摘要：文章通過(guò)濾筒、褶皺濾袋與常規(guī)應(yīng)用的圓袋、扁袋進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合近年來(lái)煤電領(lǐng)域布袋除塵器改造應(yīng)用濾筒、褶皺濾袋的案例，討論未來(lái)電站鍋爐大型布袋除塵器向?yàn)V筒、褶皺濾袋發(fā)展的趨勢(shì)與展望。  

1引言  

2001年12月28日，內(nèi)蒙古豐泰發(fā)電有限公司2×200MW機(jī)組1#袋式除塵器投產(chǎn)運(yùn)行以后，標(biāo)志著我國(guó)火力發(fā)電領(lǐng)域長(zhǎng)期被電除塵器100%壟斷的局面徹底結(jié)束，同時(shí)借助這個(gè)局面的突破，國(guó)產(chǎn)濾袋技術(shù)也從使用壽命短、阻力大、工況適應(yīng)性差、破袋率高及檢修維護(hù)環(huán)境惡劣等無(wú)法勝任火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的困境中實(shí)現(xiàn)突破，促成至今濾袋除塵器，包括電袋除塵器，廣泛的應(yīng)用于我國(guó)火力發(fā)電廠的各類型鍋爐機(jī)組煙氣除塵的設(shè)備配套中。  

與上述歷史類似，在2014年以前，我國(guó)電站鍋爐布袋除塵器配套濾袋型式，100%的被圓袋和扁袋壟斷，而濾筒式濾袋和褶皺濾袋同樣由于壽命短、清灰效果差、溫度適應(yīng)性差、破袋率高及檢修維護(hù)環(huán)境惡劣、過(guò)濾風(fēng)速偏低等原因，造成濾筒和褶皺濾袋只適用于小容量除塵器，無(wú)法應(yīng)用于電站鍋爐煙氣處理。然而濾筒式濾袋和褶皺濾袋在水泥、建材、冶金、食品、化工等領(lǐng)域的發(fā)展始終沒(méi)有停止。2015年以來(lái)，伴隨長(zhǎng)度2米以上大型濾筒技術(shù)的發(fā)展以及褶皺濾袋自主研發(fā)技術(shù)的日益成熟，濾筒式濾袋和褶皺濾袋逐步滿足了火電廠鍋爐機(jī)組大風(fēng)量煙氣除塵的應(yīng)用條件，并且已經(jīng)開(kāi)始在電站鍋爐除塵中得到應(yīng)用。  

2濾筒式濾袋除塵器  

2.1國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)  

濾筒式除塵器早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)在歐美和日本一些國(guó)家出現(xiàn)，其具有體積小，效率高，投資省，易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在濾筒式除塵器出現(xiàn)的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，由于濾筒及設(shè)備容量小，難組合成大風(fēng)量設(shè)備，過(guò)濾風(fēng)速偏低，應(yīng)用范圍窄，僅在小型化的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備除塵中得到應(yīng)用。最近十年來(lái)，伴隨新技術(shù)、新材料、新工藝的發(fā)展，以美國(guó)GE-BHA畢威、丹麥諾蒂克NORDIC等公司為代表，經(jīng)過(guò)對(duì)濾筒結(jié)構(gòu)和濾料進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，使濾筒除塵器解決了難以大型化的瓶頸，逐步廣泛地應(yīng)用到了水泥、鋼鐵、電力等大型化的工業(yè)領(lǐng)域。目前，濾筒式除塵器已經(jīng)是解決傳統(tǒng)濾袋除塵器對(duì)超細(xì)粉塵收集難、過(guò)濾風(fēng)速高、清灰效果差、濾袋易磨損破漏、運(yùn)行成本高的有效替代方案之一。  

國(guó)內(nèi)在引進(jìn)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，在水泥、鋼鐵等大型化煙氣除塵領(lǐng)域，已經(jīng)完成濾筒技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展與完善。2016年以無(wú)錫三維絲、無(wú)錫特瑞環(huán)承擔(dān)的承德熱力公司的熱電機(jī)組布袋除塵器改造、長(zhǎng)沙熱電廠電袋除塵器改造均取得良好效果，這兩個(gè)改造項(xiàng)目，同時(shí)起到了濾筒技術(shù)在電站鍋爐除塵器應(yīng)用的良好示范作用。  

