一、锅炉的烟尘与排放标准

锅炉燃料在燃烧过程中除放出大量热量外，还会产生大量烟气。烟气是气相物质和固相物质的混合体。气相物质主要包括二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、氮气、氧气等。固相物质即为烟尘。由于烟尘的存在，锅炉排烟呈灰色甚至黑色。

“烟”是指烟炱，即是烟气中的可燃气体由于不完全燃烧，在高温下还原产生的极细微的粒径小于1微米(μm)的炭粒。在空中形成黑烟。

“尘”是指在燃烧过程中，由高温烟气带出的飞灰和一部分未燃尽的炭粒，其粒度较大，约在1微米(μm)到100微米(μm)之间。

要消除“烟”，应从改进燃烧(燃烧设备、燃烧条件和操作水平)着手；要消除“尘”，应从改变烟气流速和采用有效的除尘设备着手。

为了减少和控制锅炉烟尘排放对环境的危害，我国已制订出《锅炉(不含电站锅炉)烟尘排放标准》，提出对烟尘浓度和林格曼黑度的两个最大允许值的控制指标。该指标见表1。

表1 锅炉(不含电站锅炉)烟尘排放标准

区域类别　 适用地区　 最大容许烟尘浓度[毫克／米3(ml／m3)]　最大容许林格
曼黑度(级)

1　自然保护区、风景游览区、疗养地、名胜占迹区、重要建筑物周围　
200　
1

2　 市区、效区、工业区、县以上城镇　 400 　 1

3　 其他地区　 600　 2 由上述可知，工业锅炉烟尘的防治措施主要从两方面着手：

(1)改进锅炉的燃烧方式 使锅炉中的燃料完全燃烧，尤其要淘汰手烧炉，采用链条炉等机械化燃烧方法。

(2)正确选择除尘设备 本文将对常用的除尘设备加以简介。

二、除尘设备的分类

按除尘器的作用机理，分为四大类型：机械力除尘器、电力除尘器、过滤除尘器和洗涤除尘器。

这四大类型除尘器的性能与费用管理情况见表2。

除尘器类型　最佳运转粉尘
粒径[微米(μm)]　制造
安装费　运转
管理费　 备注

机械　重力除尘器　 >50～100　 低　 低　 占地面积大，除尘效率低

力除
尘器　惯性力除尘器　 >50　 中　 低　 除尘效率偏低

　离心力除尘器　 5～20　 中　 中　 难分离小于5微米(μm)的尘

电力除尘器
过滤除尘器
洗涤除尘器　 0.01～1.O
0.1～1.0
0.1～5　 很高
高
高　 中
高
高　 都需清灰装置
对于高浓度粉尘运转赞很高
需处理洗涤水 对除尘器的评价一般以除尘效率、压力损失、负荷变化的适应性、造价、耐用年限及运行管理费用等指标来评价。

三、机械力除尘器

1．重力沉降室 又称重力沉降室，是一种较简易的烟气除尘装置。它是利用降低烟气流速，使较大的尘粒在自身重力的作用下，沉降分离出来。

沉降室底部可做水封池，也可用喷雾的办法使尘粒自重增大而提高除尘效果，这种沉降室和前述的分别称为湿室和干室沉降室。沉降室可用砖石砌筑。这种除尘设备具有结构简单，投资省，经济耐用，阻力小等优点，但占地面积大，除尘效率低(干室只有50％，湿室为80％)，而且水封池的水有酸性，腐蚀设备，并且排放需处理，目前只有在有二级除尘装置的锅炉中作为第一级除尘用。

2．惯性力除尘器 又称惯性除尘器，其机理是流动烟气中的尘粒与烟气具有不同的密度，尘粒的密度要比烟气的密度大几百倍到几千倍，因此，尘粒与烟气具有不同的惯性力。当气流急转或与障碍挡板碰撞时，尘粒运动轨迹将与烟气运动偏离，从而将尘粒分离出来。图5—33是一些惯性力除尘器图例，其中立帽式为最常见。

立帽式除尘器又称帽式或钟罩式除尘器，它安装在烟囱的顶部出口处。立帽实际是个沉降室，烟气进入立帽后，由于流动截面增大和改变流动方向，烟气流速降低。尘粒在目重和惯性力作用下分离沉降，由溜灰管排出。净化后的烟气由上部烟管排入大气。

惯性力除尘器效率较低，用得最多的立帽式除尘器也只有40％～50％，但由于它几乎不占地，投资省，阻力小，在一些小型立式锅炉(包括汽水两用炉等E级锅炉和茶炉)上仍广泛使用。

