布袋除尘器滤袋选型及损坏原因分析

 布袋除尘器滤袋选型及损坏原因分析
随着近年来我国环保形势日益严峻，火力发电厂、燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中采用多种污染物协同脱除集成系统技术，使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值，即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度（基准含氧量 6%）分别不超过5mg/m³、35 mg/m³ 、50 mg/m³。烟尘排放浓度限值的不断降低促使绝大多数火力发电企业采用“布袋除尘器＋湿式静电除尘器”作为主要的减排方式。据统计，在布袋除尘器总造价中，滤袋成本占 40%，而滤袋的更换费用占运行费用的 25% ～ 75%。因此，如何延长滤袋常规使用的寿命，在确保减排指标的同时，充分降低运行成本已成为众多电厂和非电行业所共同关心的问题。
本文以河北 600 t/d 玻璃窑烟气环保设施项目为例，对非电行业烟尘治理项目滤袋的材质的选择、安装工序及滤袋损坏原因等做多元化的分析，总结工程经验，提出延长滤袋常规使用的寿命的方法，从而实现降低运行费用的目标。
一、滤袋材质选择常规的滤袋主要有机织物、非织造材料和复合材料。复合材料作为新型材料运用广泛于条件恶劣、排放要求高的除尘项目，复合材料是通过覆膜、涂层/ 层合、原料差别、工艺差别等技术手段使材料的过滤性更优异。滤袋材质和表面处理方法需遵从技术规范要求，采用在强度、耐磨、耐热、抗氧化、抗化学物质和热膨胀、抗结露、阻燃等性能方面优良的材质，需具有产品合格证书，至少满足和符合《袋式除尘器用滤料》（HCRJ042-1999）要求。各滤袋的性能对比如表 1 所示。

随着我们国家对环保要求的提高，粉尘控制排放要求高的地区或企业排放≤5～10 mg/Nm³ 。为了满足排放要求，目前普遍采用的是覆膜滤料。覆膜滤料是由常规滤料表面热覆或胶覆 PTFE 薄膜而成，其优点是表面过滤易清灰，PTFE 薄膜的孔径一般在 0.5 ～1.5 μm，能有效减少 PM2.5 的排放。但覆膜滤料的耐久性，透气性差，阻力大，提高了运行成本。袋身不能热熔，需用硅胶涂线缝，阻止粉尘渗透，该技术更符合环保要求。
二、滤袋的安装工序要求无论采用哪种材质的滤袋，安装过程中都需要遵循以下步骤：安装前对花板、净气室内部进行清扫，条件允许可接入压缩空气把净气室内部的粉尘吹入灰斗内部或开启引风机，把粉尘排入出口烟道；把整箱的滤袋由人孔门运入净气室内部，为避免滤袋被刮破，滤袋需整箱运入；给滤袋安装的工人分发滤袋安装保护套，将滤袋保护放入花板孔内，两个人一组把滤袋放入滤袋保护套中；滤袋全部放入花板孔内后把保护套取出，双手折弯滤袋弹性环，外袋口凹槽对准花板孔边缘，均匀接触并逐渐回放，袋环与花板整圈贴紧，张紧均匀；从喷吹管尾部端向人孔门一排排退着安装，以避免踩坏滤袋弹性卡圈；如果一个滤袋安装好后不能及时安装袋笼，则应对滤袋采取保护措施，建议利用滤袋包装纸壳，叠成双层，覆盖在滤袋袋口上，这样做是为避免滤袋袋口被脚踩变形。在安装完滤袋后系统中的结构性空气泄漏，不可避免存在的焊缝、金属封箱盖不密合等问题。采用荧光粉检漏法和预喷涂方式，可尽早发现泄漏问题，有效提高除尘效率和滤袋常规使用的寿命。对除尘器滤袋使用荧光粉检漏排查漏点，使用专用荧光灯对除尘器、滤袋、花板、焊缝、烟道等依次检漏。检查时打开除尘器顶部盖板或舱门并用专用荧光灯在净气室检漏。当所有漏点修整完成后，用另外一种颜色的荧光粉重新检查，以确保所有的漏点已经修整。
采用预喷涂的方法不但可以增加滤袋的过滤精度，还可以有效防止油污附着。当预喷涂进行时，粉料会先附在滤袋上，将滤料上的大孔洞堵住，并在滤袋上形成一层粉尘饼，滤料的过滤孔洞会变得很小，过滤的微粒粒径小了。预喷涂法可以中和气流中的黏性粉尘，先与黏性粉尘结合，这样黏性粉尘不会黏在滤料上，延长了滤料的寿命。预喷涂一般都会采用石灰石粉（碱性），也可用粉煤灰替代。

