布袋除塵器的結構和清灰控制

在前面布袋除塵器的分類一節中已經介紹了根據不同的清灰方式所分的三種形式的布袋除塵器，事實上，還有其他一些清灰的方式，比如磁振動式，聲波助振蕩式等等。不管采用哪種形式的清灰裝置，清灰的目的和需要遵循的原則是一樣的。即當濾袋上的積灰不斷增加，濾袋的前后壓差增加到某一個值時，就要對濾袋進行清灰，使濾袋恢復到比較理想的清潔狀態。有兩點需注意的是：

1、清灰不能太頻繁太劇烈，濾袋表面必須保存一層濾層（不能把濾料上面已經收集到的一層濾層清掉），這就要在清灰強度（包括清灰頻率）設計時加以考慮。

2、需要清灰的濾袋壓差設定點要根據濾袋的使用情況合理設定。壓差設定點不能定得太高，否則，運行時間不長細灰顆粒就會嵌入濾袋太深，影響濾袋使用壽命。在濾袋使用壽命的后期，因細灰顆粒嵌入濾袋已較多，清灰的頻率要增加。

隨著科技的不斷發展，清灰的控制現在都采用PLC程序控制。理論上最理想的清灰程序是每一個濾袋前后壓差達到設定值時開始清灰，到壓差降到某一個設定值時停止清灰。但事實上測定每個濾袋的壓差是不可能的。因此，一般清灰程序都是按每個過濾單元前后的壓差和壓差變化的時間長短這兩個參數來設計的。在正常情況下，清灰系統會根據所測量到的參數按照預先編制好的各種清灰程序進行自動清灰（“定時清灰” 或“定壓清灰”）。在特殊情況下（比如測量元件故障，運行工況異常……等），可以切換到手動控制進行清灰。當然PLC程序控制裝置具有自動報警功能，出現異常情況會隨時報警，提醒運行人員注意或采取應急措施。

不同的清灰方式，有不同的清灰特點，自然其結構也明顯不同，就是相同清灰方式的布袋除塵器，因不同的制造廠有各的技術專利，其結構也有不同，因此，在這里只可能把幾種類型的布袋除塵器的清灰控制，結合其結構作簡單介紹。

——煙氣反吹式布袋除塵器

這種形式的布袋除塵器在美國電站使用初期用得較多。含塵煙氣從布袋除塵器的下部經過進口閥后，流過灰斗上面的緩沖板進入濾袋后，濾袋為圓形。一定數量的濾袋以方陣布置組成一個除塵單元。在前面已經介紹過，布袋是在袋的封口端垂直懸掛著，下部口袋用卡環固定在管板上，袋內沒有籠骨（長的濾袋有支撐環），煙氣進入袋內把袋鼓起，灰在袋內收集。為了防止濾袋未張緊在底部下垂，濾袋上部的固定有彈簧式和重錘式兩種，過濾后的清潔煙氣經過出口提板閥排出。

當濾袋兩邊壓差達到設定值時進行清灰。清灰時，要被清灰的這一個除塵單元的出口提升閥關閉，打開反吹提升閥（反吹風由一個低壓反吹風機提供），一股低壓風進入清潔煙氣室與清潔煙氣一起反向吹向濾袋，使濾袋壓癟變形，灰抖落掉入灰斗達到清灰的目的。清灰結束，被清灰單元的出口提升閥打開，反吹風提升閥關閉，該單元投入運行。然后轉到下一個除塵單元進行清灰。這種方式的清灰動作比較緩慢，作用在濾袋上的機械張力較小，對濾袋的損傷也較輕。但清灰效果相對而言要差一些，所以有時候需連續反吹幾次再轉到下一個單元清灰。

