布袋除塵器濾袋選型及損壞原因分析
隨著近年來我國環(huán)保形勢日益嚴峻,火力發(fā)電廠、燃煤鍋爐在發(fā)電運行、末端治理等過程中采用多種污染物協(xié)同脫除集成系統(tǒng)技術(shù),使其大氣污染物排放濃度基本符合燃氣機組排放限值,即煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度(基準含氧量 6%)分別不_過5mg/m³、35 mg/m³ 、50 mg/m³。煙塵排放濃度限值的不斷降低促使絕大多數(shù)火力發(fā)電企業(yè)采用“布袋除塵器+濕式靜電除塵器”作為主要的減排方式。據(jù)統(tǒng)計,在布袋除塵器總造價中,濾袋成本占 40%,而濾袋的_換費用占運行費用的 25% ~ 75%。因此,如何延長濾袋使用壽命,在確保減排指標的同時,充分降低運行成本已成為眾多電廠和非電行業(yè)所共同關(guān)心的問題。
本文以河北 600 t/d 玻璃窯煙氣環(huán)保設(shè)施項目為例,對非電行業(yè)煙塵治理項目濾袋的材質(zhì)的選擇、安裝工序及濾袋損壞原因等進行分析,總結(jié)工程經(jīng)驗,提出延長濾袋使用壽命的方法,從而實現(xiàn)降低運行費用的目標。
一、濾袋材質(zhì)選擇
常規(guī)的濾袋主要有機織物、非織造材料和復(fù)合材料。復(fù)合材料作為新型材料運用廣泛于條件惡劣、排放要求高的除塵項目,復(fù)合材料是通過覆膜、涂層/ 層合、原料差別、工藝差別等技術(shù)手段使材料的過濾性_異。濾袋材質(zhì)和表面處理方法需遵從技術(shù)規(guī)范要求,采用在強度、耐磨、耐熱、抗氧化、抗化學(xué)物質(zhì)和熱膨脹、抗結(jié)露、阻燃等性能方面優(yōu)良的材質(zhì),需具有產(chǎn)品合格證書,至少滿足和符合《袋式除塵器用濾料》(HCRJ042-1999)要求。各濾袋的性能對比如表 1 所示。
隨著我國對環(huán)保要求的提高,粉塵控制排放要求高的地區(qū)或企業(yè)排放≤5~10 mg/Nm³ 。為了滿足排放要求,目前普遍采用的是覆膜濾料。覆膜濾料是由常規(guī)濾料表面熱覆或膠覆 PTFE 薄膜而成,其優(yōu)點是表面過濾易清灰,PTFE 薄膜的孔徑一般在 0.5 ~1.5 μm,能有效減少 PM2.5 的排放。但覆膜濾料的耐久性,透氣性差,阻力大,提高了運行成本。袋身不能熱熔,需用硅膠涂線縫,阻止粉塵滲透,該技術(shù)_符合環(huán)保要求。
二、濾袋的安裝工序要求
無論采用哪種材質(zhì)的濾袋,安裝過程中都需要遵循以下步驟:安裝前對花板、凈氣室內(nèi)部進行清掃,條件允許可接入壓縮空氣把凈氣室內(nèi)部的粉塵吹入灰斗內(nèi)部或開啟引風(fēng)機,把粉塵排入出口煙道;把整箱的濾袋由人孔門運入凈氣室內(nèi)部,為避免濾袋被刮破,濾袋需整箱運入;給濾袋安裝的工人分發(fā)濾袋安裝保護套,將濾袋保護放入花板孔內(nèi),兩個人一組把濾袋放入濾袋保護套中;濾袋全部放入花板孔內(nèi)后把保護套取出,雙手折彎濾袋彈性環(huán),外袋口凹槽對準花板孔邊緣,均勻接觸并逐漸回放,袋環(huán)與花板整圈貼緊,張緊均勻;從噴吹管尾部端向人孔門一排排退著安裝,以避免踩壞濾袋彈性卡圈;如果一個濾袋安裝好后不能及時安裝袋籠,則應(yīng)對濾袋采取保護措施,建議利用濾袋包裝紙殼,疊成雙層,覆蓋在濾袋袋口上,這樣做是為了防止濾袋袋口被腳踩變形。在安裝完濾袋后系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)性空氣泄漏,不可避免存在的焊縫、金屬封箱蓋不密合等問題。采用熒光粉檢漏法和預(yù)噴涂方式,可盡早發(fā)現(xiàn)泄漏問題,有效提高除塵效率和濾袋使用壽命。對除塵器濾袋使用熒光粉檢漏排查漏點,使用專用熒光燈對除塵器、濾袋、花板、焊縫、煙道等依次檢漏。檢查時打開除塵器頂部蓋板或艙門并用專用熒光燈在凈氣室檢漏。當(dāng)所有漏點修整完成后,用另外一種顏色的熒光粉重新檢查,以確保所有的漏點已經(jīng)修整。
