袋式除塵器濾袋失效原因分析
來源：濰坊天潔環(huán)？萍脊 閱讀：12765 更新時間：2018-04-25 14:55
0引言
隨著我國“環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)”的不斷修訂與提高，“超低排放”將從現(xiàn)在的電力行業(yè)擴(kuò)展到所有的污染行業(yè)。在眾多的除塵設(shè)備中，只有高效的袋式除塵器才能滿足嚴(yán)格的排放要求，所以大量電除塵器、濕式除塵器被改造為脈沖袋式除塵器”。目前，袋式除塵器的數(shù)量約占各類除塵器總數(shù)量的60%一70%。濾袋作為袋式除塵器的核心部件，濾料約占設(shè)備造價的15%，更換濾袋的費(fèi)用占除塵器運(yùn)行年成本的20%。所以通過對濾袋失效形式的分析、結(jié)合實(shí)際工程和檢測結(jié)果采取了改進(jìn)措施，對提高除塵器的濾袋壽命，降低運(yùn)行成本有著重要的意義。
1袋式除塵器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與影響因素
含塵氣體由袋式除塵器進(jìn)氣口進(jìn)入氣體分配室，濾袋通過篩分、慣性、粘附、擴(kuò)散和靜電等作用進(jìn)行濾塵閉，并形成粉塵層。當(dāng)其阻力值達(dá)到規(guī)定值時進(jìn)行清灰，沉積在濾袋表面的粉塵落入灰斗內(nèi)。濾袋由各種濾料纖維織造、縫制而成，按加工方法可分為織造濾料、非織造濾料和覆膜濾料三類。袋式除塵器按清灰方式可分為機(jī)械振動、氣流反吹和脈沖噴吹。根據(jù)濾袋過濾煙氣的溫度，把耐溫超過130oC的濾料稱為高溫濾料，把耐溫低于130oC稱為常溫濾料”。濾料纖維的發(fā)展經(jīng)歷了從天然纖維、玻璃纖維、合成纖維到礦物與金屬纖維的過程闈。尤其表面過濾的覆膜濾料出現(xiàn)，提高了過濾效率，降低了運(yùn)行阻力和清灰難度。
袋式除塵器在實(shí)際運(yùn)行中常以出口氣體排放濃度和運(yùn)行阻力作為主要的性能指標(biāo)。其廣泛使用時也產(chǎn)生了許多問題，如濾袋失效、結(jié)露、運(yùn)行阻力異常、清灰故障、灰斗卸灰不暢等。造成袋式除塵器運(yùn)行出現(xiàn)問題的因素有很多，除了除塵器自身設(shè)計(jì)、安裝因素外，操作、維護(hù)不當(dāng)也是造成其在運(yùn)行中出現(xiàn)問題的重要原因。而濾袋失效造成的排放超標(biāo)，設(shè)備阻力過高導(dǎo)致的除塵器正常運(yùn)行不暢，是袋式除塵器在運(yùn)行中最主要失效方式。
2濾袋失效形式
濾袋是袋式除塵器的過濾核心部分，濾袋狀況的好壞直接決定著除塵性能的優(yōu)劣。根據(jù)使用條件不同濾袋的正常使用壽命約1～5年。影響濾袋壽命的主要因素包括：濾料纖維物理性能、清灰方式、濾袋的迎面風(fēng)速、過濾速度、清灰頻率、過濾煙氣的物理化學(xué)特性、濾袋的制作加工以及安裝工藝等因素的影響。實(shí)際應(yīng)用表明，濾袋失效的主要因素是濾料選型不合理、加工不當(dāng)、機(jī)械磨損、化學(xué)腐蝕、煙氣溫度過高、結(jié)露粘結(jié)等。常見的濾袋失效如濾袋磨損、濾袋燒毀、濾袋脆化、濾袋堵塞等現(xiàn)象。由于種種原因引起的濾袋破損失效，導(dǎo)致粉塵泄漏，給機(jī)組造成安全隱患以及引起排放濃度超標(biāo)。例如濾袋破損后容易形成煙氣通道，加速相鄰濾袋、噴吹孔及花板的磨損;引起粉塵的堆積，堵塞濾袋造成濾袋過濾失效;排放粉塵的超標(biāo)煙氣會磨蝕引風(fēng)機(jī)葉片，造成引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障等危害。
在工程實(shí)際中，當(dāng)出現(xiàn)排煙濃度超標(biāo)時，即也出現(xiàn)了濾袋的破損。應(yīng)當(dāng)及時通過人工排查法、花板積灰法或者熒光粉示蹤法找出破損濾袋的位置進(jìn)行更換。由于煙氣特性引起的燒袋、化學(xué)腐蝕、結(jié)露、阻塞等現(xiàn)象也會引起濾袋的壽命過短和除塵器的運(yùn)行阻力異常等問題。因此，有必要根據(jù)袋式除塵器的類型以及不同的煙氣條件，結(jié)合濾袋失效形式分析實(shí)際工程潛在的問題并提出相應(yīng)技術(shù)措施。
2.1濾袋破損失效
濾袋破損常見的位置在濾袋袋口、袋身、底部和濾袋縫線斷裂，見圖1。由于進(jìn)氣方式、濾袋過濾方式和清灰方式的不同，會對濾袋造成不同原因的磨損失效。各種形式的磨損歸納起來可分為機(jī)械磨損和氣流沖刷兩種。
2.1.1機(jī)械磨損