這種清灰方式所配的反吹風機的參數一般為：壓頭：H=50（mmH2O），流量：Q=總風量/過濾單元（m3/h）。

另外，每個除塵單元的出口提升閥的嚴密性非常重要的，否則反吹風會泄露掉，影響清灰的效果。

——機械抖動式（振動式）布袋除塵器

機械抖動式（振動式）布袋除塵器：與煙氣反吹式布袋除塵器相類似；濾袋也是在袋的封口端垂直懸掛著，袋內沒有籠骨（長的濾袋有支撐環），煙氣進入袋內把袋鼓起，灰在袋內收集，不同的是：它是依靠濾袋頂部的支承機構的機械抖動（振動）使濾袋擺動起到變形作用，使灰從濾袋上清理下來。抖動（振動）的方式因濾袋上端的懸掛方式不同而略有不同，一般是靠馬達驅動濾袋頂部反承機構抖動。

當濾袋前后壓差達到設定值時進行清灰，要被清灰的這一個單元的進出口門關閉，除塵單元處于停用狀態。馬達啟動抖動開始（一臺馬達帶動一片組濾袋抖動），持續一段時間后停止，達到清灰的目的。清灰結束，被除塵單元的進出口門打開，該單元投入運行，然后轉到下一個除塵單元進行清灰。

這種清灰方式的振打“強度”的設計是很重要的。振打“強度”太大對濾袋的損傷太大，因此振打“強度”不能超過極限（振打“強度”的增大并不能使濾袋清理得更干凈）。相反振打“強度”太小又不能起到很好的清灰效果。

振打“強度”是由振幅、振動頻率（該兩項參數也就確定了振動加速度）和振動持續時間三個主要因素所組成的，它們之間又相互影響。因此，在清灰程序的編制和有關值確定的時候，當振幅或頻率確定之后，振動持續時間的長短是很重要的。在調試期間還要根據經驗數據和現場情況綜合考慮。

這種清灰方式的布袋除塵器與其他方式的布袋除塵器比較，對濾袋的機械強度要求最高，而清灰效果不是最好。

上述兩種清灰形式的布袋除塵器所選用氣布比都必須是低氣布比，因此，體積龐大，造價高。另外，含塵煙氣從袋口進入濾袋，袋口處局部煙速大，并存在渦流區，雖然管口設有防磨短管，但濾袋還是比較容易損壞。隨著科技的進步，現在已經不主張采用這兩種形式的布袋除塵器。

——脈沖清灰布袋除塵器

與前兩種形式的布袋除塵器明顯的區別是灰在濾袋內部被收集，濾袋靠袋內部的金屬籠骨支撐，上端用各種方式固定在花板上。它的清灰是靠清潔的壓縮空氣周期性地脈沖噴入濾袋，使濾袋變形，使積存在濾袋外面的灰去掉。

前面已經講到它們有高壓脈沖、中壓脈沖和低壓脈沖三種形式，其結構、濾袋的固定方式、脈沖壓縮空氣的參數等都各不相同。

1、高壓脈沖——典型產品是EEC公司生產的布袋除塵器。

該高壓脈沖布袋除塵器的特點是：階梯式的入口總管把氣體均勻地分布到每個除塵單元，并保證了進氣的均勻性。

除塵器的濾袋為圓形，由抗癟的袋籠所支撐，一定數量的濾袋以方陣布置組成一個除塵單元。每個除塵單元的進、出口配有擋板門，清灰時進出口擋板門關閉，執行離線清灰。每一個濾袋口處有一個文丘里管，文丘里管與袋籠上端固定，并用螺栓壓板固定在管板上。

每一排濾袋上面布置一根反吹壓縮空氣管，管上開有反吹孔，每個孔與每個濾袋——對應。每一根反吹壓縮空氣管上裝一個由電磁閥控制的隔膜脈沖閥。當清灰時，隔膜脈沖閥迅速打開，壓縮空氣以一股同速氣流噴入濾袋，氣流經過文丘里管起到噴射作用，把周圍的一部分清潔煙氣吸入，在袋內形成微正壓使濾袋變形，達到清灰的目的。高壓脈沖壓縮空氣由空壓機提供，氣體壓力為0.60～0.80Mpa，壓縮空氣經過壓縮空氣罐后和每一根反吹壓縮空氣管連接。

