布袋除尘器除尘性能的实验研究精.docx
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布袋除尘器除尘性能的实验研究精
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第26卷第5期2010年9月文章编号:
1005-006X(2010)05-0011-03
电站系统工程PowerSystemEngineering
11
布袋除尘器除尘性能的实验研究
山西大学工程学院
摘
郝艳红
邱丽霞
孙楠
要:
用取自A、B、C、D四个电厂的尘样,在布袋除尘实验装置上进行实验研究,分别考察了过滤速度(气布比)VF、单位面积
积尘量W、颗粒物入口浓度ρ1对布袋除尘器除尘效率η的影响。
实验结果表明:
布袋除尘器除尘效率随着过滤速度的增大而减小;随着单位面积积尘量的增大而增大;随着颗粒物入口浓度的增大而增大。
关键词:
布袋除尘器;除尘效率;过滤速度;单位面积积尘量;颗粒物入口浓度中图分类号:
文献标识码:
A
ExperimentalStudyonDustRemovalCharacteristicsofBagFilter
HAOYan-hong,QIULi-xia,SUNNan
Abstract:
Anexperimenttableofbagdustremovalwasbuilt,andtheexperimentwasmadetoinvestigatetheinfluencefactorsofdustremovalcharacteristicsofbagfilterusingthedustfromA,B,CandDpowerplant.Theresultsshowthatdustremovalefficiencyincreasesalongwiththefiltrationvelocitybeingreduced;increasesalongwiththedustloadofpieceareaattachingonthefabricsurfaceofbagfilterbeingincreased;increasesalongwiththedustentranceconcentrationbeingincreased.Keywords:
bagfilter;dustremovalefficiency;filtrationvelocity;dustloadofpiecearea;dustentranceconcentration当前在火电厂中应用最为广泛的除尘器依然是静电除尘器,但静电除尘器存在粉尘高比电阻、高浓度干扰电场条件,导致除尘效率难以满足要求和运行一段时间后除尘性能下降较多等问题。
随着针对火电行业大气污染物的排放限值的日益严格,布袋除尘器在火力发电厂中的应用日趋广泛。
但国内对于布袋除尘器的研究集中于:
①与静电除尘器相比较综合描述其除尘技术经济性能[1];②火电厂除尘装置改造为布袋除尘器后的除尘效率的工程试验研究[2,3];③布袋除尘器对PM10捕集性能、脱硫特性、脱汞性能机理方面的研究
[4~6]
装置如图1所示。
图1
1.粉尘供给装置9.阀门10.风机
布袋除尘实验装置
3.均流管4.压力测孔5.除尘装置
;另外还有针对布袋除尘器内气体流场的研究
[7]
。
但
2.粉尘分散装置
未见关于布袋除尘器除尘性能影响因素的实验研究报道。
寻求对布袋除尘器除尘性能有影响的因素,并得出它们对于除尘效率的影响规律,无疑对布袋除尘器的设计、运行、维护有着重要的意义。
本文将介绍影响布袋除尘器除尘效率的主要因素的实验研究。
进口测定断面6.布袋除尘器7.压力计8.除尘装置出口测定断面11.灰斗形管压差计13.除尘器进口静压测孔14.除尘器出口静压测孔
(2)
实验仪器
101-3-bs型烘箱;APM-2D型数字式气压表;DP-2000数字压力计;Ф6×300L型皮托管;YP1201N型电子天平;机械秒表。
实验方法
(1)形成粉尘初层将风机阀门置于某一开度,并保持。
选取一已烘干尘样连续进样30min,清理干净积灰斗后,每次连续进尘样5min,尘样质量200g,通过称量灰斗内粉尘,即除尘器捕集粉尘量,计算出布袋除尘器的除尘效率η,计算见式
(1)。
重复进样一直到布袋除尘器除尘效率开始下降,此时即认为粉尘初层形成。
1
实验部分
实验材料实验所用尘样采集自A、B、C、D四个电厂,分别命
名为尘样A、尘样B、尘样C、尘样D。