三、滤袋损坏原因分析不论是安装不当还是运行不当都有可能导致滤袋损坏，根据项目真实的情况进行分析。项目的滤袋总数1050条，在运行半年时间内，出现27个滤袋损坏，导致排放浓度大于5mg/m3 ，机组多次停机检修。对滤袋损坏原因进行分析，排查结果如下。3.1 过滤风速在除尘器设计中，如果过度追求体积小、造价低则选择过高的过滤风速，易造成运行阻力增大，清灰频繁，将大大缩短滤袋的使用寿命。项目除尘器不清灰时过滤风速选择 0.66 m/min，风速处于合理范围内，排除了过滤风速过高对滤袋的影响。3.2 温度影响不同滤袋材质的使用寿命不同，滤袋材质PTFE+PTFE 覆膜处理，整体使用寿命不低于3年，设计耐温要求：正常允许烟气运行温度 100 ～ 130℃，瞬时温度可达180℃。运行温度过高，实际排烟温度控制在 160℃左右，未超出PTFE的瞬时温度峰值和连续运行温度，排除了短时间烟气温度过高烧损滤袋的可能性。同时，排烟温度过低，水汽在烟气中凝结，通过滤袋后，附着在滤袋上，也会造成滤袋板结。因此，需严格控制排烟温度，同时自控部分需设置布袋除尘器排烟温度报警值和紧急停车值，杜绝排烟温度异常升高或降低损坏滤袋。3.3 喷吹磨损对以下 3 种情况做排查：喷吹压力过高，增加了清灰气流对滤袋的冲击力，导致冲刷磨损；喷吹时间间隔设置不合理，频繁喷吹；喷吹压缩空气品质不合格，带水带油，长时间造成滤袋板结。项目滤袋损坏位置不统一，一般在袋身位置，排除了喷吹对滤袋造成的损伤。3.4 油污附着因频繁锅炉点火启动和低负荷运行，需要长时间投油，未燃尽的油污附着在滤袋上，使滤袋逐步失去活性，造成严重的损伤。本项目已对布袋除尘器进行了预喷涂，可有效防止油污附着。3.5 机械损坏排除以上4 种损伤因素，笔者基本确定滤袋的损坏是由机械损伤导致的，机械损伤包括以下 3 种情况：袋笼在生产和运输中破损出现毛边或锋利棱角，损坏滤袋；灰斗和灰位控制不当，异常升高至触及滤袋时，导致袋笼移位变形，造成滤袋挤压损坏；滤袋与袋笼尺寸不匹配。检测结果显示，袋笼漆层受热后发生粘接，使滤袋纤维和粉尘粘接其上。滤袋漆层采用的原料不符合规范要求，导致袋笼在受热后发生粘接，产生撕扯损伤滤袋。
从布袋除尘器的设计、安装、运行、维护各个方面入手，通过各项措施的落实和运行管理的提高，布袋除尘器的滤袋常规使用的寿命基本达到了预期要求，减少了支出，也减少了环境污染，做到烟尘的达标排放，给企业和社会都带来了可观的效益。以现煤质成分为依据，更换适合所含成分材质的滤袋，并根据袋笼尺寸选择滤袋尺寸，包括长度与直径，对滤袋和袋笼的材质报告及质量检测需落实到位，避免以次充好，造成更大的经济损失。