脈沖噴吹類袋式除塵器常見問題及優化措施分析

湯云祿，謝朋飛，白永岐，莊麗麗，王作家

（遷安中化煤化工有限責任公司，河北 唐山 064400）

脈沖噴吹類袋式除塵器具有除塵效率高、排放濃度低及運行穩定等特點，在冶金、機械、化工、建材、電力及其他輕工行業有廣泛的應用。隨著超低排放工作的持續推進，如何優化傳統的脈沖噴吹類袋式除塵器已成為行業關注與研究的熱點。本文主要就脈沖噴吹類袋式除塵器的相關問題進行分析總結，以期為企業的生產順行和節能降耗提供參考。

1 主要結構與工作原理

脈沖噴吹類袋式除塵器主要由進氣口、袋式過濾室、箱體、濾袋及籠骨、凈氣室、脈沖噴吹裝置、灰斗及輸灰裝置、風道等組成，其主要結構如圖1 所示。

圖1 脈沖噴吹類袋式除塵器結構原理圖

含塵氣體由進氣口進入袋式過濾室，大顆粒落入其下部灰斗，細小粉塵則隨氣流通過濾袋，經濾袋過濾進入凈氣室后由出氣口排出。隨著過濾的進行，除塵器阻力逐漸升高，通過脈沖噴吹裝置對濾袋進行反吹清灰后，降低運行阻力。清灰由控制儀定期依次進行，觸發各電磁閥，開啟脈沖閥，使壓縮空氣由反吹管孔眼噴出，再通過文氏導流管誘導5～8 倍于噴吹壓縮空氣的二次風進入除塵器濾袋，使濾袋在瞬間急劇膨脹，并伴隨著氣流的反向作用，抖落濾袋附著的粉塵，使運行阻力下降。文氏導流管大大提高了脈沖噴吹強度與效果，降低了壓縮空氣的用量，節省了能源[1]。

經過長期的技術改造、不斷升級后，新型高效袋式除塵器結合了分室反吹和脈沖清灰的特點，克服了普通分室反吹強度不足和一般脈沖清灰粉塵再附著的缺點，而且加長了濾袋（長袋式除塵器的濾袋長度一般都在5.5 m 以上），節約占地面積的同時，降低了過濾風速，延長了濾袋的使用壽命。

2 不同應用場所除塵器的選擇

在實際使用中，應根據不同的使用條件與主要性能選擇匹配的除塵器類型，以達到理想的使用效果。JB/T 8532—2008《脈沖噴吹類袋式除塵器》對脈沖噴吹類袋式除塵器的使用條件與主要性能做了詳細描 述，見表1。

表1 脈沖噴吹類袋式除塵器的使用條件與主要性能

以不同的除塵器入口氣體溫度選擇不同的濾袋濾料為例：一般情況下，在處理入口氣體溫度低于130 ℃的常溫煙氣時，要求濾料具有耐酸性和耐久性的情況下，通常選用材質為滌綸絨布和滌綸針刺氈的常溫濾料；在處理130 ℃～250 ℃的高溫煙氣時，采用對應的耐高溫材質的濾料；在特殊條件的應用場所，處理高于250 ℃的高溫煙氣時，根據實際需求選用石墨化玻璃絲布材質或碳素纖維/ 金屬纖維等特殊材質的濾料。

3 常見問題及優化方式

3.1 除塵濾袋反吹效果差

反吹管噴出的壓縮空氣具有很高的速度，其能量主要以動壓的形式存在。由于動壓只作用于氣流前進的方向，因而對位于垂直方向的濾袋側壁不起作用，采用文氏導流管誘導大量噴吹壓縮空氣的二次風瞬間進入除塵器濾袋，使濾袋急劇膨脹時才能促進濾筒的清灰。文氏導流管中間口徑較小，因此要求壓縮空氣反吹管吹入口中心必須對準文氏導流管中心，如兩者中心不對正，反吹氣流不能吹入濾袋或部分吹入濾袋，會導致此反吹管對應的濾袋長期得不到有效反吹，清灰效果差，形成“糊袋”。相比之下，反吹效果好的濾袋，進風量與進風速度均增大，使用負荷增加，使用壽命會縮短。反吹管安裝或運行時錯位，吹入口偏斜，都會造成清灰效果不佳。優化方式：反吹管安裝后，調整反吹管入口中心與文氏導流管中心并固定好位置，定期檢查、測量反吹管入口中心與文氏導流管中心對正情況，確保反吹口正對濾袋口中心，使反吹均勻、有效。