将存放的采集尘样放在100±10℃的烘箱内烘干1h[8],再置于干燥器中冷却至室温供实验用。
实验装置与仪器
(1)布袋除尘实验装置布袋除尘器内气体流动方式为内滤逆流式;共有8个滤袋,每一个滤袋的过滤面积为m2;采用机械振动清灰动力装置布置为负压式,气体流量为560~760m3/h;实验
收稿日期:
2010-04-10郝艳红(1973-),女,博士生,副教授。
太原,030013
η=
S3×100%S1
(1)
式中:
S1――除尘器进口的粉尘流量,g/s;S3――除尘器捕集的粉尘流量,g/s。
(2)测定过滤速度VF对除尘效率η的影响
12
电
站
系
统
工
858075除尘效率(%)70656055
程
2010年第26卷
通过调整风机阀门的开度,改变气体流量,从而改变过滤速度VF,其计算方法见式
(2)。
实验中根据气体流量的变化调整进灰样时间,以保证颗粒物进口浓度ρ1不变,ρ1的计算方法见式(3)。
记录每个过滤速度下灰斗内所收集的粉尘量S3,据式
(1)计算出相应的除尘效率。
用A、B、C、D四个尘样分别进行实验,将实验结果绘制在η-VF图中。
Qm/s
(2)VF=A32式中:
Q――气体流量,m/s;A――过滤面积,m。
SMM1ρ1=1=1==QΤQΤVgA1M12Pdg/mA1
除尘效率(%)
尘样A尘样B尘样C尘样D
50
过滤速度(m/s)
图2
75706560555045200400600
过滤速度对除尘效率的影响
3
(3)
Τκ
ρg
式中:
Q――气体流量,m3/s;M1――粉尘入口质量,g;T――发尘时间,s;Vg――气体流速,m/s;A1――入口管的截面积,m;κ――皮托管系数;Pd――数字压力计测得的动压,Pa;ρg――含尘气体的密度,m/kg。
(3)测定颗粒物负荷W对除尘效率η的影响将尘样A通过已形成一定厚度粉尘层的布袋除尘器,求得其除尘效率η1。
然后开始清灰一定时间,称量并记录清
32
尘样A尘样B尘样C
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2
颗粒物负荷(g/m)
图3
676665除尘效率(%)64636261605958510
颗粒物负荷对除尘效率的影响
灰量?
S1,然后再进尘样A,求得其除尘效率η2;再次清灰一定时间,并记录清灰量?
S2,再进尘样,记录其除尘效率η3,依此步骤重复,最终彻底清灰后,计算出对应每个除尘、,将实验效率ηi的颗粒物负荷Wi,计算方法见式(4)(5)结果绘制成η-W曲线。
进灰样B、C依上步骤进行测定,将三个尘样所得的η-W曲线绘制在同一图中。
W1=
ni
尘样A尘样B尘样D
15
20
25
30
35
40
颗粒物入口浓度(g/m3)
∑ΔS
1
n
i
图4g/m2
i
颗粒物入口浓度对除尘效率的影响
A
i?
11
(4)
颗粒物负荷对除尘效率的影响依据布袋除尘器的除尘机理[9],滤袋表面形成的粉尘层
Wi=
∑ΔS?
∑ΔS
1
A
g/m2i=2,3……n
(5)
是布袋除尘器的主要过滤层,会决定性地影响布袋除尘器的除尘效率。
粉尘层的厚度可用颗粒物负荷来表示,颗粒物负荷对除尘效率的影响的实验结果示于图3。
从图3可以看出:
在实验范围内,布袋除尘器的除尘效率随着颗粒物负荷的增大而增大。
但在工程实际中,随着颗粒物负荷的持续增大,颗粒在滤袋上积聚得越来越多,粉尘层所带来的压力损失也会增大,压损的增大一方面会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去,使除尘器的除尘效率下降;另一方面,要保证一定的处理气体量,就需增大引风机的压头,从而增大了能耗。
因此,布袋除尘器要保证一定的粉尘层厚度,但若阻力达到一定数值,就要及时清灰,清灰时要保证不破坏粉尘初层。
颗粒物入口浓度对除尘效率的影响图4给出A、B、D三个尘样在过滤速度VF一定时,颗粒物入口浓度对除尘效率的影响的实验结果。
从图4可见:
布袋除尘器的除尘效率随着颗粒物入口浓度的增大而增大。
这点与静电除尘器相比表现出相当大的优势,因为静电除尘器存在当含尘量达到某一数值时,会出现电晕闭塞现象,从而失去除尘作用的问题。
当然,颗粒物入口浓度增大,会加重对布袋除尘器滤袋的磨损,缩短滤袋寿命,因而,在工程实际中,也应选择合适的颗粒物浓度,当入口浓度过高时,可考虑采用机械式除尘器进行初级除尘。
(下转第42页)
式中:
?
