一、引言

在暖通電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，粉塵污染是一個(gè)不可忽視的問題。這些粉塵不僅會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，降低系統(tǒng)的效率，還會(huì)對(duì)環(huán)境和人員健康造成危害。因此，除塵設(shè)備在暖通電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。它能夠有效地去除空氣中的粉塵顆粒，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高空氣質(zhì)量，符合環(huán)保要求。

二、暖通電力系統(tǒng)中粉塵的來源與危害

（一）粉塵來源

燃料燃燒

在電力系統(tǒng)中，如燃煤電廠，煤炭的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵。煤炭中含有的礦物質(zhì)在高溫燃燒過程中會(huì)形成飛灰等顆粒物，隨煙氣排放。

工業(yè)生產(chǎn)過程

暖通系統(tǒng)所服務(wù)的一些工業(yè)場(chǎng)所，如水泥廠、鋼鐵廠等，在原料加工、生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵。例如水泥生產(chǎn)中的原料破碎、研磨，鋼鐵冶煉中的礦石燒結(jié)等都會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)微的粉塵顆粒。

（二）危害

對(duì)設(shè)備的影響

粉塵會(huì)在暖通電力設(shè)備的表面沉積，如鍋爐的受熱面、通風(fēng)管道、風(fēng)機(jī)葉片等。這會(huì)降低設(shè)備的傳熱效率，增加設(shè)備的磨損，導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)，縮短設(shè)備的使用壽命，增加維修成本和停機(jī)時(shí)間。

對(duì)環(huán)境的影響

排放到大氣中的粉塵會(huì)造成空氣污染，影響大氣能見度，形成霧霾等惡劣天氣現(xiàn)象，對(duì)生態(tài)環(huán)境和氣候變化產(chǎn)生負(fù)面影響。

對(duì)人體健康的影響

可吸入粉塵能夠進(jìn)入人體呼吸道，引發(fā)呼吸道疾病，如咳嗽、等，長期暴露在高濃度粉塵環(huán)境下還可能導(dǎo)致塵肺病等嚴(yán)重的肺部疾病。

三、暖通電力系統(tǒng)除塵設(shè)備的工作原理

（一）機(jī)械除塵原理

重力沉降

利用粉塵顆粒自身的重力，使含塵氣體通過一個(gè)較大空間的沉降室時(shí)，顆粒在重力作用下逐漸沉降到室底而被分離。這種方法適用于處理較大粒徑、密度較大的粉塵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但除塵效率相對(duì)較低，一般只能作為初級(jí)除塵手段。

慣性除塵

含塵氣體在流動(dòng)過程中突然改變方向，粉塵顆粒由于慣性會(huì)繼續(xù)保持原來的運(yùn)動(dòng)方向，從而與氣體分離并撞擊到設(shè)置的擋板等障礙物上而被捕集。慣性除塵設(shè)備可以處理中等粒徑的粉塵，除塵效率比重力沉降有所提高，但對(duì)于細(xì)小粉塵的去除效果有限。

離心力除塵

通過使含塵氣體在高速旋轉(zhuǎn)的裝置（如旋風(fēng)除塵器）中運(yùn)動(dòng)，粉塵顆粒在離心力的作用下被甩向器壁并沿壁面落入灰斗收集。離心力除塵能處理較小粒徑的粉塵，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)，在暖通電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍，常作為預(yù)除塵或中等效率的除塵設(shè)備。

（二）靜電除塵原理

靜電除塵器利用高壓電場(chǎng)使粉塵顆粒帶電，然后在電場(chǎng)力的作用下使帶電粉塵向電極運(yùn)動(dòng)并被捕集在電極上。其工作過程包括氣體電離、粉塵荷電、粉塵沉降等步驟。首先在放電極與收塵電極之間施加高壓直流電，使放電極周圍的氣體發(fā)生電離產(chǎn)生大量電子和離子，含塵氣體通過時(shí)粉塵顆粒與這些離子碰撞而荷電，荷電后的粉塵在電場(chǎng)力作用下向收塵電極運(yùn)動(dòng)并沉積在電極表面，通過振打等方式使粉塵落入灰斗。靜電除塵器具有除塵效率高、處理量大、能夠處理細(xì)微粉塵等優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)除塵要求較高的場(chǎng)合，但設(shè)備投資和運(yùn)行成本較高，對(duì)操作和維護(hù)要求也較為嚴(yán)格。