清灰的自動控制是由PLC控制裝置來執行，可自動控制和手動控制。自動控制有“定時控制”和“定壓控制”兩種程序，且“定壓控制”優先，即運行時，按設定的時間間隔進行清灰；如果在設定的時間間隔內壓差超過設定值，清灰就會馬上進行。同樣，該裝置也設有各種異常工況的報警。

高壓脈沖清灰的壓縮空氣壓力高，脈沖時間為0.2—0.5秒。誘導的清潔氣量大，耗氣量最小，但對壓縮空氣的品質要求也高。

另外，這種高壓脈沖清灰方式一次脈沖反吹的濾袋數量是有限的，因此，所需的隔膜脈沖閥最多，較大容量鍋爐上的布袋除塵器所配的隔膜脈沖閥超過千個。這對運行維護管理不利。

另一個典型的高壓脈沖布袋除塵器是AEROPULSE的產品。它的特點是：濾袋直徑小（φ114mm），布置間距大；全側向進氣有利于粉塵的沉降。文丘里管設計為凸緣卡環結構，在管板上固定和拆裝快捷方便。采用在線清灰。

2、中壓脈沖——典型產品是HAMON公司生產的布袋除塵器

HAMON公司的中壓脈沖布袋除塵器與EEC高壓脈沖布袋除塵器是相似的，只是脈沖反吹壓縮空氣壓力低一些，一般為0.20—0.40Mpa。它的濾袋也為圓形，由袋籠支撐，方陣布置，組成一個除塵單元。每一個濾袋口也裝有文丘里管，清灰機理和清灰的自動控制與高壓脈沖袋除塵器一樣，這里不再重復。

“中壓”和“高壓”脈沖清灰的清灰效果都是不錯的，但文丘里管附近區域清灰能力差一些，對濾袋的機械強度要求也高一些。

3、低壓脈沖——典型產品是LURGI公司生產的布袋除塵器。

該低壓脈沖布袋除塵器的特點是：濾袋為橢圓形，由抗癟的袋籠所支撐，一定數量的濾袋以同心圓狀布置組成一個除塵單元。每一個除塵單元的進出口擋板門可設計在除塵器本體內，也可設計安裝在除塵器本體外。煙氣是從除塵器下部進入后均勻地分配到濾袋的外側，過濾的清潔煙氣從濾袋內排到上部的清潔煙氣室，然后經過出口擋板門排出。每一個除塵單元配一套清灰裝置（包括脈沖儲氣罐，電磁閥，隔膜脈沖閥和反吹風支管），旋轉反吹風支管由位于頂部的驅動電機帶動旋轉（轉速大約為1轉/分），風管上設有空氣噴口（噴口設計時考慮到吹風的均勻性，每一布袋圈上方對應一個脈沖噴口）。低壓的壓縮空氣（0.06-03.08Mpa）由羅茨風機提供，風機首先向集氣罐沖氣，再通過輸氣管道輸送到各個脈沖儲氣罐。除塵器采用在線反吹清灰，由PLC控制裝置執行。當PLC控制裝置發出清灰指令后，隔膜脈沖閥在電磁閥的作用下迅速打開，低壓壓縮空氣進入旋轉反吹風支管，經過噴口對濾袋進行反吹清灰。它的清灰是靠一定量的低壓空氣進入濾袋內，使濾袋鼓起變形除塵。

橢圓濾袋的同心圓布置結構緊湊，磨損少，清灰較均勻，濾袋設計比較長，為拆裝方便袋籠分段設計，結構合理結實，拆裝容易，無需特殊工具。袋籠上部裝有1.6mm厚的碳鋼環，可以將過濾布袋的綁鎖在孔上，維護人員在孔板板面上行走也不會造成損害。在停止運行維修期間，旋轉支管可以用手自由地轉動。這使得布袋進行檢測和更換比較方便。

除塵器反吹清灰，可自動控制和手動控制（正常為自動控制）。自動控制時，通過監測到的花板內外（即濾袋內外）壓差，按預先編制好的控制程序自動在線發出清灰的指令。一般清灰程序設計有3種反吹清灰模式來保證濾袋在整個壽命期內維持最低的除塵阻力。