本發(fā)明涉及燃煤電廠煙氣超凈除塵技術領域，特別涉及一種基于雙層過濾及分室流量自均衡的超凈袋式除塵系統。

背景技術：
根據2014年7月，國家發(fā)改委、環(huán)保部及國家能源局聯合印發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級改造行動計劃》中明確要求東部11省市新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值“50355”，中部8省市(含山西)新建機組原則接近或達到超凈排放限值，鼓勵西部地區(qū)接近或達到超凈排放限值。這就意味著燃煤電廠未來煙氣粉塵排放濃度需要達到5mg/Nm3的濃度限值。目前，絕大多數燃煤電廠的除塵技術仍然使用靜電除塵。該技術對設備調試、安裝及維護的要求較高，受溫度、濕度等環(huán)境條件影響大，若粉塵比電阻不滿足要求不能獲得較高的除塵效率，且除塵精度低，難以達到超凈排放的要求。雖然有部分燃煤電廠嘗試使用袋式除塵技術，但絕大多數袋式除塵器難以達到超凈排放的過濾精度。由此可見，開發(fā)一種對亞微米級細顆粒過濾精度高、環(huán)境適應性強、使用壽命長、收塵器內流場分布均勻及升級改造費用低的超凈袋式除塵技術具有現實戰(zhàn)略意義。

技術實現要素：
為了克服上述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙層過濾及分室流量自均衡的超凈袋式除塵系統，能夠有效凈化燃煤電廠含塵煙氣實現超凈排放，并具有過濾精度高、流場分布均勻、監(jiān)控系統靈敏，濾袋壽命長、工藝簡單等特點。為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種基于雙層過濾及分室流量自均衡的超凈袋式除塵系統，包括：雙層超凈濾袋1，布置在收塵器10中；電荷感應式流量計2，用于測量收塵器10的各分室入口煙道中的上下游兩組等量電荷信號；分室流量自均衡控制模塊3，接收所述等量電荷信號，結合測量點之間的距離以及煙道截面積，計算煙氣體積流量，并根據計算結果向各分室入口煙道中的蝶閥風擋9發(fā)送控制信號，控制蝶閥風擋9的開度，實現進入收塵器10各分室的煙氣流量均衡。所述雙層超凈濾袋1的濾料迎塵面上加入一定比例的超細纖維5，并在超細纖維5外側覆合一層泰氟龍拉伸超微孔濾膜4。所述泰氟龍拉伸超微孔濾膜4實現對含塵煙氣的第一層過濾，其微孔直徑細小(孔徑規(guī)格：0.02μm、0.2μm、0.45μm、1.0μm)，能分離所有大于微孔直徑的粉塵，有效減少濾料內部的粉塵阻塞，僅有極少量小于微孔直徑的粉塵透過超微孔濾膜4，故基于超微孔濾膜及超細纖維的雙層超凈濾袋1的殘余壓差較普通纖維濾料變化穩(wěn)定。所述泰氟龍拉伸超微孔濾膜4表面微孔密集，孔隙率在90％以上，氣路通暢，且其表面光潔不易黏結粉塵，清灰容易。所述超細纖維5實現對含塵煙氣的第二層過濾，其內部由超細纖維(纖維直徑＜1dtex，常規(guī)濾料纖維直徑≥2.2dtex)縱橫交錯所組成的三維立體網狀結構，可對極少量小于微孔直徑的、并已透過泰氟龍拉伸超微孔濾膜4的粉塵進行有效攔截和過濾。所述超細纖維5的加入比例β與超細纖維層阻力損失△P之間的變化關系，根據如下公式確定：式中：△P為超細纖維層阻力損失，單位為Pa；μ為動力粘滯系數1.85×10-5Pa·s；v0為過濾風速，單位為m/s；L0為超細纖維層厚度，單位為m；a為超細纖維半徑，單位為m；β為超細纖維加入比例，單位為％。所述電荷感應式流量計2包括一對與收塵器10的各分室入口煙道相垂直的傳感器，分為上游傳感器6與下游傳感器7；傳感器所在煙道截面產生一組相同的上下游磁場8，當煙氣粉塵粒子流經時，上游傳感器6與下游傳感器7表面感應等量電荷信號。所述煙氣體積流量的計算公式為：式中：QV為工況煙氣體積流量，單位為m3/s；L為上游傳感器與下游傳感器的間隔距離，單位為m；ΔT為上下游感應等量電荷信號的時間差；A為收塵器分室入口煙道的橫截面積，單位為m2。本發(fā)明還包括設置在收塵器10的各分室入口煙道中的溫度及壓力檢測裝置，分室流量自均衡控制模塊3根據如下公式計算標況下的煙氣體積流量：式中：QN為標況煙氣體積流量，單位為Nm3/s；Pa為實際大氣壓強，單位為Pa；P為實測表壓，單位為Pa；PN為標準大氣壓強101325Pa；TN為標準溫度293.15K；T為實測溫度，單位為K；QV為工況煙氣體積流量，單位為m3/s。所述蝶閥風擋9為手/自一體蝶閥啟閉裝置，采用金屬硬密封結構。與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：1)本發(fā)明屬于燃煤電廠煙氣除塵裝置，通過基于超微孔濾膜及超細纖維的雙層超凈濾袋實現高精度、高效率的粉塵脫除。