技術(shù) | 布袋除塵器濾袋的分析選型
某電廠為適應(yīng)環(huán)保的要求,于2008年對其#3爐電除塵器進行了改造,改造成了袋式除塵器。其#3爐袋式除塵器概況如下。 1.1 #3爐袋式除塵器的性能參數(shù) 型號:LPPJFF1120×8 低壓旋轉(zhuǎn)脈沖清灰袋式除塵器; 設(shè)備型式:平進平出式、外濾式、在線清灰; 最大處理風(fēng)量:1760000m3/h; 入口粉塵濃度:40g/Nm3; 入口溫度:130~165℃; 濾袋總數(shù):8960條; 濾袋材質(zhì):PPS纖維+PTFE基布; 過濾風(fēng)速:0.99m/min; 設(shè)備運行阻力:800~1500Pa; 出口設(shè)計排放濃度:<30mg/Nm3; 1.2 #3爐袋式除塵器的運行情況 #3爐電除塵器改造為袋式除塵器后,到停爐大修為止,#3爐除塵器已運行近20024h,總體運行工況較好。停爐檢修后對 #3爐除塵器宏觀檢查發(fā)現(xiàn)濾袋破損158條,濾袋內(nèi)積灰約40余條,近200條濾袋需更換。 針對#3爐除塵器的破袋情況,該廠抽樣對其破損的濾袋委托相關(guān)單位進行了監(jiān)測及技術(shù)分析。 2.1 對抽檢破損濾袋的外觀分析 濾袋長803cm,折徑為:20.08cm ;新濾袋長度為811.0~813.5cm, 折徑為:20.1~20.3cm,即濾 袋縱向熱縮率為:0.91%~1.22%,橫向熱縮率為 :0.10%~1.08%。整條濾袋破損嚴重,尤其是濾袋上半段。整條濾袋存在多處由內(nèi)向外磨損大小不一的破洞,破洞處邊沿可見基布 ;在袋籠橫筋處也存在由內(nèi)向外磨損的破洞。濾袋多處表面纖維層被磨損,可見基布;凈氣面存在纖維層脫落、縱向裂開。經(jīng)強力清灰后,粉塵仍粘結(jié)在濾料表面,說明粉塵粘性大,且纖維為棕綠色。粉塵為酸性,pH=2。 2.2 對抽檢破損濾袋的常規(guī)性能分析 抽檢濾袋的常規(guī)性能測試結(jié)果 : (1)斷 裂 強 力(N/5cm):新袋 :橫向 ≥ 1200、縱向 ≥800;舊袋平均:橫向≥702、縱向≥842 ; (2)透氣量(L/dm2.min):新袋:150;舊袋平均:載灰時22.3、清灰后153; (3)克重(g/m2):新袋:550;舊袋平均:橫向883、縱向598; (4)斷裂伸長率(%)新袋 :橫向≤30、縱向≤20 ;舊袋平均 :橫向16.27、縱向9.73。 由以上數(shù)據(jù)可以看出,橫向抽檢濾袋橫向強力明顯下降;清灰后,局部透氣氣量偏大,歸因于濾袋局部纖維層被磨損裸露基布 ;克重偏大,歸因于濾料表面仍粘結(jié)粉塵。 2.3 對抽檢破損濾袋的材質(zhì)分析 通過對抽檢濾袋纖維層紅外圖譜分析,PPS分子結(jié)構(gòu)發(fā)生 變化,PPS受到了氧化及磺化等腐蝕。 2.4 對抽檢濾袋熔點、分解溫度分析 抽檢濾袋PPS分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,受腐嚴重。 2.5 對抽檢濾袋電鏡掃描分析 抽檢濾袋迎塵局部纖維依然粘附較多的粉塵,粉塵呈酸性,腐蝕纖維,進一步說明有粉塵板結(jié)現(xiàn)象。 通過以上分析,測試結(jié)論如下。 (1)粉塵沖刷、機械力等硬力作用導(dǎo)致濾袋表面纖維磨損。 (2)濾袋與袋籠互相磨損,導(dǎo)致濾袋出現(xiàn)多處由內(nèi)向外 的破洞及多處豎筋方向的開裂。 (3)濾袋局部粉塵板結(jié),粉塵為酸性,煙氣溫度可能頻繁穿越酸露點,導(dǎo)致濾袋纖維層受腐蝕嚴重。 (4)纖維層受損斷裂,濾袋橫向強力明顯下降。 (5)化學(xué)腐蝕和機械損傷導(dǎo)致濾袋失效。 鑒于對濾袋的檢測結(jié)果,濾袋需盡快進行更換。根據(jù)檢測情況看,原設(shè)計材質(zhì)為PTFE基布,迎塵面和背塵面為100% 聚苯硫醚纖維,已不在適用該廠運行工況,需對濾袋材質(zhì)進行改型。 