【正文】 旋風(fēng)除塵器的工作原理、應(yīng)用及特點(diǎn) 旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣 流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需特殊的附屬設(shè)備，造價較低．阻力中等，器內(nèi)無運(yùn)動部件，操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)。旋風(fēng)除塵器一般用于捕集 515 微米以上的顆粒．除塵效率可達(dá) 80％以上，近年來經(jīng)改進(jìn)后的特制旋風(fēng)除塵器．其除塵效率可達(dá) 95％以上。旋風(fēng)除塵器的缺點(diǎn)是捕集微粒小于 5微米的效率不高． 旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動概況： 旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓簡體，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運(yùn)動，形成下降的外旋含塵氣流，在強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的離心力將密度 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體的塵粒甩向器壁，塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和自身的重力沿壁面下落進(jìn)入集灰斗。旋轉(zhuǎn)下降的氣流在到達(dá)圓錐體底部后．沿除塵器的軸心部位轉(zhuǎn)而向上．形成上升的內(nèi)旋氣流，并由除塵器的排氣管排出。 自進(jìn)氣口流人的另一小部分氣流，則向旋風(fēng)除塵器頂蓋處流動，然后沿排氣管外側(cè)向下流動，當(dāng)達(dá)到排氣管下端時，即反轉(zhuǎn)向上隨上升的中心氣流一同從誹氣管排出，分散在其中的塵粒也隨同被帶走。 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及選用 尺寸計算 （ 1）煙氣處理量： Q=47951 (m3/h) （ 2） 初步選用 XLP/B 型 旋風(fēng)除塵器， 處理煙氣量大，將選用 10 個并聯(lián) ， 取 ξ= 每個 煙氣處理量 47951/10= (m3/h) u=(2△ P/ρ ξ) =(2 900/（ ） )= 在這里取 u=16m/s △ P=876﹤ 900 進(jìn)口面積 A=Q/u= 根據(jù) XLP/B 型 旋風(fēng)除塵器尺寸比例 入口寬度 b=(A/2)= 筒體 直徑 D== 參考 XLP/B 型 旋風(fēng)除塵器產(chǎn)品系列 ① ，取 D=700mm,則是 XLP/ 型號 參數(shù)見表 2— 4 表 2— 4 型 外形尺寸 /mm XLP/B型 旋風(fēng)除塵器 外形尺寸 (3) 選型論證 a b= m2 u=Q/A= m/s △ P=ξu2ρ/2= 因?yàn)椴捎玫氖?并聯(lián)，所以要乘一個壓力系數(shù)變化 =859 Pa﹤ 900 Pa 符合要求。 XLP/B 型 旋風(fēng)除塵器 的 分割粒徑、分級效率和總效率的計算 bc50=(μ D/(ρpρ )u=6 (μm) 表 2— 5 平均粒徑 /μ m 3 15 25 35 45 55 60 粒徑分布 /％ 3 20 15 20 16 10 6 3 7 分級 效率 /％ 94 100 總效率 /％ 經(jīng)過 預(yù)除塵后（一級處理），煙塵濃度是 6534（ ﹪） =2144 mg/ m3 二級除塵的效率將要達(dá)到：（ 2144200） /2144= ﹪ 二級除塵設(shè)備的論證選擇 在選擇除塵技術(shù)時，應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性、適用性和社會性等方面的影響。除塵技術(shù)的確定受到當(dāng)?shù)貤l件、現(xiàn)場條件、燃燒煤種特性、排放標(biāo)準(zhǔn)和需要達(dá)到的除塵效率等多種因素的影響。 針對目前環(huán)保要求 、污染物排放費(fèi)用的征收情況以及靜電除塵器和布袋除塵器在性能上的差異和在各行各業(yè)應(yīng)用的實(shí)際情況，對兩種除塵器在實(shí)際應(yīng)用中的基本性能做一個簡單客觀的對比。 1） 除塵效率 布袋除塵器：對人體有嚴(yán)重影響的重金屬粒子及亞微米級塵粒的捕集更為有效。通常除塵效率可達(dá) %以上，排放煙塵濃度能穩(wěn)定低于 50mg/Nm3，甚至可達(dá) 10 mg/Nm3 以下，幾乎實(shí)現(xiàn)號 D H H1 H2 L W C C1 a a1 b b1 D1 D2 D3 D4 質(zhì)量 /kg XLP/B 700 3080 475 785 993 889 470 391 210 246 420 456 420 456 114 146 零排放。 