采用預(yù)噴涂的方法不僅可以增加濾袋的過濾精度,還可以有效防止油污附著。當(dāng)預(yù)噴涂進行時,粉料會先附在濾袋上,將濾料上的大孔洞堵住,并在濾袋上形成一層粉塵餅,濾料的過濾孔洞會變得很小,過濾的微粒粒徑小了。預(yù)噴涂法可以中和氣流中的黏性粉塵,先與黏性粉塵結(jié)合,這樣黏性粉塵不會黏在濾料上,延長了濾料的壽命。預(yù)噴涂一般采用石灰石粉(堿性),也可用粉煤灰替代。
三、濾袋損壞原因分析
不論是安裝不當(dāng)還是運行不當(dāng)都有可能導(dǎo)致濾袋損壞,根據(jù)項目實際情況進行分析。項目的濾袋總數(shù)1050條,在運行半年時間內(nèi),出現(xiàn)27個濾袋損壞,導(dǎo)致排放濃度大于5mg/m3 ,機組多次停機檢修。對濾袋損壞原因進行分析,排查結(jié)果如下。
3.1 過濾風(fēng)速
在除塵器設(shè)計中,如果過度追求體積小、造價低則選擇過高的過濾風(fēng)速,易造成運行阻力增大,清灰頻繁,將大大縮短濾袋的使用壽命。項目除塵器不清灰時過濾風(fēng)速選擇 0.66 m/min,風(fēng)速處于合理范圍內(nèi),排除了過濾風(fēng)速過高對濾袋的影響。
3.2 溫度影響
不同濾袋材質(zhì)的使用壽命不同,濾袋材質(zhì)PTFE+PTFE 覆膜處理,整體使用壽命不低于3年,設(shè)計耐溫要求:正常允許煙氣運行溫度 100 ~ 130℃,瞬時溫度可達180℃。運行溫度過高,實際排煙溫度控制在 160℃左右,未_出PTFE的瞬時溫度峰值和連續(xù)運行溫度,排除了短時間煙氣溫度過高燒損濾袋的可能性。同時,排煙溫度過低,水汽在煙氣中凝結(jié),通過濾袋后,附著在濾袋上,也會造成濾袋板結(jié)。因此,需嚴格控制排煙溫度,同時自控部分需設(shè)置布袋除塵器排煙溫度報警值和緊急停車值,杜絕排煙溫度異常升高或降低損壞濾袋。
3.3 噴吹磨損
對以下 3 種情況進行排查:噴吹壓力過高,增加了清灰氣流對濾袋的沖擊力,導(dǎo)致沖刷磨損;噴吹時間間隔設(shè)置不合理,頻繁噴吹;噴吹壓縮空氣品質(zhì)不合格,帶水帶油,長時間造成濾袋板結(jié)。項目濾袋損壞位置不統(tǒng)一,一般在袋身位置,排除了噴吹對濾袋造成的損傷。
3.4 油污附著
因頻繁鍋爐點火啟動和低負荷運行,需要長時間投油,未燃盡的油污附著在濾袋上,使濾袋逐步失去活性,造成嚴重的損傷。本項目已對布袋除塵器進行了預(yù)噴涂,可有效防止油污附著。
3.5 機械損壞
排除以上4 種損傷因素,筆者基本確定濾袋的損壞是由機械損傷導(dǎo)致的,機械損傷包括以下 3 種情況:袋籠在生產(chǎn)和運輸中破損出現(xiàn)毛邊或鋒利棱角,損壞濾袋;灰斗和灰位控制不當(dāng),異常升高至觸及濾袋時,導(dǎo)致袋籠移位變形,造成濾袋擠壓損壞;濾袋與袋籠尺寸不匹配。
檢測結(jié)果顯示,袋籠漆層受熱后發(fā)生粘接,使濾袋纖維和粉塵粘接其上。濾袋漆層采用的原料不符合規(guī)范要求,導(dǎo)致袋籠在受熱后發(fā)生粘接,產(chǎn)生撕扯損傷濾袋。
從布袋除塵器的設(shè)計、安裝、運行、維護各個方面入手,通過各項措施的落實和運行管理的提高,布袋除塵器的濾袋使用壽命基本達到了預(yù)期要求,減少了支出,也減少了環(huán)境污染,做到煙塵的達標排放,給企業(yè)和社會都帶來了可觀的效益。以現(xiàn)煤質(zhì)成分為依據(jù),_換適合所含成分材質(zhì)的濾袋,并根據(jù)袋籠尺寸選擇濾袋尺寸,包括長度與直徑,對濾袋和袋籠的材質(zhì)報告及質(zhì)量檢測需落實到位,避免以次充好,造成_大的經(jīng)濟損失。