在濾袋出廠后由于設(shè)備加工、安裝和使用過程中的不注意，會造成濾袋機(jī)械破損失效。同樣由于設(shè)計(jì)不合理、使用引起的偏差也會造成濾袋機(jī)械磨損引起失效。實(shí)際工程中安裝時濾袋和濾籠的混亂堆放常會引起濾籠變形、濾袋機(jī)械破損。而使用條件引起的花板變形或者花板孔偏差會引起袋口的機(jī)械磨損加劇。同時，濾籠不垂直會引起濾袋與濾袋(或與殼體)的機(jī)械磨損，使濾袋下部發(fā)生磨損失效，且能觀察到磨損在濾袋外側(cè)。濾袋與濾籠的安裝過緊過松時，在清灰過程中由于濾袋的劇烈膨脹、收縮、扭曲、拉伸造成機(jī)械磨損。尤其是濾籠加工粗糙引起的生銹、焊疤、毛刺等表面不平整，都會加速濾袋的磨損失效，此類磨損在袋身內(nèi)側(cè)。比如水泥生產(chǎn)線的窯尾選用玻纖濾料，當(dāng)濾籠與濾袋安裝過松，過濾時濾袋不能固定在濾籠上，濾料很容易發(fā)生疲勞斷裂，由于清灰時的反復(fù)磨損，引起破損失效。再者使用過程中因?yàn)榍寤也患皶r、清灰方式引起的劇烈晃動造成的濾籠變形，也會加速濾袋的機(jī)械磨損失效。
2.1.2氣流沖刷
氣流沖刷引起的破損失效主要是由清灰時的高壓氣流直接噴吹到濾袋上部、煙氣進(jìn)風(fēng)方式、煙氣濃度過大、煙氣過濾速度過大和煙氣上升速度過大引起的。例如由于安裝、花板變形引起的濾籠傾斜，不僅會帶來機(jī)械磨損，也會使濾籠中心線偏移造成氣流沖刷。清灰氣體壓力過大、噴嘴傾斜和噴嘴之間氣流分布不均都是造成上部氣流沖刷的常見原因。煙氣進(jìn)風(fēng)方式引起的沖刷主要是進(jìn)氣引起的氣流在袋室內(nèi)分布不均，局部氣流過大，造成粉塵沖擊濾袋，加速了濾袋磨損失效。尤其對于研磨性氣體局部煙氣流速過大，濾袋破損失效問題更易頻發(fā)。例如對于下部進(jìn)風(fēng)來說，由于煙氣流動方向和粉塵的方向相反引起二次回流，造成袋底破損失效;側(cè)送風(fēng)方式具有更均勻的箱體氣流分布，同時也容易引起迎風(fēng)面流速過大，造成濾袋磨損和縫袋線斷裂。
煙氣的過濾速度和煙氣的濃度是一對相關(guān)因素，當(dāng)煙氣濃度過大時過濾速度降低，反之同理。合理的過濾速度推薦值0.5～2.0m/min。處理較細(xì)、較輕、難清灰和研磨性差的粉塵通常過濾速度為1m/min左右。若是煙氣濃度很高，會引起清灰次數(shù)頻繁造成濾袋壽命過短。
2.2煙氣特性引起的濾袋化學(xué)失效
當(dāng)袋式除塵器應(yīng)用于化工、燃煤電廠、鋼鐵和有色金屬等行業(yè)時，因?yàn)楣に嚨脑驅(qū)е聼煔獾奶匦詮?fù)雜。當(dāng)選用濾料考慮不全面時，濾袋將會迅速失效。濾袋由化學(xué)作用造成的失效為化學(xué)失效，主要為水解反應(yīng)、氧化腐蝕和酸堿腐蝕。
化纖濾料中常用的聚酯、聚丙烯與諾梅克斯濾料最易發(fā)生水解反應(yīng)。發(fā)生水解反應(yīng)后的濾料纖維抗拉強(qiáng)度降低，更易發(fā)生磨損。來自除塵器頂部的漏水、煙氣結(jié)露產(chǎn)生水蒸汽，高溫環(huán)境下使濾料發(fā)送水解，其中氣體中的水分含量越高、溫度越高，水解就越快。同時在酸堿環(huán)境中會增強(qiáng)水解反應(yīng).
氧化反應(yīng)是指在一定的條件下濾料纖維與煙氣中含O2，O3，，NO，NO2，Br2，C12等強(qiáng)氧化劑接觸而發(fā)生的失電子反應(yīng)。在化纖濾料中PP纖維、PPS纖維易被氧化，多數(shù)情況下PP會因氧化而降解，PPS會變?yōu)樯钭厣妥兇。較高的溫度是氧化反應(yīng)的條件，瞬間高溫和過高的使用溫度都會使纖維產(chǎn)生氧化過程。通過高溫保護(hù)措施，文丘里管噴嘴增加引流量減少壓縮空氣或者采用壓縮氮?dú)，來保護(hù)濾料不受氧化腐蝕。
酸堿腐蝕是指濾料遇到酸、堿物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而造成的損傷。超過一定限度濾料的強(qiáng)度和壽命都會出現(xiàn)下降的情況。例如：燃煤煙氣中含有SO2，酸露點(diǎn)溫度高，當(dāng)燃燒空氣剩余量過大時SO2會轉(zhuǎn)化成SO3，酸露點(diǎn)溫度會進(jìn)一步升高。當(dāng)除塵設(shè)備冷開機(jī)或者冷空氣吹掃時，就會造成結(jié)露而形成酸霧，對濾袋造成極大損傷，同時也會腐蝕設(shè)備煙道、外殼。
根據(jù)煙氣特性選擇出合適的濾袋是袋式除塵器設(shè)計(jì)的首要核心，但是由于實(shí)際運(yùn)行工況會出現(xiàn)與設(shè)計(jì)工況不符的問題。在實(shí)際運(yùn)行時應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理避免水漏除塵器設(shè)備內(nèi)，引起水解、酸堿物質(zhì)的生成腐蝕濾袋和除塵設(shè)備。