（三）袋式除塵原理

袋式除塵器通過過濾材料（布袋）對(duì)含塵氣體進(jìn)行過濾。含塵氣體進(jìn)入除塵器后，粉塵顆粒被布袋攔截在其表面，而清潔的氣體則透過布袋排出。隨著粉塵在布袋表面的積累，會(huì)形成一層粉塵層，這層粉塵層本身也起到過濾作用，進(jìn)一步提高了除塵效率。當(dāng)布袋上的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，通過脈沖噴吹等清灰方式將粉塵抖落并收集。袋式除塵器對(duì)各種粒徑的粉塵都有較高的除塵效率，尤其是對(duì)細(xì)微粉塵的捕捉效果明顯，但其過濾速度相對(duì)較低，設(shè)備占地面積較大，布袋需要定期更換維護(hù)。

四、暖通電力系統(tǒng)除塵設(shè)備的類型

（一）旋風(fēng)除塵器

如前文所述，旋風(fēng)除塵器依靠離心力分離粉塵。它的結(jié)構(gòu)主要包括進(jìn)氣管、筒體、錐體、排氣管等部分。含塵氣體從進(jìn)氣管切向進(jìn)入筒體，在筒體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，粉塵在離心力作用下被甩向筒壁并沿壁面落入錐體底部的灰斗。旋風(fēng)除塵器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，可單獨(dú)使用或作為多級(jí)除塵系統(tǒng)的初級(jí)除塵設(shè)備。但對(duì)于粒徑小于 5 - 10 微米的粉塵，其除塵效率較低。

（二）靜電除塵器

分為干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器。干式靜電除塵器以空氣為介質(zhì)，在電場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)粉塵的分離和收集，應(yīng)用普遍。濕式靜電除塵器則用水或其他液體作為沖洗介質(zhì)，在收集粉塵的同時(shí)還能對(duì)煙氣進(jìn)行降溫、脫硫等協(xié)同處理，適用于處理含濕量高、有粘性或有腐蝕性的粉塵，但設(shè)備較為復(fù)雜，運(yùn)行成本較高。靜電除塵器在大型火力發(fā)電廠、鋼鐵廠等對(duì)除塵效率要求極高的場(chǎng)所應(yīng)用較多。

（三）袋式除塵器

根據(jù)清灰方式的不同可分為脈沖袋式除塵器、機(jī)械振打袋式除塵器等。脈沖袋式除塵器利用壓縮空氣周期性地向布袋內(nèi)噴吹，使布袋瞬間膨脹變形抖落粉塵，清灰效果好，過濾風(fēng)速較高，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用普遍。機(jī)械振打袋式除塵器則通過機(jī)械裝置定期振打布袋來除去粉塵，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但清灰效果不如脈沖袋式除塵器，過濾風(fēng)速較低。袋式除塵器適用于處理各種工業(yè)粉塵，尤其是對(duì)排放要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。

（四）電袋復(fù)合除塵器

結(jié)合了靜電除塵和袋式除塵的優(yōu)點(diǎn)。含塵氣體先經(jīng)過靜電除塵區(qū)域，利用電場(chǎng)使大部分粉塵荷電并被捕集，然后進(jìn)入袋式除塵區(qū)域，未被靜電除塵器捕集的細(xì)微粉塵被布袋進(jìn)一步過濾。電袋復(fù)合除塵器既具有靜電除塵器處理量大、阻力小的優(yōu)點(diǎn)，又具有袋式除塵器除塵效率高、對(duì)細(xì)微粉塵捕集效果好的特點(diǎn)，在一些新建或改造的暖通電力除塵項(xiàng)目中得到了越來越多的應(yīng)用。

五、暖通電力系統(tǒng)除塵設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景與選擇要點(diǎn)

（一）應(yīng)用場(chǎng)景

火力發(fā)電廠

在鍋爐煙氣處理中，需要高效的除塵設(shè)備來去除燃燒產(chǎn)生的大量飛灰。根據(jù)電廠的規(guī)模、燃料特性、環(huán)保排放要求等，可以選擇靜電除塵器、袋式除塵器或電袋復(fù)合除塵器等。

鋼鐵廠

在原料場(chǎng)、燒結(jié)機(jī)、煉鐵高爐、煉鋼轉(zhuǎn)爐等環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。例如燒結(jié)機(jī)煙氣除塵可采用靜電除塵器或電袋復(fù)合除塵器，原料場(chǎng)的揚(yáng)塵控制可采用旋風(fēng)除塵器與袋式除塵器組合的方式。

水泥廠

從原料破碎、烘干、粉磨到水泥成品包裝等全過程都有粉塵產(chǎn)生。水泥窯尾煙氣除塵多采用袋式除塵器或電袋復(fù)合除塵器，而在一些揚(yáng)塵點(diǎn)如皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)處可采用旋風(fēng)除塵器進(jìn)行局部除塵。

（二）選擇要點(diǎn)

除塵效率要求

根據(jù)國家和地方的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，確定所需的除塵效率。例如，對(duì)于一些重點(diǎn)區(qū)域的電廠和工業(yè)企業(yè)，要求粉塵排放濃度極低，此時(shí)可能需要選擇袋式除塵器或電袋復(fù)合除塵器等高效除塵設(shè)備。