3.2 除塵器運行耗電量大

除塵器耗電量高主要有兩個因素：各除塵點的吸力調配過大，超過了實際使用吸力，造成過度消耗；布袋板結、“糊袋”、使用周期過長等造成除塵器運行壓差高。以500 kW 除塵器風機電機為例，兩種工況下運行壓差對耗電量的影響見表2。

表2 500 kW 除塵器風機電機兩種工況的運行壓差與耗電量對比

由表2 可以看出，除塵器壓差增加1 000 Pa 后，小時耗電量增加了66.02 kWh，增加27.08%。因此降低除塵器運行壓差是降低耗電量的重要途徑。優化方式：根據使用情況，調配出適用的除塵器入口吸力；采用變頻調節電機，隨生產工況高低負荷的變化，增減除塵器電機運行頻率；監控除塵器壓差，定期檢查更換濾袋，維持運行壓差穩定。從除塵器使用情況來看，除塵器運行過程中，阻力逐漸增大，壓差增加，除塵器運行能耗增加，除塵效果變差。如只更換少數若干條濾袋，新濾袋阻力小，進風量與進風速度增大，更容易造成濾袋超負荷使用。因此，定期整倉室更換濾袋是科學合理的更換方式。對于環保管控嚴格、安裝了煙氣在線監測系統（CEMS 系統）的除塵器，如個別濾袋破損，極易造成顆粒物數據升高甚至超標，需要盡快查找漏點后立即更換。

3.3 沖刷磨損

硬度高、磨損性強的粉塵對除塵濾袋本身及除塵器管道、彎頭及箱體沖刷磨損嚴重。優化方式：通常采用降低含塵氣體流速的方法降低磨損，即加長濾袋或者使用褶皺濾袋增加濾袋本身的過濾面積，含塵氣體流速降低，沖刷磨損降低。還可在沖刷磨損頻率高，損壞較大的管道、彎頭及箱體重點部位增加耐磨噴涂或使用耐磨材料，減小磨損帶來的損壞。

3.4 長濾袋擺動

為節省建設投資，傳統除塵器多采用長濾袋來增加空間高度以節約占地面積。長濾袋的缺點在于：濾袋只在上方袋口處與花板固定，受到進風氣流的影響，濾袋越長，底部擺動幅度越大。擺動造成濾袋與濾袋之間、濾袋與周邊箱體側壁之間碰撞摩擦，引起濾袋磨損損壞，減短了使用壽命。優化方式：為解決擺動問題，可在濾袋長度不變的基礎上，對花板進行改造，增加花板上各濾袋之間間距，減少碰撞摩擦。此外，還可以在灰倉進風口安裝擋風板，避免氣流直吹布袋造成擺動幅度增加。

3.5 除塵器灰斗料位計不準確

灰斗一般設置高低兩個料位計，高料位報警時，該倉室排灰閥啟動，低料位報警時，排灰閥自動停止，由此往返循環卸灰。除塵器灰斗料位計的準確性至關重要：如料位過高，箱體內進風流動空間減小，流速增大，當灰斗內積灰高度達到或接近進風口時，進風攜帶積灰沖刷濾袋，造成濾袋受損；如灰斗內物料卸空，則會失去物料的密封作用，除塵器內負壓會將卸料閥下部空氣吸入，降低除塵吸風口的吸力，影響除塵效果。優化方式：傳統除塵器大多采用射頻導納料位計，存在粘連灰斗內物料后誤報警的缺點，采用阻旋式料位計可以提高料位測量的準確性。

3.6 除塵器進風方式選擇

除塵器進風通過風道進入濾袋室多采用從濾袋室的一側進入，進氣速度快，直接沖刷濾袋，造成濾袋易磨損。通過改變進風方式，由灰斗的單側進風改為灰斗雙側進風，可減小風速；在進氣風道增加擋風板（其示意圖見圖2），合理布風，通過改變氣流方向，使進風不直接作用于濾袋上，可減緩高速含塵氣體對濾袋的沖刷損壞。