3．离心力除尘器 又称旋风除尘器，其原理是含尘烟气在旋风除尘器内强烈地沿筒壁旋转，并逐渐沿筒壁以螺旋线运动下降。由于强烈的旋转所产生的离心力，把烟尘抛向筒体内壁面，集积在壁面上的烟尘依靠重力逐渐下降至除尘器的底部，并经集灰斗排出。净化后的烟气从除尘器中间的心管排出。

4．离心力除尘器安装、使用注意事项

(1)安装除尘器要保证密封，安装完毕应用肥皂液检查。

(2)使用中应定期维修，保证效率，运行3～5年应检查耐磨涂料的磨损情况。

(3)运行中应注意排灰口(锁气器)的密封。

(4)选用除尘器要考虑和锅炉的排烟量相适应，风机能克服排烟阻力。

四、电力除尘器

电力除尘器又称电除尘器，其工作原理是使含尘气体中粉尘微粒荷电，在电场力的作用下驱使带电尘粒沉积于沉降极的表面上。目前国内作为中小型锅炉烟气净化的电除尘器产品主要是立管式电除尘器。这种除尘器单管处理风量为5000米3／时(m3／h)，双管为9000米3／时(m3／h)，三管为15000米3／时(m3／h)。

电力除尘器净化除尘效率高，可达95％～99％，处理烟气量大及阻力低，对烟尘颗粒范围适应性较好，对烟尘浓度的适应性较好，运行费用低。但是电力除尘器初投资高，设备比较庞大，占地面积大，设备制造及安装质量、维护保养要求都比较高，限制了它的应用。目前只有在煤粉炉上用作二级除尘。

五、过滤除尘器

目前工业锅炉所用的过滤式除尘器主要是袋滤式除尘器。它是用纤维滤袋来过滤烟尘的除尘器。

1．袋滤式除尘器的结构形式

(1)按进风方式分类 分为上进风、下进风和直流式。上进风，过滤性能好，但灰斗易结露；下进风，滤袋的磨损少，可以延长清灰间隔时间；直流式只用于扁滤袋。

(2)按滤袋形状分类分为扁形袋和圆形袋。扁袋占地面积小，布置紧凑，袋端磨损小，清灰均匀，单个换袋容易。圆袋受力较好，骨架及连接较简单，补漏容易，成批换袋方便，清灰功率小，噪声小，目前国内圆袋使用较多。

(3)按过滤方式分类分为外滤式和内滤式两种。外滤式是指含尘烟从袋外进入，滤净后的烟气从袋内排出。内滤式与外滤式正相反。

2．滤袋材质及清灰方式

(1)滤袋材质 目前所用滤袋材质有涤纶、尼龙、聚丙烯、丙烯纤维、玻璃纤维、聚酰胺纤维。

涤纶耐热温度可达135℃，但耐碱性差；尼龙耐热温度为100—110℃，强度较高；聚丙烯耐热温度为100℃左右，能耐酸碱腐蚀，丙烯纤维耐热温度为145℃，耐酸等化学性能好；玻璃纤维耐热温度为250℃，耐酸性好，耐碱性差；聚酰胺耐最温滤袋可耐220℃最温，耐酸耐碱性能好。

(2)清灰方式滤袋上积灰清除方式有人工敲打、机械振打和气体喷吹三种。

人工敲打是生产率低、劳动强度高、工作条件差的一种清灰方式；机械振打滤袋损坏率高，更换和检修工作量大；气体喷吹分两种，一种是脉冲喷吹，另一种是气体反吹，这两种方法效果都较好，工作率也稳定，滤袋寿命长，维修工作量也小。

3．滤袋式除尘器的工作性能具有较好的工作性能，其除尘效率可达99％，有效捕集尘粒大于0.3微米(μm)。但烟气阻力较大，约为1000帕(Pa)，需要引风机有较大的风压，致使这种除尘器的应用受到一定的限制。

六、洗涤除尘器

这种除尘器也叫湿式除尘器，它以水为介质，利用水网、水膜、水滴捕集烟尘，使烟气得到净化。这种除尘器结构简单，投资省，除尘效率高，对烟气中有害物质也有一定的净化作用。但它也有一些不足之处，对疏水性烟尘的除尘效率不高，黏性烟尘则容易堵塞烟道和风机叶轮，另外，耗水量较大且需进行污水处理。

常用的洗涤除尘器有冲击水浴除尘器和麻石水膜除尘器。

1．冲击水浴除尘器。烟气冲击在液面上激起大量的泡沫和水滴，这时由于烟气改变方向，大部分烟尘颗粒沉留在水中，另一部分则被泡沫及水滴凝聚，在沉灰室中随着烟气流向的改变而被分离。

冲击水浴除尘器效率可达85％，烟气阻力低，为147～196帕(Pa)。

2．麻石水膜除尘器这种除尘器的结构如图5—35。其筒体是由麻石(花岗岩)砌筑。含尘烟气从下部以高速切向进入筒体，旋转的烟尘被甩向筒壁，并被筒壁上向下流的水膜润湿和黏附，然后随水经锥形灰斗、水封和排水沟排出。净化后的烟气从上部出口排出。