2)本發(fā)明通過電荷感應式流量計及分室流量自均衡控制模塊實現收塵器各分室煙氣流量均衡穩(wěn)定，為雙層超凈濾袋創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。3)本發(fā)明分室煙氣進口蝶閥風擋為手/自一體蝶閥啟閉裝置，采用金屬硬密封結構并控制泄漏率，可實現收塵器分室離線檢修操作。4)本發(fā)明煙塵過濾精度高、流場分布均勻、監(jiān)控系統靈敏，濾袋壽命長、工藝簡單、改造投資費用及運行成本低。5)本發(fā)明應用范圍可廣泛拓展至鋼鐵、化工、水泥及有色金屬等對粉塵排放要求較高的工業(yè)領域。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例的袋式超凈除塵器分室內部結構示意圖。圖2為本發(fā)明實施例的布袋室進口蝶閥風擋結構側視示意圖。圖3為雙層超凈濾料殘余壓差隨老化時間變化動態(tài)模擬試驗。圖4為普通纖維濾料殘余壓差隨老化時間變化動態(tài)模擬試驗。具體實施方式下面結合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。參照圖1，一種基于雙層過濾及分室流量自均衡的超凈袋式除塵系統，包含基于超微孔濾膜及超細纖維的雙層超凈濾袋1，布置在收塵器10中；雙層超凈濾袋1的迎塵面上加入一定比例的超細纖維5，并在超細纖維5外側通過熱熔工藝覆合一層泰氟龍拉伸超微孔濾膜4；在收塵器分室煙道上設有電荷感應式流量計2，根據煙氣的流向依次在垂直煙道的方向上設置相互平行的一組傳感器，即上游傳感器6和下游傳感器7，用于系統工作時產生一組相同的上下游磁場；在下游傳感器7的后端煙道上設置蝶閥風擋9；上游傳感器6、下游傳感器7及蝶閥風擋9分別與分室流量自均衡控制模塊3聯通；分室流量自均衡控制模塊3與程序控制柜11聯通。所述上游傳感器6和下游傳感器7的間隔距離為0.2～0.5米，可根據現場分室入口煙道空間酌情選擇。參照圖2，蝶閥風擋9采用金屬硬密封結構，泄漏率≤1.5％，其通過曲柄連桿機構將閥軸與蝸輪蝸桿傳動裝置連接，由手/自一體裝置把動力傳給二級傳動裝置，由二級傳動裝置的蝸輪帶動閥軸、蝶板作同步旋轉運動，達到全開、全閉或任意調節(jié)的目的。本發(fā)明工作流程：在收塵器尾部引風機的作用下，含塵氣體從收塵器入口總煙道進入各分室入口煙道。流體中的某粉塵粒子隨煙氣依次通過由上游傳感器6和下游傳感器7產生的上下游磁場8，并依次感應等量電荷信號，同一粉塵粒子所感應的電荷信號，其波長、振幅完全相同。電荷感應式流量計2依次捕捉波長、振幅完全相同的等量電荷信號計算時間差△T，再根據上游傳感器6和下游傳感器7之間的間隔距離L，計算出該粉塵在煙氣中的速度v1＝L/△T1，電荷感應式流量計2再根據統計學原理計算大量粉塵粒子在煙氣中的平均速度v，并等同于煙氣流速，最終根據分室入口煙道截面積A計算出煙氣流量QV，并自動換算為工況條件下的流量QN，最終將QN反饋至分室流量自均衡控制模塊3。分室流量自均衡控制模塊3根據程序控制柜11中預先編制的程序及各分室反饋的煙氣流量，將電子控制信號發(fā)送至各分室蝶閥風擋9，以調節(jié)風擋開度，最終實現進入收塵器10各分室的煙氣流量均衡。進入各分室的均衡煙氣，首先通過泰氟龍拉伸超微孔濾膜4，將所有大于濾膜微孔直徑的粉塵粒子分離，實現第一層過濾。其次通過超細纖維5，憑借其特有的縱橫交錯的三維立體網狀結構，對極少量小于濾膜微孔直徑的、并已透過泰氟龍拉伸超微孔濾膜4的粉塵進行有效攔截和篩濾，實現第二次過濾。過濾凈化后的超凈煙氣最終通過濾袋完成除塵過程。本發(fā)明殘余壓差隨濾料老化時間變化動態(tài)模擬試驗如下：在室溫25℃條件下，選取本發(fā)明所述雙層超凈濾袋1和同基材的非覆膜非超細纖維普通濾袋，在等同的試驗條件下(粉塵種類：粉煤灰，粉塵濃度：5g/m3，脈沖清灰：5bar，過濾風速：2m/min，定壓反吹周期20s)采用VDI濾料動態(tài)過濾性能測試儀進行殘余壓差隨濾料老化時間變化動態(tài)模擬試驗。雙層超凈濾料殘余壓差隨老化時間變化如圖3所示，隨老化時間的推移，在定壓噴吹2500次之后，雙層超凈濾料的殘余壓差由老化前的210.19Pa增加至老化后的237.65Pa，增幅13.06％。普通纖維濾料殘余壓差隨老化時間變化如圖4所示，隨老化時間的推移，在定壓噴吹2500次之后，普通纖維濾料的殘余壓差由老化前的112.35Pa增加至老化后的489.47Pa，增幅335.67％。由此可見在使用過程中，雙層超凈濾袋1的殘余壓差變化(阻力增加)遠低于普通纖維濾料，因而其使用壽命更長，除塵效率更穩(wěn)定。