為了選取高質(zhì)濾袋,本廠技術(shù)人員與相關(guān)濾袋生產(chǎn)廠家進行了技術(shù)交流,并結(jié)合本廠煙氣特點分析考慮了以下因素。 3.1 常用濾料材質(zhì)的性能比較 見表1。 表1 電廠布袋除塵器常用濾料材質(zhì)的性能進行了比較 濾料品種很多,通過表1的比較,不同的濾料具有不同的特性,各有其適用條件。電廠布袋除塵器常用的濾料有 :PPS、P84、PTFE,采用哪種濾料需根據(jù)煙氣工況等條件合理選擇。 3.2 化學(xué)腐蝕因素 濾袋的化學(xué)腐蝕主要有:酸露點的腐蝕和硫酸氣溶膠的腐蝕。經(jīng)了解,該廠#3爐改為布袋除塵器后,燃煤情況由于燃煤市場變化,燃煤煤種發(fā)生了變化,燃煤硫分明顯增大,由原來進入濾袋的煙氣 SO₂的濃度:800~3000mg/Nm3,增大到:800~4500mg/Nm3,且有一大部分時間段進入濾袋的煙氣中SO₂在4000mg/m3左右工況下,煙氣中較高SO₂,煙氣的露點越高,除塵器在使用過程中存在著結(jié)露現(xiàn)象,加之酸性氣體對濾袋的腐蝕,濾袋極易失去強度。 根據(jù)表1,就應(yīng)對化學(xué)腐蝕影響,電廠常用的相關(guān)濾料材質(zhì),PTFE優(yōu)于PPS和P84。 3.3 氧化因素 該廠#3爐袋式除塵選取的濾料是PPS纖維+PTFE 基布,面層為PPS纖維。從表1可以看出,PPS濾料耐堿、耐酸性能比較好,但最大的弱點抗氧化性能較差。要確保PPS濾料的使用壽命不低于3000h,就應(yīng)當使之在煙氣溫度不超過150℃、含氧量不超過8%、含NO₂不超過15mg/m3的條件下使用。 從表1可以看出PTFE纖維、P84纖維耐氧化性優(yōu)于 PPS 纖維。 3.4 水解因素 水解是化合物與水反應(yīng)而起的分解作用。PPS、PTFE不會水解,P84易水解。在濾袋應(yīng)用中,有的電廠采用是將少量P84纖維混合針刺摻入PPS濾料的迎塵面中,可以提高濾袋的過濾精度。但其極易水解問題對于燃煤濕氣比較大、有結(jié)露現(xiàn)象的需慎重考慮。水解問題上PPS、PTFE不會水解。 3.5 溫度因素 不同的原料制成的濾料,所具有的長期連續(xù)承受溫度的能力是不同的。有些老電廠排煙溫度較高,夏季溫度在170℃左右,在長期高溫運行,其濾袋僅使用14000h,不到兩年就發(fā)現(xiàn)大量破袋,糾其原因就是排煙溫度過高,損壞了濾袋。 PPS、P84、PTFE 三種濾料,PPS實際長期承受溫度要小于160℃,P84、PTFE長期承受的溫度在200℃左右。為此,在選擇濾袋時一定要考慮鍋爐排煙溫度對濾料的影響。 3.6 濾料的熱收縮率因素 由于濾料大部分是用化纖制造的,在一定的溫度條件下濾料會發(fā)生熱收縮,所以濾料生產(chǎn)中必須進行熱定型處理,熱定型工藝很關(guān)鍵。該廠#3爐袋式除塵器濾袋,從檢測報告看出,濾袋與袋籠互相磨損導(dǎo)致濾袋出現(xiàn)多處由內(nèi)向外的破洞及多處豎筋方向的開裂,判斷和其熱收縮率有一定的關(guān)系。為此, 濾料生產(chǎn)時,要求濾料在200℃下的熱收縮率<1%,濾料的熱收縮率是一個不可忽視的指標。 通過對濾袋選型需考慮的因素的分析,該廠在#3爐濾袋選型方面,技術(shù)人員結(jié)合機組燃煤情況、排煙溫度、工況變化、粉塵特性、脫硝等因素,最終濾料選用了PTFE基布+50%PTFE/50%PPS,并對濾料的熱收縮率等參數(shù)進行了嚴格的約束。 該廠#3爐布袋除塵器改型為100%PTFE基布,面層:50%PPS+50%PTFE 混紡針刺濾料,改型后已運行三年多,目前,抽樣檢查,未發(fā)現(xiàn)異常。該廠通過優(yōu)化運行方式,合理控制差壓,確保濾袋的塵餅形成,并保持一定的厚度,達到了濾袋保護及一次塵過濾二次塵目的,經(jīng)所在地市環(huán)境監(jiān)測站測 試,煙囪煙塵排放濃度僅為10.9mg/m3。從該廠現(xiàn)運行情況看, #3爐袋式除塵器濾袋改型是比較切合實際的。
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