從目前電力行業(yè)燃煤鍋爐應(yīng)用的情況來看，布袋除塵器的排放能保證在 30 mg/Nm3 以下。呼和浩特電廠兩臺 200MW 機(jī)組的鍋爐煙氣凈化采用了布袋除塵 器，從 CEMS 系統(tǒng)長期自動監(jiān)測的結(jié)果和權(quán)威檢測單位的測試人員人工采樣測試的結(jié)果來看，排放濃度均低于 27 mg/Nm3。 電除塵器：隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高和越來越多的電廠燃用低硫煤（或者經(jīng)過了高效脫硫），比電阻大，即使達(dá)標(biāo)也變得越來越困難。 而布袋除塵器的過濾機(jī)理決定了它不受燃燒煤種物化性能變化的影響，具有穩(wěn)定的除塵效率。 針對目前國家環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)和排放費(fèi)用的征收辦法，布袋除塵器所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。 2） 系統(tǒng)變化對除塵器的影響 燃煤電廠的煤種相對穩(wěn)定，但也不能避免遇到煤種或煤質(zhì)發(fā)生變化的 時候；鍋爐系統(tǒng)是一個經(jīng)常變動和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，因此從鍋爐中出來的煙氣物化性能、煙塵濃度、溫度等參數(shù)也不能保證不發(fā)生變化。這一系列的變化，針對不同的除塵器會引起明顯不同的變化。下面從主要的幾個方面進(jìn)行對比： （ 1） 送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量不變，鍋爐出口煙塵濃度變化 ① 除塵器： 煙塵濃度的變化只引起布袋除塵器濾袋負(fù)荷的變化，從而導(dǎo)致清灰頻率改變（自動調(diào)節(jié)）。煙塵濃度高濾袋上的積灰速度快，相應(yīng)的清灰頻率高，反之清灰頻率低，而對排放濃度不會引起變化。 ② 對靜電除塵器： 煙塵濃度的變化直接影響粉塵的荷電量，因此也 直接影響了靜電除塵器的除塵效率，最終反映在排放濃度的變化上。通常煙塵濃度增加除塵效率提高，排放濃度會相應(yīng)增加；煙塵濃度減小除塵效率降低，排放濃度會相應(yīng)降低。 （ 2） 鍋爐煙塵量不變，送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量變化 ① 對布袋除塵器： 由于風(fēng)量的變化直接引起過濾風(fēng)速的變化，從而引起設(shè)備阻力的變化，而對除塵效率基本沒有影響。風(fēng)量加大設(shè)備阻力加大，引風(fēng)機(jī)出力增加；反之引風(fēng)機(jī)出力減小。 ② 對靜電除塵器： 風(fēng)量的變化對設(shè)備沒有什么太大影響，但是靜電除塵器的除塵效率隨風(fēng)量的變化非常明顯。若風(fēng)量增大，靜電除塵器電場風(fēng) 速提高，粉塵在電場中的停留時間縮短，雖然電場中風(fēng)擾動增強(qiáng)了荷電粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度，但是這不足以抵償高風(fēng)速引起的粉塵在電場中駐留時間縮短和二次揚(yáng)塵加劇所帶來的負(fù)面影響，因此除塵效率降低非常明顯；反之，除塵效率有所增加，但增加幅度不大。 （ 3） 溫度的變化 ① 對布袋除塵器： 煙氣溫度太低，結(jié)露可能會引起 “糊袋 ”和殼體腐蝕，煙氣溫度太高超過濾料允許溫度易 “燒袋 ”而損壞濾袋。但是如果溫度的變化是在濾料的承受溫度范圍內(nèi)，就不會影響除塵效率。引起不良 后果的溫度是在極端溫度（事故 /不正常狀態(tài)）下，因此對于布袋除 塵器就必須設(shè)有對極限溫度控制的有效保護(hù)措施。 ② 對靜電除塵器： 煙氣溫度太低，結(jié)露就會引起殼體腐蝕或高壓爬電，但是對除塵效率是有好處的；煙氣溫度升高，粉塵比電阻升高不利于除塵。因此煙氣溫度直接影響除塵效率，且影響較為明顯。 （ 4） 煙氣物化成分（或燃燒煤種）變化 ① 對布袋除塵器： 煙氣的物化成份對布袋除塵器的除塵效率沒有影響。但是如果煙氣中含有對所有濾料都有腐蝕破壞的成分時就會直接影響濾料的使用壽命。 ② 對靜電除塵器： 煙氣物化成份直接引起粉塵比電阻的變化，從而影響除塵效率，而且影 響很大。影響最為直接的是煙氣中硫氧化物的含量，通常硫氧氣化物的含量越高，粉塵比電阻越低，粉塵越容易捕集，除塵效率就高；反之，除塵效率就低。另外煙塵中的化學(xué)成分（如硅、鋁、鉀、鈉等含量）的變化也將引起除塵效率的明顯變化。 （ 5） 氣流分布 ① 對布袋除塵器： 除塵效率與氣流分布沒有直接關(guān)系，即氣流分布不影響除塵效率。