2.2濾筒性能簡(jiǎn)介  

濾筒式濾袋相對(duì)于普通濾袋最大的優(yōu)勢(shì)是在更小空間內(nèi)，具有更大的過(guò)濾面積和更高的過(guò)濾精度。以Φ160×2000mm的濾筒和普通濾袋進(jìn)行比較結(jié)果見(jiàn)圖1：  

圖1濾筒和普通濾袋進(jìn)行比較結(jié)果  

濾筒式濾袋采用耐高溫粘合技術(shù)及PTFE表面覆膜處理，運(yùn)行溫度可以達(dá)到232℃。與傳統(tǒng)濾袋相比濾筒的優(yōu)點(diǎn)如下：  

Ø褶式濾筒在同樣的安裝空間內(nèi)可增加過(guò)濾面積3-5倍，空間占用少，除塵器體積、重量以及配套基礎(chǔ)均大幅減小，具有更好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。  

Ø可減小過(guò)濾風(fēng)速，提高處理煙氣量，對(duì)鍋爐因煤質(zhì)變化帶來(lái)的煙氣量異常變化具有更好的適用性。由于可有效的控制煙氣阻力波動(dòng)，降低機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)煙氣阻力或減少噴吹壓縮空氣動(dòng)力消耗，這就相應(yīng)起到更好的節(jié)能降耗的效果。  

Ø濾筒整體作為一個(gè)部件，沒(méi)有濾袋、袋籠的現(xiàn)場(chǎng)組合安裝工作量，安裝、檢修、維護(hù)方便，安裝進(jìn)度、質(zhì)量容易控制。  

Ø由于過(guò)濾風(fēng)速小，壓差低（通常可控制在1000Pa以內(nèi)），同時(shí)因?yàn)V筒長(zhǎng)度短，濾筒下具有較大的粉塵沉降空間，除塵器內(nèi)氣流分布要明顯優(yōu)于常規(guī)濾袋除塵器，濾筒使用壽命也就具有更好的保障條件。  

2.3應(yīng)用情況  

2016年無(wú)錫三維絲過(guò)濾技術(shù)有限公司對(duì)河北承德熱力公司一臺(tái)50MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組配套布袋除塵器完成改造，至今運(yùn)行良好。河北承德熱力公司機(jī)組產(chǎn)能擴(kuò)容需求，循環(huán)流化床鍋爐主蒸汽流量從最初的150t/h增加至190t/h。但原有濾袋除塵器在整個(gè)供暖期間超負(fù)荷運(yùn)行，并最終導(dǎo)致除塵器壓差過(guò)高，鍋爐內(nèi)出現(xiàn)爐內(nèi)正壓的工況。  

由于原除塵設(shè)備設(shè)計(jì)偏小，且場(chǎng)地沒(méi)有空間增加除塵器艙室，為了提高產(chǎn)能擴(kuò)容后除塵設(shè)備處理能力以及降低設(shè)備阻力，經(jīng)過(guò)多方面論證，采取了除塵器結(jié)構(gòu)不做變動(dòng)，將原有常規(guī)圓形濾袋全部更換為具有更高過(guò)濾面積的濾筒的除塵器增容改造方式。改造前布袋除塵器參數(shù)見(jiàn)表1，改造后布袋除塵器參數(shù)見(jiàn)表2。  

表1河北承德熱力公司除塵器改造前技術(shù)參數(shù)  

表2河北承德熱力公司除塵器改造后技術(shù)參數(shù)  

改造完成后，分別記錄了在鍋爐滿負(fù)荷和低負(fù)荷狀態(tài)下的除塵器壓差情況，并與同樣負(fù)荷下的使用濾袋時(shí)的設(shè)備壓差進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：  

