CN102078721A - 一种高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置 - Google Patents

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戴义平
赵攀
王江峰
高林
何纬峰
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Abstract

本发明提供了一种高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，包括压差开关、分别与压差开关的高、低压端相连的滤前气体引压管和滤后气体引压管、与压差开关的输出端相连的控制器，以及清洗陶瓷过滤器滤芯的清洗气源装置，所述滤后气体引压管自高温陶瓷过滤单元的公用气室引出，所述滤前气体引压管自高温陶瓷过滤器的含尘侧引出。本发明装置有效地利用高温陶瓷过滤器滤芯内、外壁面在气体过滤时形成的差压来自动调整清灰装置的清灰周期及启停时刻，实现陶瓷过滤器在不同运行工况下的自动高效清灰。

Description

一种高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置
技术领域
本发明属于动力工程领域，涉及一种高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置。
背景技术
为了满足环境保护和能源高效利用的要求，洁净煤发电技术的研究和发展受到世界各国的高度重视。整体煤气化联合循环发电(IGCC)技术和增压流化床联合循环发电(PFBC-CC)技术则是洁净煤发电技术中极具代表性的重要方法。在整体煤气化联合循环和增压流化床联合循环发电技术中，如何降低进入燃气轮机的燃气含尘量是提高燃气轮机运行安全可靠性的重要手段，是制约其发展的瓶颈，而且是IGCC和PFBC-CC进一步提高效率的潜力所在。陶瓷过滤器是实现高温燃气净化的重要方法。
最早的高温陶瓷过滤器是Pall Schumacher公司开发的，此种过滤器的原理是表面过滤，过滤除尘过程主要在过滤器外壁面进行，粉尘的穿透率较低，其除尘效率极佳，可达99.9％以上，净化后燃气中的粉尘浓度小于5mg/Nm3。然而高温陶瓷过滤器在长时间运行后，会在过滤器的外壁面形成滤饼，将导致过滤器的除尘效率严重下降。因此高温陶瓷过滤器在运行过程中要定期反向冲洗，从而保证过滤器运行在最佳状态，以延长过滤器的使用寿命，节约成本。
现有的反向冲洗技术是利用高温高压氮气对陶瓷过滤器在使用过程中的定时脉冲反向清洗。具体结构请参见图1所示，花板11将陶瓷过滤器的内部空间分隔成位于花板11上方的洁净侧2和位于花板11下方的含尘侧8，至少一个陶瓷过滤单元4安装于花板11上，一个陶瓷过滤单元4由多个陶瓷过滤器滤芯13组成。含尘气体或称为粗合成气从位于陶瓷过滤器壳体外部的气体入口9，经过气体分布器12及上升管5进入陶瓷过滤器的含尘侧8，在含尘侧8，含尘气体穿过陶瓷过滤单元4并被陶瓷过滤单元4的表面所过滤，灰尘被留在陶瓷过滤单元4的表面，形成滤饼层。随着滤饼层增厚，过滤器压降将会升高，当过滤器压降增加到一定值时，系统将定时启动清灰装置3对陶瓷过滤元件4实现在线再生，清灰装置3在与过滤方向相反的方向对过滤元件4进行脉冲式喷吹，从而实现清灰，飞灰将下落至灰槽10中。多个陶瓷过滤单元4的再生可同时进行。被陶瓷过滤单元4所过滤后的气体将首先进入公用气室18，然后进入陶瓷过滤器的洁净侧2，并从气体出口7排出进入后续工艺。另外，在陶瓷过滤器洁净侧2和含尘侧8分别设有人孔1和6，用于方便人的进出，实现设备的安装与维修。
在上述高温陶瓷过滤器清灰系统运行过程中，清灰系统是由预先设定的反吹周期来定时启动的，如此，对陶瓷过滤器不同的运行工况不能及时调整清灰周期，从而导致过滤器清灰效果不佳，亦缩短了过滤器的使用寿命。此外，由于反吹周期是根据工艺气中灰尘负载、经过过滤器的气体差压、流量流速等条件决定的，因此，在设计工况和恶劣工况下周期长短不同，将反吹周期设定为常量，十分不合理，将严重影响整个系统的高效稳定运行。
鉴于以上问题，实有必要提供一种可以解决上述技术问题的清洗装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，采用差压控制方式，利用差压自动启动电磁阀，对过滤器进行自动反向清洗，从而实现高温陶瓷过滤器的在线再生，保证过滤器的长期稳定运行。
为实现上述目的，本发明提供了一种高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，包括压差开关、分别与压差开关的高、低压端相连的滤前气体引压管和滤后气体引压管、与压差开关的输出端相连的控制器，以及清洗陶瓷过滤器滤芯的清洗气源装置，所述滤后气体引压管自高温陶瓷过滤单元的公用气室引出，所述滤前气体引压管自高温陶瓷过滤器的含尘侧引出。
作为本发明的优选实施例，所述清洗气源装置包括高压氮气罐、通过电磁阀与高压氮气罐连接的喷嘴，该电磁阀与控制器相连，所述喷嘴位于公用气室正上方以使高压氮气通过公共气室喷入陶瓷过滤器的滤芯；
作为本发明的优选实施例，所述高压氮气罐与电磁阀之间依次连接有压力调节阀和氮气分流储气罐；
作为本发明的优选实施例，所述陶瓷过滤器的公共气室连接有引射器，所述喷嘴位于该引射器的正上方；
作为本发明的优选实施例，所述喷嘴与引射器之间具有间距，自喷嘴喷出的低温高速气体夹带周围环境的高温过滤合成气一起进入引射器；
作为本发明的优选实施例，所述控制器至少包括固态继电器及计时器，所述固态继电器的一端连接在压差开关上，另一端连接在电磁阀上，所述计时器的一端连接在压差开关上，另一端连接在固态继电器上。
