布袋除尘器对环保能耗要求及结构方法

发布时间：2016年8月3日   |   阅读次数： 114

布袋除尘器对环保能耗要求及结构方法
环保要求的提高和大气污染问题的日益突显，提高了对除尘技术的要求。大量燃煤机组静电除尘器面临即将改造为布袋除尘器，而改造项目中风机特性和系统可靠性对布袋除尘器的能耗提出了较高的要求。同时实际工程中存在部分布袋除尘器的运行能耗高或滤袋使用寿命短的问题，进而制约了布袋除尘器的迅速推广。布袋除尘器的除尘机理为滤料对颗粒物的过滤捕集，滤料作为核心构件对布袋除尘设备的影响体现在过滤阻力和失效性两个方面。过滤阻力相关研究集中在滤料捕集颗粒物后的阻力特性变化，而对运行能耗高的解释仍需完善，形成的机理仍需更加深入的分析。本课题以布袋除尘器内“气流流动一颗粒物运动一能耗”三者间的相互作用为研究对象，从含尘气体流动的角度分析了高能耗形成的原因，建立了相应评价方法并用于对结构设计和工程案例的应用。
目前，布袋除尘器技术的主要评价指标包括除尘效率、运行阻力和滤袋使用寿命3个方面。根据工程案例表明，除尘效率按全效率计算一般>99.9%，基本能够达国家排放标准限定的颗粒物浓度，而对于微细颗粒物则通过测量其排放浓度分析其控制效果，尚无相关的标准限值；设备运行阻力正常范围在1000~1500Pa，实际工程中存在部分布袋除尘器运行阻力升高至2000~2500Pa的现象，能耗增加了近1倍；滤袋使用寿命根据不同的工艺特点正常值为2~4年，实际工程中存在部分布袋除尘器使用寿命小于0.5年的现象，除尘布袋寿命的缩短直接影响了工艺系统稳定性且加大了除尘器的运行成本，间接提高了除尘器能耗。各评价指标表明能耗问题仍是目前袋式除尘技术面临解决的问题。
然而，脉冲除尘器技术的设计方法采用经验法或半经验法。其中试验测试主要针对滤料的性能特性进行分析，通过滤料性能分析和工程经验改进滤料的性能，提高除尘器的使用寿命；针对除尘器本体结构的设计，除少数企业或高校建立了模型试验台或数字化试验台外，基本采用经验法确定结构参数及运行参数，该法需要大量工程经验的积累、总结，改进进度较为缓慢，不利于技术快速发展与提高。同时，对存在问题的己有袋式除尘机组进行分析诊断时采用的方法基本也是经验法，导致对相关人员的工程经验有较高的要求。因此，要研究布袋除尘器的能耗问题需建立适用于袋式除尘技术设计评价的方法。
主要的研究工作如下：
(1)建立了布袋除尘器能耗基本模型，分析了高能耗形成原因。通过对含尘气体流动过程中颗粒物运动的分析表明，袋式收尘器中过滤浓度升高是含尘气体流动影响能耗的主要方式，是高能耗形成的主要原因。
(2)建立了布袋除尘器气体流动的数值计算模型。通过对布袋除尘器内气流流动状态的分析，得到其内部同时存在三种状态气流流动区域，并以此为依据对比分析了试验测试结果与模拟计算结果，确定了模拟方法的合理边界层设置、简化方式及计算模型选择等，使模拟方法满足工程应用的要求。
(3)分析了气流组织对布袋除尘器能耗的影响，建立了相应的评价方法。
通过对布袋除尘器结构运行参数的因子分析及交互作用分析，确定了布袋除尘器直接能耗的评价指标为除尘器计算阻力、返混流量比和滤料结构特性，间接能耗的评价指标为除尘布袋袋冲刷和滤料处理负荷。
(4)分析了滤料对布袋除尘器能耗影响，建立了相应的评价方法。通过对12种滤料过滤阻力试验结果的拟合分析，从能耗角度建立了滤料选择的评价方法，并简单分析了滤料结构特性对能耗的影响。
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