粉塵特性

包括粉塵的粒徑分布、密度、粘性、濕度、腐蝕性等。對(duì)于粒徑較大、密度較大的粉塵，可優(yōu)先考慮旋風(fēng)除塵器等機(jī)械除塵設(shè)備；對(duì)于細(xì)微粉塵、有粘性或腐蝕性的粉塵，則需要選擇袋式除塵器、靜電除塵器或電袋復(fù)合除塵器，并根據(jù)粉塵特性選擇合適的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

處理風(fēng)量

根據(jù)暖通電力系統(tǒng)的規(guī)模和運(yùn)行工況，確定所需處理的風(fēng)量大小。不同類型的除塵設(shè)備有其適宜的處理風(fēng)量范圍，例如旋風(fēng)除塵器一般適用于中小風(fēng)量的除塵，而靜電除塵器和袋式除塵器可處理較大風(fēng)量。

設(shè)備成本與運(yùn)行成本

考慮設(shè)備的初期投資成本，包括設(shè)備購置、安裝調(diào)試等費(fèi)用，以及運(yùn)行成本，如能耗、維護(hù)費(fèi)用、耗材更換費(fèi)用等。一般來說，靜電除塵器設(shè)備投資較高但運(yùn)行能耗相對(duì)較低，袋式除塵器設(shè)備投資相對(duì)較低但布袋更換等維護(hù)成本較高，在選擇時(shí)需要綜合權(quán)衡。

六、暖通電力系統(tǒng)除塵設(shè)備的維護(hù)與管理

（一）日常維護(hù)

設(shè)備巡檢

定期對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行巡檢，檢查設(shè)備的外觀是否有損壞、變形，各連接部位是否密封良好，管道有無泄漏等。對(duì)于旋風(fēng)除塵器，要檢查筒體、錐體有無磨損；對(duì)于靜電除塵器，要檢查電極是否積灰、放電是否正常；對(duì)于袋式除塵器，要檢查布袋是否破損、清灰系統(tǒng)是否正常工作等。

清灰系統(tǒng)維護(hù)

保證清灰系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。對(duì)于脈沖袋式除塵器，要檢查壓縮空氣的壓力、流量是否正常，脈沖閥是否能正常開啟和關(guān)閉，噴吹管有無堵塞等；對(duì)于機(jī)械振打袋式除塵器，要檢查振打裝置的傳動(dòng)部件是否靈活，振打力度是否合適。

粉塵收集與處理

及時(shí)清理灰斗中的粉塵，防止粉塵堆積過高影響設(shè)備運(yùn)行。對(duì)于收集的粉塵要按照環(huán)保要求進(jìn)行妥善處理，如回收利用或運(yùn)輸?shù)街付ǖ奶盥駡?chǎng)等。

（二）定期檢修

設(shè)備拆解檢查

每隔一定時(shí)間對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行拆解檢查，對(duì)內(nèi)部部件進(jìn)行完整的清理、檢查和維修。例如對(duì)靜電除塵器的電極進(jìn)行清洗、修復(fù)或更換，對(duì)袋式除塵器的布袋進(jìn)行完整檢查和更換損壞的布袋，對(duì)旋風(fēng)除塵器的內(nèi)部耐磨涂層進(jìn)行檢查和修復(fù)等。

性能測(cè)試與校準(zhǔn)

定期對(duì)除塵設(shè)備的性能進(jìn)行測(cè)試，如除塵效率、壓力損失等，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整。例如調(diào)整靜電除塵器的電壓、電流，優(yōu)化袋式除塵器的過濾風(fēng)速等，以確保設(shè)備始終保持良好的運(yùn)行性能。

（三）人員培訓(xùn)與管理

對(duì)除塵設(shè)備的操作人員和維護(hù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使其熟悉設(shè)備的工作原理、操作流程、維護(hù)要點(diǎn)和安全注意事項(xiàng)。建立完善的設(shè)備管理檔案，記錄設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、維護(hù)情況、故障及處理等信息，以便對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行跟蹤和分析，為設(shè)備的優(yōu)化和升級(jí)提供依據(jù)。

綜上所述，暖通電力系統(tǒng)除塵設(shè)備對(duì)于保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行、保護(hù)環(huán)境和人體健康具有極為重要的意義。通過深入了解其工作原理、類型、應(yīng)用場(chǎng)景、選擇要點(diǎn)以及維護(hù)管理等方面的知識(shí)，能夠更好地在暖通電力工程實(shí)踐中選擇合適的除塵設(shè)備，并確保其高效、穩(wěn)定地運(yùn)行，以適應(yīng)日益嚴(yán)格的環(huán)保要求和工業(yè)發(fā)展的需求。