本发明高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置至少具有以下优点：在本发明装置中，所述陶瓷过滤器滤芯的内外压降通过滤后气体引压管和滤前气体引压管传送给压差开关，并被控制器控制，因此，本发明装置有效地利用高温陶瓷过滤器滤芯内、外壁面在气体过滤时形成的差压来自动调整清灰装置的清灰周期及启停时刻，实现陶瓷过滤器在不同运行工况下的自动高效清灰。本发明根据陶瓷过滤器的实际运行工况自动调整清灰装置的启停，避免了低负荷运行工况下清灰频率过高，而极端高负荷运行工况清灰频率过低的问题，不仅使过滤器能够有效清灰，而且也延长了滤芯的使用寿命。
附图说明
图1是现有技术中的高温陶瓷过滤器的示意图；
图2是本发明的高温陶瓷过滤器自动反向清洗装置系统示意图；
图3是本发明的高温陶瓷过滤器自动反向清洗装置控制系统示意图。
图中标号与对应元件的关系如下：
  11   花板   13   陶瓷过滤器滤芯
  14   氮气分流储气罐   15   电磁阀
  16   喷嘴   17   引射器
  18   公用气室   19   压力调节阀
  20   高压氮气罐   21   控制器
  22   滤后气体引压管   23   滤前气体引压管
  24   压差开关
具体实施方式
下面结合附图对本发明高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置做详细说明：
请参阅图2所示，本发明高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置包括压差开关24、分别与压差开关24的低、高压端相连的滤后气体引压管22和滤前气体引压管23、与压差开关24的输出端相连的控制器21，以及清洗气源装置。
所述滤后气体引压管22自高温陶瓷过滤单元的公用气室18引出，所述滤前气体引压管23自高温陶瓷过滤器的含尘侧引出，如此，陶瓷过滤器滤芯13的内外压降通过滤后气体引压管22和滤前气体引压管23传送给差压开关24。
所述清洗气源装置包括高压氮气罐20、通过压力调节阀19与高压氮气罐20相连的氮气分流储气罐14、通过电磁阀15与氮气分流储气罐14相连的喷嘴16，以及与陶瓷过滤器的公共气室18相连的引射器17，所述喷嘴16位于引射器17的正上方，所述控制器21与电磁阀15连接以控制电磁阀的闭合及断开。
使用时，陶瓷过滤器滤芯13的内外压降通过滤后气体引压管22和滤前气体引压管23传送给差压开关24，同时，高压氮气罐20中的高压氮气经自力式压力调节阀19存入氮气分流储气罐14，以供反吹清洗使用。当陶瓷过滤器滤芯13外表面的滤饼增厚时，差压开关24中高、低压侧差压将增大，当达到预先设定的差压值时，差压开关24送出信号进入控制器21，控制器21发出控制信号自动打开电磁阀15，使得氮气分流储气罐14中的高压氮气经喷嘴16转化成高速气流进入引射器17，此部分低温高速气体夹带周围环境的高温过滤合成气在引射器17的混合区充分混合，经稳流区和扩散区及公用气室18，喷入高温陶瓷过滤器滤芯13的内壁面，经其壁面上的微孔流出，把粘附在陶瓷过滤器滤芯13外壁面上的滤饼予以清除。此处采用低温高速气体夹带周围环境的高温过滤合成气经引射器17进行喷吹，可减少陶瓷过滤单元的热应力，从而降低热冲击的危害。
图3是本发明的控制器21的控制系统图，与滤前气体引压管23和滤后气体引压管22相连通的三个差压开关输出信号经三取二逻辑判断后产生激励信号作用于固态继电器，使固态继电器吸合产生控制信号，控制电磁阀15打开进行反向喷吹清洗；同时，经三取二逻辑判断后产生的激励信号激活反吹气流持续时间定时器开始倒计时，当预先设定的倒计时结束时，定时器产生复位信号使固态继电器及计时器自身复位，固态继电器断开，控制电磁阀15关闭，结束反向喷吹清洗。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，其特征在于：包括压差开关(24)、分别与压差开关(24)的高、低压端相连的滤前气体引压管(22)和滤后气体引压管(23)、与压差开关(24)的输出端相连的控制器(21)，以及清洗陶瓷过滤器滤芯的清洗气源装置，所述滤后气体引压管(22)自高温陶瓷过滤单元的公用气室(18)引出，所述滤前气体引压管(23)自高温陶瓷过滤器的含尘侧引出。
2.如权利要求1所述的高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，其特征在于：所述清洗气源装置包括高压氮气罐(20)、通过电磁阀(15)与高压氮气罐(20)连接的喷嘴(16)，该电磁阀(15)与控制器(21)相连，所述喷嘴(16)位于公用气室(18)正上方以使高压氮气通过公用气室(18)喷入陶瓷过滤器的滤芯(13)
3.如权利要求2所述的高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，其特征在于：所述高压氮气罐(20)与电磁阀(15)之间依次连接有压力调节阀(19)和氮气分流储气罐(14)。
4.如权利要求1所述的高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，其特征在于：所述陶瓷过滤器的公用气室(18)连接有引射器(17)，所述喷嘴(16)位于该引射器(17)的正上方。
5.如权利要求4所述的高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，其特征在于：所述喷嘴(16)与引射器(17)之间具有间距，自喷嘴喷出的低温高速气体夹带周围环境的高温过滤合成气一起进入引射器(17)。
6.如权利要求1或5所述的高温陶瓷过滤器氮气自动反向清洗装置，其特征在于：所述控制器(21)至少包括固态继电器及计时器，所述固态继电器的一端连接在压差开关上，另一端连接在电磁阀(15)上，所述计时器的一端连接在压差开关上，另一端连接在固态继电器上。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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