点，充分体现出该项技术的巨大优势和发展前景。
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分室定位反吹袋式除尘器工作流程
通过上述图可以看到：在使用该除尘器进行烟气过滤时，含尘的烟气先是通过滤袋的外表面，然后通过袋口、袋室口向净气室中流动，最后进入到引风机中，而此时，粉尘被阻挡在滤袋的外表面上，并形成粉尘层。当粉尘层的厚度超出一定值时，除尘器的整体阻力也会达到设定的值（800Pa或是1000Pa），那么，除尘器的清灰机构启动开始工作。
在清灰过程中，回转机构的下端将会做圆周运动，并在圆周运动一周后暂停，回转机构上部连接的是引风机的出口，通过在引风机出口与尘气室之间建立的压差从而形成反吹气流，并将持续一段时间，一般在4-30秒钟之间。反吹气流通过回转机构从滤袋口进入到滤袋后，滤袋因为受到内部的正压而出现鼓胀的状态，此时，气流会通过滤袋流向滤袋的外表面，并对附着在滤袋外表面的粉尘层产生气化的效果，粉尘层受到滤袋鼓胀、气流气化的双重作用而出现剥离，沉降到灰斗中，这样一个清灰过程完成。当完成一个袋式的清灰后，回转机构会旋转到下一个袋室口，并重复上面的操作动作，以此类推直到所有的袋室全部完成清灰才会停止。
微压反吹清灰机理分析
与传统的脉冲袋式除尘器相比，微压反吹清灰技术是通过差压建立微压反吹气流来实现对粉尘层的气化，消除了粉尘之间的粘聚力，使粉尘脱落；而传统的脉冲袋式除尘器是通过风机产生的高压气流鼓动滤袋后产生较大的反方向加速度使粉尘与滤袋剥离。可见，微压反吹清灰主要是依靠粉尘自身的重力沉降来实现清灰过程的，这种清灰的方式能够很好地保留与滤袋有接触的粉尘初层，而只是将外围的粉尘消除掉。
目前，在袋式除尘技术中，脉冲袋式除尘研究领域中的主流技术，也基本是依照脉冲清灰的机理来对其他的清灰方式进行分析和理解的。脉冲清灰的机理主要是以爆破模式作为理论基础的，它更加关注在清灰过程中气流的最大压力，最大反方向加速度，压力上升的时间等指标。由于在反吹清灰中气流的压力比较小，在清灰过程中并不存在反方向加速度，因此，一般认为这是清灰效果欠佳的弱清灰。
在燃煤电厂中，粉煤灰是一种干粉土。通过相关的实验与研究后发现，在进行反吹清灰的过程中，大多出现的是大片的尘块以滑落的形式脱离开滤袋，这不同于爆破运动，这更像是一种滑坡运动。考虑到清灰过程并不是清落滤料外表面的全部粉尘，需保持一定的粉尘初层，以保证清灰后的过滤精度。进行微压反吹清灰技术实施的过程中，一定要注意三个技术要点，即：分室离线、微压反吹、弹性滤袋。
（1）分室离线
在反吹过程中，清灰机构是罩在袋室口部的，它能够有效隔绝尘气室到净化室的气流，此时，分室内的多条滤袋就不会再过滤，而是处于一种离线的状态。
（2）弹性滤袋
在滤袋过滤、清灰的清灰过程中，是否能够出现形变的主要区别就在于是静态清灰，还是微压反吹清灰，这是关键影响因素。相关研究表明，在清灰过程中，如果能够发生形变的弹性滤料与刚性滤料相比，有着更好的清灰效果。
在清灰时，反吹气流进入到了滤袋中，滤袋由于受到反吹气流的正压力，此时的正压力为2000Pa，在此压力的作用下发生了膨胀，当滤袋膨胀到一定程度是，由于滤袋本身存在的弹性，在变形的过程中产生的拉力将对反吹气流的压力产生抵消的效果，那么滤袋将停止膨胀。在传统的脉冲清灰中，滤袋在自身拉力的影响下产生了反方向的加速度，并且马上出现了收缩。可见，微压反吹清灰基本并不会产生反方向的加速度，当滤袋膨胀到一定程度后，就会稳定维持14秒钟，只有当反吹结束后才能受过滤气流的压力下实现收缩。
目前，滤袋的形状为闭合的圆环形状，发生的膨胀，将会对附着在表面的粉尘层形成具有剪切力。由干粉土组成的粉尘层只具有抗剪强度，并不存在抗拉的强度。另外，在剪切力的作用下，粉尘层的周围就会发生多处断裂的现象，那么外围粉尘层与粉尘初层之间还会发生剪切错位，最终导致粉尘层结构产生了变化，此时的残余应力将逐渐被消除，抗剪的强度也在下降，这对于外围粉尘的剥离十分有利。
（3）微压反吹
