袋式除塵器濾袋失效原因分析

作者:Elizabeth 發表日期:2018-03-01 23:40:03

北極星環保網訊:摘要:隨着袋式除塵器適用範圍不斷擴大,作為核心部件的濾袋,過早的失效會造成設備維護量的增加,影響除塵器正常作業,增加運行成本等問題.本文通過對不同工程實例的總結,詳細分析了濾袋的破損失效、煙氣特性引起的濾袋化學失效、高溫煙氣引起的濾袋失效以及其他失效形式的原因.同時,提出了相應技術措施:①採用高溫保護措施,保護濾袋不被氧化腐蝕;②根據煙氣特性選擇合適的濾袋,避免水漏除塵器設備內;③控制煙氣溫度,延長濾袋壽命;④通過溫度、含濕量的控制,避免袋除塵器結露.

0引言

隨着我國「環保標準」的不斷修訂與提高,「超低排放」將從現在的電力行業擴展到所有的污染行業。在眾多的除塵設備中,只有高效的袋式除塵器才能滿足嚴格的排放要求,所以大量電除塵器、濕式除塵器被改造為脈衝袋式除塵器」。目前,袋式除塵器的數量約佔各類除塵器總數量的60%一70%。濾袋作為袋式除塵器的核心部件,濾料約佔設備造價的15%,更換濾袋的費用占除塵器運行年成本的20%。所以通過對濾袋失效形式的分析、結合實際工程和檢測結果採取了改進措施,對提高除塵器的濾袋壽命,降低運行成本有着重要的意義。

1袋式除塵器結構特點與影響因素

含塵氣體由袋式除塵器進氣口進入氣體分配室,濾袋通過篩分、慣性、粘附、擴散和靜電等作用進行濾塵閉,並形成粉塵層。當其阻力值達到規定值時進行清灰,沉積在濾袋錶面的粉塵落入灰斗內。濾袋由各種濾料纖維織造、縫製而成,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械振動、氣流反吹和脈衝噴吹。根據濾袋過濾煙氣的溫度,把耐溫超過130oC的濾料稱為高溫濾料,把耐溫低於130oC稱為常溫濾料」。濾料纖維的發展經歷了從天然纖維、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,提高了過濾效率,降低了運行阻力和清灰難度。

袋式除塵器在實際運行中常以出口氣體排放濃度和運行阻力作為主要的性能指標。其廣泛使用時也產生了許多問題,如濾袋失效、結露、運行阻力異常、清灰故障、灰斗卸灰不暢等。造成袋式除塵器運行出現問題的因素有很多,除了除塵器自身設計、安裝因素外,操作、維護不當也是造成其在運行中出現問題的重要原因。而濾袋失效造成的排放超標,設備阻力過高導致的除塵器正常運行不暢,是袋式除塵器在運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着除塵性能的優劣。根據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、濾袋的迎面風速、過濾速度、清灰頻率、過濾煙氣的物理化學特性、濾袋的製作加工以及安裝工藝等因素的影響。實際應用表明,濾袋失效的主要因素是濾料選型不合理、加工不當、機械磨損、化學腐蝕、煙氣溫度過高、結露粘結等。常見的濾袋失效如濾袋磨損、濾袋燒毀、濾袋脆化、濾袋堵塞等現象。由於種種原因引起的濾袋破損失效,導致粉塵泄漏,給機組造成安全隱患以及引起排放濃度超標。例如濾袋破損後容易形成煙氣通道,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;排放粉塵的超標煙氣會磨蝕引風機葉片,造成引風機出現故障等危害。

在工程實際中,當出現排煙濃度超標時,即也出現了濾袋的破損。應當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行更換。由於煙氣特性引起的燒袋、化學腐蝕、結露、阻塞等現象也會引起濾袋的壽命過短和除塵器的運行阻力異常等問題。因此,有必要根據袋式除塵器的類型以及不同的煙氣條件,結合濾袋失效形式分析實際工程潛在的問題並提出相應技術措施。

2.1濾袋破損失效

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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。由於進氣方式、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械磨損和氣流沖刷兩種。

2.1.1機械磨損

在濾袋出廠後由於設備加工、安裝和使用過程中的不注意,會造成濾袋機械破損失效。同樣由於設計不合理、使用引起的偏差也會造成濾袋機械磨損引起失效。實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)的機械磨損,使濾袋下部發生磨損失效,且能觀察到磨損在濾袋外側。濾袋與濾籠的安裝過緊過松時,在清灰過程中由於濾袋的劇烈膨脹、收縮、扭曲、拉伸造成機械磨損。尤其是濾籠加工粗糙引起的生鏽、焊疤、毛刺等表面不平整,都會加速濾袋的磨損失效,此類磨損在袋身內側。比如水泥生產線的窯尾選用玻纖濾料,當濾籠與濾袋安裝過松,過濾時濾袋不能固定在濾籠上,濾料很容易發生疲勞斷裂,由於清灰時的反覆磨損,引起破損失效。再者使用過程中因為清灰不及時、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、煙氣進風方式、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。例如由於安裝、花板變形引起的濾籠傾斜,不僅會帶來機械磨損,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佈不均都是造成上部氣流沖刷的常見原因。煙氣進風方式引起的沖刷主要是進氣引起的氣流在袋室內分佈不均,局部氣流過大,造成粉塵衝擊濾袋,加速了濾袋磨損失效。尤其對於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。例如對於下部進風來說,由於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;側送風方式具有更均勻的箱體氣流分佈,同時也容易引起迎風面流速過大,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因素,當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、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,會引起清灰次數頻繁造成濾袋壽命過短。

2.2煙氣特性引起的濾袋化學失效

當袋式除塵器應用於化工、燃煤電廠、鋼鐵和有色金屬等行業時,因為工藝的原因導致煙氣的特性複雜。當選用濾料考慮不全面時,濾袋將會迅速失效。濾袋由化學作用造成的失效為化學失效,主要為水解反應、氧化腐蝕和酸鹼腐蝕。

化纖濾料中常用的聚酯、聚丙烯與諾梅克斯濾料最易發生水解反應。發生水解反應後的濾料纖維抗拉強度降低,更易發生磨損。來自除塵器頂部的漏水、煙氣結露產生水蒸汽,高溫環境下使濾料發送水解,其中氣體中的水分含量越高、溫度越高,水解就越快。同時在酸鹼環境中會增強水解反應.


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