（1）在鍋爐產(chǎn)氣量為180t/h時(shí)，使用濾筒較濾袋的壓差從927Pa下降到759Pa，下降約18%；  

（2）在鍋爐產(chǎn)氣量為120t/h時(shí)，濾筒較濾袋的壓差從719Pa下降到482Pa，壓差下降約33%。  

改造后經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，據(jù)無(wú)錫三維絲核算，采用原配套圓袋改造預(yù)計(jì)費(fèi)用90～120萬(wàn)元，用濾筒改造后實(shí)際費(fèi)用70萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。  

3褶皺濾袋除塵器  

3.1國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)  

褶皺式濾袋的技術(shù)出發(fā)點(diǎn)與褶皺濾筒是相同的，與濾筒研發(fā)與應(yīng)用不同，我國(guó)在褶皺濾袋的研發(fā)與應(yīng)用方面是和國(guó)際上幾乎同步的。因此在褶皺濾袋應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)不少的企業(yè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利，比如江蘇水碧天藍(lán)節(jié)能環(huán)保科技有限公司的皺褶式星形濾袋、袋籠專利；張家港艾爾環(huán)保設(shè)備有限公司的褶皺式布袋除塵器專利等。  

國(guó)內(nèi)早期自主研發(fā)的褶皺式濾袋，因?yàn)闉V袋結(jié)構(gòu)、濾料材料、袋籠結(jié)構(gòu)、清灰效果和清灰壓力、煙氣濕度等種種因素，時(shí)常存在清灰困難，或者確保清灰后，濾袋壽命又變差的兩難困境。同時(shí)因?yàn)閷?duì)粉塵粘性、粉塵濃度適應(yīng)性差的因素，造成褶皺式濾袋存在很大的應(yīng)用局限性。近年來(lái)通過(guò)細(xì)致研究，對(duì)濾袋結(jié)構(gòu)、褶皺角度、濾料材料、袋籠結(jié)構(gòu)、清灰參數(shù)等有了更深的認(rèn)識(shí)，褶皺式濾袋技術(shù)有了很大提高與發(fā)展，使褶皺式濾袋除塵器逐步解決了一些關(guān)鍵的應(yīng)用瓶頸，且已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于水泥、鋼鐵等大型化除塵設(shè)備的工業(yè)領(lǐng)域，褶皺式濾袋也已經(jīng)是替代傳統(tǒng)濾袋解決過(guò)濾風(fēng)速高、運(yùn)行成本高的方案選擇之一。2014年張家港艾爾環(huán)保設(shè)備有限公司褶皺式濾袋已經(jīng)成功應(yīng)用于國(guó)電赤峰化工有限公司自備電廠布袋除塵器改造項(xiàng)目。另外，國(guó)內(nèi)紹興皋埠熱電160t/h循環(huán)流化床鍋爐除塵器提效改造項(xiàng)目也應(yīng)用了褶皺濾袋技術(shù)。  

3.2褶皺濾袋性能簡(jiǎn)介  

褶皺式濾袋在現(xiàn)有布袋除塵器改造應(yīng)用方面，采取合理的濾袋設(shè)計(jì)措施，可以直接替代除塵器現(xiàn)有圓（橢圓）濾袋和袋籠而無(wú)需對(duì)主體設(shè)備做結(jié)構(gòu)性改造，一般在同等體積下，可選擇增加過(guò)濾面積50-80%。在新建項(xiàng)目中，同等體積下與圓（橢圓）濾袋對(duì)比，可增加過(guò)濾面積150%左右。如果按照需要可在增加過(guò)濾面積的同時(shí),縮短布袋長(zhǎng)度，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化，可降低壓縮空氣用量和空壓機(jī)、脈沖閥的負(fù)荷。褶皺濾袋和袋籠結(jié)構(gòu)與安裝方式如圖2所示。  