Si――第i次的清灰量,g;A――过滤面积,m2。
(4)测定颗粒物入口浓度ρ1对除尘效率η的影响将风机阀门置于某一开度,保持气体流量Q不变,通过改变粉尘的入口流量S1实现ρ1的改变,记录每个粉尘的入口流量S1对应的灰斗内粉尘流量S3,据式
(1)计算出相应除尘效率。
用A、B、C、D四个尘样进行实验,将实验结果绘制在η-ρ1图中。
2
结果与讨论
过滤速度对除尘效率的影响图2给出了A、B、C、D四个尘样,在颗粒物入口浓
度ρ1一定时,过滤速度对除尘效率的影响的实验结果。
从图2可以看出:
布袋除尘器的除尘效率随着过滤速度VF的减小而增大,不同尘样的变化率不同,即使同一尘样在整个实验范围内的变化率也不同。
在工程中,过滤速度VF的选取应遵循技术经济最佳的原则,因为在过滤面积A一定的情况下,随着过滤速度VF的减小除尘器处理气体量也会减少;如果要保证处理气体量就得增大过滤面积,从而增大了投资与检修费用,因此在工程实践中应综合技术经济因素确定最佳过滤速度VF。
42
[2][3][4][5][6][7]
电
站
系
统
工
程
2010年第26卷
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编辑:
巨
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(上接第12页)
3
结
语
过滤速度、颗粒物负荷、颗粒物入口浓度是影响布袋除尘器除尘效率的3个主要因素,研究结果可为布袋除尘器的设计、运行提供依据。
另外结合布袋除尘器的除尘机理和本实验研究的结果可以看到,布袋除尘器的除尘效率与尘样的化学组成和物理性能(其中粒径的分布可能是最主要的影响因素)有关,因此有必要进一步开展尘样的物理性能与化学组成对于除尘效率的影响机理的研究,并在完成这些研究的基础上,给出布袋除尘器除尘效率的数学模型并通过现场实测数据来验证模型的准确性。
随着布袋除尘器在火力发电厂中的应用日趋广泛,对其进行深入的理论研究是很重要的也是相当必要与紧迫的。
□
参
[1]
考文献
何国良,赵锡勇,姚宇平,等.我国电力行业电除尘器与布袋除尘
编辑:
巨
川
(上接第30页)性。
以该比例为配煤原则,将印尼煤与其它煤预混掺配后再进入磨煤机,可大大降低落煤管堵塞的风险。
对于中速磨制粉系统来讲,采用预混掺配方式时,预混的地点既可以在电厂内,也可以在电厂外。
电厂外的配煤地点为煤矿或中转码头,其具体方式是按不同的燃煤配比调整取料机速度,将各混合煤种倒换到同一皮带上,通过多次皮带转运进行混合,其混合效果较好,但要求有较大的煤场。
电厂内进行预混时,除了要求有足够大的场地还应有足够的堆、取煤设备,主要有两种方式:
一是掺烧煤种按一定比例分层堆放、断面取煤;二是两条皮带输送不同煤种然后汇入同一条皮带,通过调节皮带转速控制掺配比例。
一般来讲,电厂配煤的均匀性较差,不均匀混煤可能会影响到锅炉的安全、经济运行,因此需加强配煤管理。
国内目前有些电厂将拟掺配煤种先置入筒仓,通过调节筒仓给煤机转速调节拟掺配煤量,可以较准确地实现配煤比例控制[3]。
根据台山电厂
的情况,采取厂内配煤的方式,即两条皮带输送不同煤种然后汇入同一条皮带,通过调节皮带转速控制掺配比例。
3
结
论
国华台山电厂通过对印尼煤进行煤质特性研究以及采用印尼煤与其它流动性、爆炸性较好的煤进行掺配的方法将印尼煤配烧,大大提高了印尼煤的流动性,较好地解决了制粉系统的安全运行问题。
考虑到印尼煤的价格优势,印尼煤的燃用对于电厂经济指标的有效保证无疑具有重要作用。
□
参
[1][2][3]
考
文献
刘家利,杨忠灿.广东国华台山电厂掺烧印尼煤风险测评及研究[R].西安:
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编辑:
巨
川
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