伴随着滤袋的不断膨胀，反吹气流通过滤袋进入到粉尘层中，并在其中维持一段时间，而在粉尘初层、外围粉尘层之间则发生了气化的过程，粉尘的结构气化而变得更加松散。粉尘受气化作用，如其颗粒距离增加，粉尘层间的粘聚强度下降，低于外围粉尘层重力，外围粉尘在自重的作用下实现自然滑落，从而达到清灰的效果。
通过上面的分析我们可以看出：进行反吹清灰时，并不需要将附着在纤维上的粉尘初层完全吹落，跟不需要将外围的粉尘层全部吹落，只要是能够进入到粉尘层之间形成粉尘层的气化，逐渐削弱粉尘层的粘聚力，那么外围的粉尘层就能够依靠自身的重力来实现有效的清灰效果了。
微压反吹袋式除尘器应用的优势分析
微压反吹袋式除尘器应用较静电除尘器及其他袋式除尘器具有如下优势：
a、袋式除尘器由过滤除尘机理所决定，可以实现很高的除尘效率。分室定位反吹袋式除尘器依靠其独特的微压反吹清灰机理，加上滤袋袋口平面密封技术、焊道检漏手段作为保证，无论入口烟气浓度如何，其出口排放浓度可稳定保持在10mg/Nm3以下。尤其对于0.1～1微米的烟尘也能达到较好的捕集效果,而且不受煤种变化和烟尘特性的影响，始终保持较高的除尘效率。
b、除尘器切换检修性能优秀，能确保发电机组安全生产的连续性。我国火电厂一般均没有备用发电机组，除尘器必须实现在线切换检修，方能不影响机组安全生产的连续性。分室定位反吹袋式除尘器的烟道进、出口挡板门关闭后，该室可从运行系统中完全隔离出来。进、出口挡板门的设计可使分室定位反吹袋式除尘器具备满负荷不停机切换检修、更换滤袋的大修能力。因此，检修除尘器时不影响机组运行，更加符合安全生产可靠性需要，且组合数量越多，切换检修时越便捷，为该技术大型化应用的独特优势。
c、节能效果显著，运行费用低。主要表现为：
运行耗电低：除体现在锅炉引风机的阻力功耗外，正常运行时分室定位反吹袋式除尘器只在清灰时耗电，总耗电量较同等处理规模的三电场静电除尘器节省30%以上。
维护费用低：本技术没有空气压缩机（或罗茨风机）、电磁阀、脉冲阀等清灰、气源设备，而且“清灰系统故障率低”，“过滤系统故障率低”，大大减少了日常维护工作量，降低了维护费用。
结构简单、控制点少，控制操作简便。分室定位反吹袋式除尘器结构简单，采用锅炉引风机出口的净化烟气作为清灰气源，不设置空气压缩机（或罗茨风机）、储气罐、干燥机、脉冲阀等气源设备，清灰气源稳定性极高，同时减少了控制点，便于控制操作。
能实现锅炉启动点火除尘器同步投入运行。本布袋除尘器采用预涂灰处理技术，可以在锅炉点火启动投油状况下的运行。改变了以往电除尘在油煤混烧阶段不能投用的情况，杜绝了启炉的冒黑烟和排放超标的后果。
微压反吹清灰技术总结
袋式除尘器所追求的高效、低阻、长寿，实质是一件事在不同方面的表现，低阻、长寿可以看作袋式除尘器高除尘效率带来的副效益。实现这个目标的关键在于选择正确的过滤、清灰方式，最大限度的维持好粉尘初层的存在。发挥粉尘初层高过滤精度的优势，以实现高效率；保护好粉尘初层，实现滤袋高过滤效率的同时，进入并滞留在滤袋的粉尘量（粉尘镶嵌）也随之减少，滤袋透气度长期维持在较高水平，以保证系统低阻运行；系统运行阻力低，清灰力度均匀有效，实际所需清灰次数少，滤袋寿命得到延长。
分室反吹袋式除尘器采用微压反吹清灰技术，可做到1、除尘效率高（低于10mg/m3）；2、设备故障率低（取消脉冲阀，空压机）；3、滤袋寿命长，破袋率低；4、整机性能均匀稳定（滤袋各部位性能指标检测值较脉冲清灰更均衡，短板问题弱）；5、除尘器本体阻力低（3年内低于1000Pa，5年内低于1200pa）；6、滤袋诊断技术高（可实现远程监控，通过对除尘器阻力、尘排放等指标的分析，评判滤袋运行状况提早发现除尘器运行隐患）。7、模块化设计理念适于大型化（在国内首台600MW机组袋式除尘器得到应用）。该袋式除尘器诸项重要性能指标较之前的脉冲、反吹袋式除尘器有明显提升，适合在大型火电机组中推广应用，解决了火电厂除尘器粉尘排放满足尘含量超低排放的要求。
论文作者:吴燕斌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：反吹论文; 粉尘论文; 除尘器论文; 滤袋论文; 气流论文; 脉冲论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第22期论文;