圖2褶皺濾袋和袋籠結(jié)構(gòu)與安裝方式  

褶皺濾袋相對(duì)于普通濾袋的優(yōu)點(diǎn)如下：  

Ø在改造項(xiàng)目中，通過(guò)合理設(shè)計(jì)褶皺濾袋幾何尺寸，可以直接替代傳統(tǒng)袋式除塵器的現(xiàn)有濾袋，無(wú)需對(duì)除塵設(shè)備主體結(jié)構(gòu)做改造，更換后過(guò)濾面積可增加50-80%，進(jìn)而降低清灰頻率或延長(zhǎng)消灰間隔，降低系統(tǒng)壓力差，提高系統(tǒng)整體性能和濾袋使用壽命。  

Ø由于除塵器過(guò)濾面積的增加，除塵器濾袋間氣流上升速度下降，再加上不同于傳統(tǒng)濾袋的袋間特殊結(jié)構(gòu)，促進(jìn)脈沖清灰的效果，除塵器再線清灰的效率得到進(jìn)一步提高。  

Ø濾袋和袋籠采用特殊設(shè)計(jì)，袋籠沒(méi)有橫向支撐環(huán)，消除了袋籠對(duì)濾袋的橫向沖擊力，降低因脈沖噴吹引起的疲勞損傷和間歇性排放。  

Ø對(duì)于改造項(xiàng)目可根據(jù)實(shí)際需要，在增加過(guò)濾面積的同時(shí)，縮短濾袋長(zhǎng)度，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化，降低壓縮空氣用量和空壓機(jī)、脈沖閥的負(fù)荷。  

Ø褶皺式濾袋除塵器與傳統(tǒng)袋式除塵器對(duì)比，可以降低鍋爐引風(fēng)機(jī)負(fù)荷，對(duì)鍋爐系統(tǒng)節(jié)能降耗效果顯著。  

Ø在新建項(xiàng)目中，同等體積下與圓（橢圓）濾袋對(duì)比，可增加過(guò)濾面積150%左右。  

3.3工程應(yīng)用情況  

2014年南京沃禾環(huán)�？萍加邢薰緦�(duì)紹興皋埠熱電有限公司160t/h循環(huán)流化床鍋爐除塵器進(jìn)行了更換褶皺式濾袋的提效改造。紹興皋埠熱電160t/h循環(huán)流化床鍋爐原配套脈沖行噴吹布袋除塵器，該除塵器2004年建成投產(chǎn)，至改造時(shí)壽命已達(dá)10年，由于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能指標(biāo)的變化，要想將原設(shè)計(jì)的50mg/Nm3排放，降低到20mg/Nm3以下，同時(shí)不給系統(tǒng)能耗和阻力帶來(lái)影響，如果采用對(duì)除塵器本體進(jìn)行加寬、加長(zhǎng)或加高等改造方式，在增大除塵器過(guò)濾面積的同時(shí)，還要將濾袋整體更換為過(guò)濾精度更高的濾料，并采用表面摻混超細(xì)纖維或表面涂層等方式，這樣改造工作量就很大，工期也長(zhǎng)，且投資費(fèi)用大，現(xiàn)有煙氣系統(tǒng)也較難適應(yīng)。為解決這一困擾，南京沃禾環(huán)�？萍加邢薰静捎民薨櫴綖V袋對(duì)原有的袋式除塵器進(jìn)行擴(kuò)容改造，將原有圓形濾袋全部更換成長(zhǎng)度4000mm，材質(zhì)PPS+超細(xì)纖維的褶皺式濾袋，除塵器過(guò)濾面積由原來(lái)的4550m2增加至6080m2，增加了30%，袋籠使用褶皺式濾袋專用的八爪型袋籠。褶皺式濾袋根據(jù)原有花板孔設(shè)計(jì)，褶皺式濾袋縮短后，原有脈沖閥控制清灰面積為56m2，滿足褶皺式濾袋的清灰要求。改造后除塵器參數(shù)見(jiàn)表3。  

表3除塵器改造后技術(shù)參數(shù)  

經(jīng)濟(jì)性對(duì)比方面，據(jù)南京沃禾環(huán)保核算，采用箱體加高方案投資費(fèi)用為183.8萬(wàn)元；而采用褶皺式濾袋方案投資費(fèi)用為141.5萬(wàn)元，相比箱體加高方案可節(jié)省投資42.3萬(wàn)元，此還未計(jì)引風(fēng)機(jī)、脈沖閥運(yùn)行的節(jié)能費(fèi)用。  