麻石水膜除尘器的效率为90％左右，烟气阻力为578～1245帕(Pa)，可用在蒸发量6吨／时(t／h)以上的锅炉上。

七、锅炉除尘操作

1．除尘器的检查及除尘操作

(1)除尘器启动前的检查

1)检查操作手柄、锁气器开关是否灵活可靠。检查每个法兰接口、密封垫是否完好。打开落灰斗、储尘池、储尘箱等进行检查，若有灰尘及时清除。

2)除尘器运行中，检查各法兰接口和锁气器处有无空气短路现象。

(2)除尘操作

1)除尘器停运前应做好除尘的准备工作。准备好除尘用工具，如车、水管等。

2)除尘器停运后，打开除尘池、除尘箱的密封门，开启自来水阀门，用水浸泡灰尘。

3)灰尘浸泡后，清除灰尘，清完后打扫干净。

4)灰尘彻底清除干净后，应将除尘池内放人半池水，为浸泡灰尘作准备。

5)关好储尘池、箱的门，否则空气从锁气器开关处进入除尘器，将烟灰、粉尘带人大气而降低除尘效果。

2．除尘器的维护及修理

(1)除尘器的维护 密封性能的好坏决定除尘器的除尘效果，因此，除尘器密封性能及其他性能的维护，是除尘器日常维护的重点工作。

1)每次保养维护周期，应对除尘器每个法兰口的密封进行彻底维护。

2)对除尘器储灰池、箱等易造成空气短路部位进行清扫维护。

3)需要引入自来水的除尘设备，冬季应对自来水管保温。

(2)除尘器的修理除尘器常见故障有简体磨损穿孔、筒体耐磨涂层磨损或穿孔、法兰接口变形无法密封、锁气器衬垫磨损、锁气器开关失灵、储尘池或箱不密封等。修理时，应根据损坏程度采用不同的修理方法。

1)筒体穿孔的修理

①运行期间的临时修补 用3毫米(mm)厚的钢板进行焊补，待停炉后进行彻底修复。

(多停炉后的修理 根据穿孔面积大小和磨损程度，将筒体已磨损的部位用氧焊割去；按原挖补大小用钢板补平、补齐，补用钢板厚度应与原钢板相同，焊缝表面应平滑，不允许将补焊钢板重叠在原钢板上；挖补的形状以圆形、方形、长方形为主。

2)筒体内耐磨层的修复

①将已损坏的耐磨层打掉，露出原钢板，并将打掉的耐磨层废料及时清除。

(多用6毫米(mm)的钢筋弯成单面长30～40毫米(mm)的V形抓钉，并焊接在筒体的磨损部位上。

(爹在磨损严重的部位，抓钉之间的距离为150毫米(mm)，在磨损不严重的部位，每个抓钉之间的距离为200～250毫米(mm)。

(多耐磨层的现场浇注。铸型材料的配料比例如下：625号高铝水泥25％、0.088高铝粉25％、1～3毫米(mm)高铝骨料20％、5—8毫米(mm)高铝骨料30％、纯净中性水10％～12％。

(9将以上四种料按“干三湿四”翻拌均匀。干料拌好后不能全部加水湿拌，应先加水拌1／3的湿料。其余用多少拌多少，以免凝固无法使用。

⑥将湿料运进筒体内，人工振捣、拍紧，必须拍出浆平，随时抹平、抹光，不允许再用二次浆收平、抹光。

⑦浇铸时动作要快，必须在短时间内完成，浇注的厚度一般为50—80毫米(mm)；若磨损严重可稍加厚，最大厚度不超过100毫米(mm)。

⑧浇注完工后进行自然养护。第一，冬季养护，应加温养护，用200瓦(w)的电炉前后各一只，架空放置，筒体外面用保温材料包上，温度在20℃左右为宜。第二，夏季养护。浇注1小时(h)后，室内温度在35℃以上，用湿麻袋铺在筒体内外20小时(h)即可。

3)吊装除尘器可用吊葫芦通过支架或从房顶穿孔用钢丝绳直接将除尘器筒体吊起，使之就位，穿上几个螺栓后再进行校正。

4)加装密封垫 除尘器的法兰密封垫多采用多股石棉绳制作。安装时随法兰口绕一圈接上头为止，拧紧螺栓即可。

5)筒体法兰变形后应进行校正修复，螺孔对不准的应重新开孔，保证法兰密封。

6)锁气器开关和密封衬垫应保持完好无损开关灵活，开关销子如有磨损应及时更换或校正，以确保锁气器的密封性和可靠性。