圖2 擋風板示意圖

3.7 除塵器灰斗排灰閥下料不暢

除塵器灰斗排灰閥下料不暢，多為異物堵塞或濕物料堆積所致。異物由各吸塵口吸入除塵器，在排灰閥處卡住，造成卸料困難。通過在吸風口加裝網格柵，異物被過濾在網格柵處，可有效避免除塵系統堵塞。濕物料堆積則有多種原因：生產工藝過程中物料水分大；雨水積在除塵器頂蓋周邊，頂蓋密封不嚴，雨水被吸入除塵器內部；除塵器灰斗側壁有漏點、檢修孔密封不嚴等造成雨水被吸入灰斗內。這些原因造成干物料受潮，進而影響下灰及輸灰系統正常運行。潮濕物料還會造成除塵器濾袋“糊袋”現象，引起除塵器濾袋板結甚至腐蝕和除塵器整體壓差過高。優化方式：采用防水防腐蝕材質濾布及加強反吹頻次；箱體采用氣密性設計，運用密封性優良的密封材料；投用前對除塵器進行整體密封檢查，防止雨水進入系統。

3.8 反吹離線閥閥板關閉不嚴密

離線閥采用“上提式”提升閥的除塵器正常運行時，離線閥大蓋向下動作為打開；反吹時，向上運動關閉。由于關閉時動作方向與除塵器氣流方向相反，關閉阻力大，密封不嚴導致反吹效果差，除塵運行阻力增加。另外，在單倉更換濾袋等檢修時，需要隔斷該倉室與除塵系統聯系，如果離線閥大蓋不嚴密，會造成該倉室粉塵等雜物進入除塵系統，對正常運行的除塵器造成不良影響。優化方式：可采用“下壓式”離線閥替代“上提式”離線閥，關閉時動作方向與除塵器氣流方向相同，密封效果好。此外，離線閥閥板周邊密封盤根應定期檢查、修復調整，以保證密封效果。

3.9 除塵器輸灰系統選擇

除塵器輸灰的傳統形式為機械輸灰，通過刮板機與斗提機將物料輸送至灰斗，主要缺點在于相關設備數量多、電能損耗大，建設成本與運行成本高、設備維護工作量大。采用氣力輸灰系統可有效解決以上問題，氣力輸灰以價格低廉的壓縮空氣或氮氣（出于安全防爆考慮）為輸送載體，設備簡單，技術成熟，能耗也大大降低。以10 t/h 輸送量的焦粉為例，氣力輸灰系統每噸焦粉輸送電耗僅是機械輸灰方式的6.2%左右，每噸焦粉輸送氣耗約1.6 m3，節能效果明顯[2]。

3.10 噴吹壓力選擇

含塵煙氣通過濾料時，塵粒被過濾下來，濾料捕集粗粒粉塵主要靠慣性碰撞作用，捕集細粒粉塵主要靠擴散和篩分作用。濾料的粉塵層也有一定的過濾作用。針對生產工況，宜選用較低的噴吹壓力保障粉塵層的完整性，從而有助于降低除塵器的粉塵排放濃度。噴吹壓力過低會造成清灰效果差，運行壓差過高；噴吹壓力過高則會破壞粉塵完整性甚至對濾袋造成損壞。根據行業運行經驗及相關研究，0.3 MPa～0.4 MPa的噴吹壓力有助于濾料獲得較好的清灰效果，降低運行阻力[3]。在實際運行時，應結合除塵器本身的工藝介質、處理能力、濾袋材質及噴吹形式等影響因素選擇最佳噴吹壓力，以利于除塵器低阻高效運行。

4 結 語

本文對脈沖噴吹類袋式除塵器的主要結構與工作原理進行了闡述；對其在應用場所的選擇作了介紹；對脈沖噴吹類袋式除塵器實際運行過程中行業關注度較高的布袋破損問題、節能環保問題、升級改造方式選擇問題以及其他常見問題進行了歸納，并針對除塵器選型、反吹管對正中心、進風分配與加裝擋風板、重點部位耐磨加固、增加濾袋過濾面積、噴吹壓力及輸灰方式選擇等提出了相應的優化方法。希望本文所述的有關問題的優化方法有利于提升脈沖噴吹類袋式除塵器的實際運行效率，對脈沖噴吹類袋式除塵器的優化改造及完善升級能起到借鑒和幫助作用，為工業企業生產順行和節能環保提供參考。