但除塵器內(nèi)部局部氣流分布應(yīng)盡量均勻，不能偏差太大，否則會由于局部負(fù)荷不均或射流磨損造成局部破袋，影響除塵器濾袋的正常使用壽命。 ② 對靜電除塵器： 靜電除塵器非常敏感電場中的氣 流分布，氣流分布的好壞直接影響除塵效率的高低。在靜電除塵器性能評價中，氣流分布的均方根指數(shù)通常是評價一臺靜電除塵器的好壞的重要指標(biāo)之一。 （ 6） 空氣預(yù)熱器及系統(tǒng)管道漏風(fēng) ① 對布袋除塵器： 對于耐氧性能差的濾料會影響布袋壽命，比如： RYTON 濾料，但是除塵效率不受影響。由于混入冷風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量增加導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增加。 ② 對靜電除塵器： 設(shè)備阻力無明顯變化，但是系統(tǒng)風(fēng)量增加提高了電場風(fēng)速對除塵效率有影響。 3） 運(yùn)行與管理 （ 1） 運(yùn)行與管理 ① 對布袋除塵器： 運(yùn)行穩(wěn)定，控制簡單，沒有高電 壓設(shè)備，安全性好，對除塵效率的干擾因素少，排放穩(wěn)定。由于濾袋是布袋除塵器的核心部件，是布袋除塵器的心臟，且相對比較脆弱、易損，因此設(shè)備管理要求嚴(yán)格。 ② 對靜電除塵器： 運(yùn)行中對除塵效率的干擾因素多，排放不穩(wěn)定；控制相對較為復(fù)雜，高壓設(shè)備安全防護(hù)要求高。由于靜電除塵器均為鋼結(jié)構(gòu)，不易損壞，相對于布袋除塵器，設(shè)備管理要求不很嚴(yán)格。 （ 2） 停機(jī)和啟動 ① 對布袋除塵器： 方便，但長期停運(yùn)時需要做好濾袋的保護(hù)工作。 ② 對靜電除塵器： 方便，可隨時停機(jī)。 （ 3） 檢修與維護(hù) ① 對布袋除 塵器： 可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修，即在線維修。 ② 對靜電除塵器： 檢修時一定要停機(jī) 4） 設(shè)備投資 （ 1） 對于常規(guī)的煙氣條件和粉塵（主要是指比較適合靜電除塵器的煙氣），兩種除塵器排放濃度要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如 150mg/m3）初期投資布袋除塵器比靜電除塵器約高 2035%左右 （ 2） 對于低硫高比電阻粉塵、高 SIO AL2O3 類不適合靜電除塵器捕集的粉塵，兩種除塵器要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如 150mg/m3）初期投資靜電除塵器和布袋除塵器相當(dāng)或靜電除塵器投資高些。 （ 3） 通常條件下達(dá)到相 同的除塵效率或者說達(dá)到相同的排放濃度，靜電除塵器的投資通常要比布袋除塵器的投資高。 以呼和浩特電廠 200MW 機(jī)級為例： 布袋除塵器： 每臺機(jī)組的除塵器投資＜ 2020 萬元，保證排放濃度＜ 50mg/Nm3 以下。 對靜電除塵器： 按四電場，比集塵面積 130m2/m3/S 計算。達(dá)標(biāo) 250mg/Nm3,每臺除法器投資約 2500 萬元。 5） 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 （ 1） 運(yùn)行能耗 對布袋除塵器：風(fēng)機(jī)能耗大，清灰能耗小。 對靜電除塵器：風(fēng)機(jī)能耗小，電場能耗大。 但是，總體來講兩種除塵器的電耗相當(dāng)。對 于靜電除塵器難以捕集的粉塵，或者說當(dāng)靜電除塵器的電場數(shù)量超過 4 電場時，靜電除塵器的能耗比布袋除塵器的要高，也就是說此時的靜電除塵器運(yùn)行費(fèi)用要比布袋除塵器高。如果按照即將出臺的新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，靜電除塵器要是做到達(dá)標(biāo)話，必定是采用 4 電場以上的靜電除塵器，其電耗也就一定比布袋除塵器高。 （ 2） 維護(hù)費(fèi)用 布袋除塵器的維護(hù)檢修費(fèi)用主要是濾袋更換費(fèi)，從目前實(shí)際運(yùn)行情況來看，一次濾袋的更換費(fèi)用只需要 年排污費(fèi)比靜電除塵器的少繳部分就可以抵償。 靜電除塵器的維護(hù)維修費(fèi)用主要是對陽極板、陰極線和振打錘等的更換 等。此項(xiàng)費(fèi)用較高，但年限比較長，約 6 年左右。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)效益分析 實(shí)際運(yùn)行中布袋除塵器的排放濃度約是靜電除塵器的 10%，因此，電廠采用布袋除塵器實(shí)際交繳的排污費(fèi)也為靜電除塵器排污費(fèi)的 1/10 左右。如果按