布袋除塵器濾袋的分析選型
01概況
某電廠為適應(yīng)環(huán)保的要求，于2008年對(duì)其#3爐電除塵器進(jìn)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(hào)：LPPJFF1120×8 低壓旋轉(zhuǎn)脈沖清灰袋式除塵器；
設(shè)備型式：平進(jìn)平出式、外濾式、在線清灰；
Z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(guò)濾風(fēng)速：0.99m/min；
設(shè)備運(yùn)行阻力：800~1500Pa；
出口設(shè)計(jì)排放濃度：＜30mg/Nm³；
1.2 #3爐袋式除塵器的運(yùn)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(yùn)行近20024h，總體運(yùn)行工況較好。停爐檢修后對(duì) #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。
02對(duì)破損濾袋使用情況分析
針對(duì)#3爐除塵器的破袋情況，該廠抽樣對(duì)其破損的濾袋委托相關(guān)單位進(jìn)行了監(jiān)測(cè)及技術(shù)分析。
2.1 對(duì)抽檢破損濾袋的外觀分析
濾袋長(zhǎng)803cm，折徑為：20.08cm ；新濾袋長(zhǎng)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(yán)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)Q力清灰后，粉塵仍粘結(jié)在濾料表面，說(shuō)明粉塵粘性大，且纖維為棕綠色。粉塵為酸性，pH=2。
2.2 對(duì)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(cè)試結(jié)果 ：
（1）斷 裂 強(qiáng) 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(shí)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(zhǎng)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Q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L露基布 ；克重偏大，歸因于濾料表面仍粘結(jié)粉塵。
2.3 對(duì)抽檢破損濾袋的材質(zhì)分析
通過(guò)對(duì)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(duì)抽檢濾袋熔點(diǎn)、F解溫度分析
抽檢濾袋PPS分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，受腐嚴(yán)重。
2.5 對(duì)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(jìn)一步說(shuō)明有粉塵板結(jié)現(xiàn)象。
通過(guò)以上分析，測(cè)試結(jié)論如下。
（1）粉塵沖刷、機(jī)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L點(diǎn)，導(dǎo)致濾袋纖維層受腐蝕嚴(yán)重。
（4）纖維層受損斷裂，濾袋橫向Q力明顯下降。
（5）化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷導(dǎo)致濾袋失效。
03濾袋選型需考慮的因素
鑒于對(duì)濾袋的檢測(cè)結(jié)果，濾袋需盡快進(jìn)行更換。根據(jù)檢測(cè)情況看，原設(shè)計(jì)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(yùn)行工況，需對(duì)濾袋材質(zhì)進(jìn)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(jìn)行了技術(shù)交流，并結(jié)合本廠煙氣特點(diǎn)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(jìn)行了比較
濾料品種很多，通過(guò)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L點(diǎn)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(chǎng)變化，燃煤煤種發(fā)生了變化，燃煤硫分明顯Z大，由原來(lái)進(jìn)入濾袋的煙氣 SO₂的濃度：800~3000mg/Nm³，Z大到：800~4500mg/Nm³，且有一大部分時(shí)間段進(jìn)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L點(diǎn)越高，除塵器在使用過(guò)程中存在著結(jié)露現(xiàn)象，加之酸性氣體對(duì)濾袋的腐蝕，濾袋J易失去強(qiáng)度。
根據(jù)表1，就應(yīng)對(duì)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Z大的弱點(diǎn)抗Y化性能較差。要確保PPS濾料的使用壽命不低于3000h，就應(yīng)當(dāng)使之在煙氣溫度不超過(guò)150℃、含氧量不超過(guò)8、含NO₂不超過(guò)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F解作用。PPS、PTFE不會(huì)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C刺摻入PPS濾料的迎塵面中，可以提高濾袋的過(guò)濾精度。但其J易水解問(wèn)題對(duì)于燃煤濕氣比較大、有結(jié)露現(xiàn)象的需慎重考慮。水解問(wèn)題上PPS、PTFE不會(huì)水解。
3.5 溫度因素
不同的原料制成的濾料，所具有的長(zhǎng)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(zhǎng)期高溫運(yùn)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(guò)高，損壞了濾袋。
PPS、P84、PTFE 三種濾料，PPS實(shí)際長(zhǎng)期承受溫度要小于160℃，P84、PTFE長(zhǎng)期承受的溫度在200℃左右。為此，在選擇濾袋時(shí)一定要考慮鍋爐排煙溫度對(duì)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(huì)發(fā)生熱收縮，所以濾料生產(chǎn)中B須進(jìn)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(cè)報(bào)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(shí)，要求濾料在200℃下的熱收縮率＜1，濾料的熱收縮率是一個(gè)不可忽視的指標(biāo)。
04Z終濾料的選型
通過(guò)對(duì)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(jī)組燃煤情況、排煙溫度、工況變化、粉塵特性、脫硝等因素，Z終濾料選用了PTFE基布+50PTFE/50PPS，并對(duì)濾料的熱收縮率等參數(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的約束。
該廠#3爐布袋除塵器改型為100PTFE基布，面層：50PPS+50PTFE 混紡針C濾料，改型后已運(yùn)行三年多，目前，抽樣檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。該廠通過(guò)優(yōu)化運(yùn)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(dá)到了濾袋保護(hù)及一次塵過(guò)濾二次塵目的，經(jīng)所在地市環(huán)境監(jiān)測(cè)站測(cè) 試，煙囪煙塵排放濃度僅為10.9mg/m³。從該廠現(xiàn)運(yùn)行情況看， #3爐袋式除塵器濾袋改型是比較切合實(shí)際的。
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