近年来,我国多地出现了持续的严重雾霆天气,给人们 的日常生活、交通带来了很大的不便,严重影响了人们 的身心健康。2013年1月14日,一份名为《迈向环境可持续的未来中华人民共和国国家环境分析》中文版报告由亚洲开发银行、清华大学两家联合发布,报告中提出,尽管我国在最近十几年内一直不间断积极地运用各种手段治理大气污染,但仍有多个世界上空气污染最严重的城市分布在我国。
大气的污染、雾霆的形成是 由多方面因素造成的,工业烟尘的排放是 其中最重要的诱导因素之一。长期以来,我国对工业烟尘的排放处理一直处于粗放式管理的状态,排放标准达不到国标甚至是 远低于国标的情况时有发生。近年来的雾霆事件深深地刺激了公众的神经,人们 对干净空气的诉求和关注远远地超过了以往。在工业生产的过程中对排放到空气中的工业烟尘废气加以净化滤除,较大程度地削弱排放到空气中的烟尘废气对大气的污染程度,这一过程即为工业烟尘除尘技术。该锅炉布袋式除尘器除尘技术可以滤除捕获到烟尘废气中的粉尘颗粒物,从而对工业烟尘排气进行净化,而实现这一除尘技术的设备也叫作除尘器或者除尘设备。
袋式除尘器作为一种高效的除尘设备,其除尘效率可高达99.9%,处理后的烟尘浓度可低于5mg/Nm³,这种级别的除尘效率是 其他除尘设备所望尘莫及的。目前,该种除尘器己普遍应用在各工业生产单位,除尘效果令人叹为观止。该除尘器既可以有效地降低工业生产产生的粉尘向大气中的排放量,有效地改善公众的工作生活环境,又可以创造良好的经济价值,变废为宝,回收利用许多宝贵的资源,在当今大气环境污染严重、资源短缺的严峻社会形势下,袋式除尘器肯定会起到非 常大的作用。在国家高度重视节能环保产业的形势下,工业粉尘的治理、工业除尘器更好的研发和利用在大气污染防治、环境保护、回收利用废弃物料等方面发挥着重要的作用,具有深远的环保和经济价值。
单机脉冲布袋除尘器运行时包括两个工作状态,一个是 过滤状态,另一个是 清灰状态,这两个状态组成了完整的除尘器除尘清灰工作过程。其具体的工作原理如下文所述。
过滤状态:含尘气体由含尘空气入口经过挡板的作用进入到袋式除尘器内部,由于流入除尘器内部的气体体积突然扩张,含尘气体的气流流速会骤然降低,颗粒粒径较大的粉尘在自身重力因素的作用下从含尘气体的气流中分离出来沉降到箱体底部的灰斗内;其余粉尘颗粒则跟随着气流继续前进,由滤袋外部进入到内部,在含尘气体由滤袋外部进入到滤袋内部的过程中,含尘气体中的粉尘颗粒依靠着与滤料发生的筛滤、惯J陛碰撞、拦截、布朗扩散、重力、静电力等作用从含尘气体中分离出来;之后,气流从滤袋内部由下而上进入到净气室内,并经由净化气体出口排放到大气中。此过程就是 除尘器过滤含尘气体的具体流程。
清灰状态:当除尘器过滤含尘气体达到一定时间后,吸附在滤料上的粉尘颗粒越来越多, 除尘器的运行阻力会越来越大。为了保证除尘器的运行阻力保持在一定的范围内,由控制系统发送脉冲信号依次打开电磁脉冲阀,使储气罐内的压缩气体由喷管的各喷吹孔喷吹到各除尘滤袋内部,同时诱导出5.1~6.9 倍于一次风的净气室周围空气(二次气流)进入滤袋内部,滤袋会瞬间膨胀,而脉冲气流的瞬间冲击效应将会很快地消失,除尘器滤袋又会快速收缩,滤袋的瞬间冲击膨胀和快速收缩使得沉积在滤袋外表面的粉尘颗粒被清除掉,落入到灰斗内,经由排灰系统排出。如上所述,除尘设备周而复始地重复着过滤、清灰动作,在灰斗沉积的灰尘到达一定程度之后,卸灰控制系统开始打开卸灰阀输运灰斗内的灰尘,至此,除尘器完成了对含尘气体的一个净化周期。
国内普遍采取的锅炉脉冲布袋除尘器控制系统是 PLC和Profibus结合起来的控制技术 该技术经过多年的发展整合己经变得很成熟,以系统简单、运行稳定著称。但该技术也有其不足之处,那就是 PLC的组件、编程虽然简单易懂,但其组件较贵、成本较高,对于一些中小厂商来说会普遍提高其生产成本,影响该技术的普及率;再者,其通用性较差,应用比较专一,不同厂商生产的产品规格不尽相同,技术相对来说比较封闭。多年来,国内外在对袋式除尘器除尘清灰的过程控制研究和应用方面虽然积累了很多的经验,但除尘技术研究人员对袋式除尘器清灰控制规律的研究毕竟还是 有限的,大多数采取普通定压差和定周期相结合的方法对除尘器进行清灰控制。
定时清灰是 按照预先设定的时间间隔和周期控制清灰的机构顺序工作,这种控制为开环控制;而另一种是 定压差清灰,定压差清灰一般设有一个压差上限和一个压差下限,除尘器达到压差上限时开始清灰,而达到压差下线时清灰结束。定压差清灰的成败与否完全取决于压差检测装置的稳定性和准确性。如果使用的压差检测装置经常性地出现工作故障,或者是 取压管出现泄漏以及堵塞的情况,那么此时压差控制就成为了虚设。为了能在该恶劣的情况下继续工作,在定压差控制的基础上,又设置了较大清灰周期保护的防护措施,如果在一定的间隔时间内,压差值还不能达到所设定的清灰开始压差上限,那么到了一定的时间间隔后,除尘器控制系统会自动喷吹清灰。
然而,无论是 定时间开环控制还是 以反馈值和给定值作简单比较的定压差闭环控制,都有着一定的局限性,那就是 两者的清灰都是 定频率喷吹的,只能做到简单的压差和时间周期控制,无法做到实时地参数跟随并改变其脉冲喷吹频率,也不能对不同运行阻力状况下的除尘器做出最适合的清灰频率选择。
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