4前景展望及需要注意的技術(shù)問(wèn)題  

目前，濾筒和褶皺濾袋在國(guó)內(nèi)煙氣除塵領(lǐng)域應(yīng)用，還主要是水泥、鋼鐵等行業(yè)，電站鍋爐布袋除塵器上應(yīng)用還非常少，少數(shù)開(kāi)展應(yīng)用的也以300MW以下的小型機(jī)組改造為主，新建項(xiàng)目以及大型機(jī)組方面的應(yīng)用，還處于應(yīng)用研究階段。在《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）的帶動(dòng)下，“十二五”期間，我國(guó)電站鍋爐配套了一定數(shù)量的布袋除塵器和電袋除塵器。進(jìn)入“十三五”以來(lái)，在《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》（環(huán)發(fā)[2015]164號(hào)）以及《火電廠污染防治可行技術(shù)指南》（HJ2301-2017）的驅(qū)動(dòng)下，更高除塵效率的高精過(guò)濾濾袋研發(fā)與應(yīng)用，發(fā)展速度也非常迅速，但高精過(guò)濾濾袋除塵器的特性，首要的是要求低過(guò)濾風(fēng)速，假如仍然應(yīng)用傳統(tǒng)形狀與結(jié)構(gòu)的濾袋，那么在電站鍋爐配套布袋除塵器，在與傳統(tǒng)布袋除塵器應(yīng)用同類條件下，將會(huì)設(shè)計(jì)出比其空間結(jié)構(gòu)更大的布袋除塵器，清灰控制也增加更多的環(huán)節(jié)，這些顯然會(huì)是新技術(shù)發(fā)展中的新問(wèn)題。另外，“十二五”期間裝備的布袋與電袋除塵器的提效升級(jí)改造，也會(huì)同樣面臨類似的增大除塵器本體結(jié)構(gòu)的難題，而濾筒和褶皺濾袋在解決這些難題方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)，因此，濾筒和褶皺濾袋在新的環(huán)保形勢(shì)下，具有非常好的應(yīng)用前景。  

從美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家的濾袋除塵器發(fā)展情況看，濾筒式布袋除塵器不僅廣泛用于水泥、鋼鐵等行業(yè)，而且在電站鍋爐機(jī)組上也已經(jīng)應(yīng)用。  

已有的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，濾筒和褶皺濾袋的應(yīng)用需要注意煙氣粉塵特性與濾筒或褶皺濾袋夾角的關(guān)系，對(duì)于一些煙氣濕度大、粉塵吸附性強(qiáng)、粘性大的工況，濾筒和褶皺濾袋應(yīng)慎重使用。在屬于濾筒和褶皺濾袋可應(yīng)用的范圍內(nèi)，不同的煙氣濕度、粉塵吸附性、粘性等對(duì)應(yīng)的褶皺夾角，是應(yīng)用中需要注意的一個(gè)重要問(wèn)題，特別是電站鍋爐普遍采用在線清灰方式下，褶皺夾角應(yīng)趨向選擇較大的夾角，切勿盲目追求過(guò)大的過(guò)濾面積。  

此外，濾筒和褶皺濾袋應(yīng)用中濾袋的合理長(zhǎng)度以及濾袋間的合理間距，也是與普通濾袋有所不同的，這在新建項(xiàng)目中應(yīng)予以重視。對(duì)于改造項(xiàng)目，由于上述眾多因素的影響，并不是簡(jiǎn)單的濾筒和褶皺濾袋替代傳統(tǒng)濾袋的關(guān)系，最佳的選擇應(yīng)該是根據(jù)原有除塵器結(jié)構(gòu)與參數(shù)，合理選擇濾筒和褶皺濾袋，特殊情況下應(yīng)考慮針對(duì)實(shí)際情況，定制滿足實(shí)際要求的濾筒和褶皺濾袋。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”