0?概述 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。其濾袋設(shè)計(jì)材料為PPS纖維+PTFE（基布），設(shè)計(jì)壽命為30000h，在運(yùn)行20000h時(shí)發(fā)現(xiàn)有破損濾袋，通過(guò)對(duì)濾袋的性能測(cè)試及...
0?概述
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。其濾袋設(shè)計(jì)材料為PPS纖維+PTFE（基布），設(shè)計(jì)壽命為30000h，在運(yùn)行20000h時(shí)發(fā)現(xiàn)有破損濾袋，通過(guò)對(duì)濾袋的性能測(cè)試及分析，找到了造成濾袋破損的原因主要是SO2酸腐蝕及機(jī)械磨損。該廠相關(guān)人員結(jié)合本廠煤種情況通過(guò)對(duì)現(xiàn)有市場(chǎng)濾料的特性進(jìn)行分析，以及調(diào)研兄弟電廠濾袋的使用情況,并和濾袋生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)交流，對(duì)其#3爐除塵器濾袋進(jìn)行了改型。目前該廠#3爐除塵器運(yùn)行良好,達(dá)到了預(yù)期的效果。
1概況：
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（引進(jìn)德國(guó)魯奇技術(shù)）
設(shè)備型式:平進(jìn)平出式、外濾式、在線清灰
大處理風(fēng)量:1760000m3/h
入口粉塵濃度: 40g/Nm3
入口溫度:130～165（高180）℃
濾袋總數(shù): 8960條
濾袋材質(zhì):PPS（PTFE基布）
過(guò)濾風(fēng)速:0.99m/min
設(shè)備運(yùn)行阻力:800～1500Pa,初期800～1100Pa
出口設(shè)計(jì)排放濃度:＜50mg/Nm3
1.2 #3爐袋式除塵器濾袋設(shè)計(jì)材質(zhì)及參數(shù)
濾袋作為核心部件，#3爐袋式除塵器濾袋設(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（進(jìn)口），濾料整體PTFE浸滲處理。其長(zhǎng)期使用溫度為130～165℃，瞬時(shí)可達(dá)180℃（每年累計(jì)400小時(shí)以下），O2含量小于10%（Vol）、NOx小于600mg/Nm3。
1.3 #3爐袋式除塵器的運(yùn)行情況
#3爐電除塵器改造為低壓旋轉(zhuǎn)脈沖清灰袋式除塵器后，到停爐大修為止，#3爐除塵器已運(yùn)行近兩年半（20024小時(shí)），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（潛在斷袋的可能），近200條濾袋需更換。四個(gè)通道破損部位及數(shù)量見(jiàn)圖一（紅色標(biāo)記）如下：
2?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，該電廠抽樣委托國(guó)內(nèi)生產(chǎn)濾袋規(guī)模較大的廠家廈門(mén)三維絲環(huán)保股份有限公司對(duì)其破損的濾袋進(jìn)行檢測(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)803.cm，折徑為:20.08cm；新濾袋長(zhǎng)度為811.0-813.5cm，折徑為：20.1-20.3 cm，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(jiàn)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(jiàn)基布；凈氣面存在纖維層脫落、縱向裂開(kāi)。（見(jiàn)圖三、四）
經(jīng)強(qiáng)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
表一、表二為抽檢濾袋的常規(guī)性能測(cè)試結(jié)果。抽檢濾袋橫向強(qiáng)力明顯下降，尤其袋尾段；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(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譜圖分析，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)、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(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：
粉塵沖刷、機(jī)械力等硬力作用導(dǎo)致濾袋表面纖維磨損。
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(kāi)裂。
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(diǎn)，導(dǎo)致濾袋纖維層受腐蝕嚴(yán)重。纖維層受損斷裂，濾袋橫向強(qiáng)力明顯下降?；瘜W(xué)腐蝕和機(jī)械損傷導(dǎo)致濾袋失效。
3?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（進(jìn)口），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。
為此，為了選取高質(zhì)濾袋，該廠相關(guān)技術(shù)人員結(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?
首先，對(duì)電廠布袋除塵器常用濾料材質(zhì)的性能進(jìn)行了比較(見(jiàn)表三)。
濾料品種也很多，通過(guò)上表的比較，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)其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(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，燃煤硫分明顯增大，由原來(lái)進(jìn)入濾袋的煙氣SO2的濃度: 800～3000 mg/ Nm3，增大到：800～4500 mg/ 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，煙氣的露點(diǎn)越高，除塵器在使用過(guò)程中存在著結(jié)露現(xiàn)象，加之酸性氣對(duì)濾袋的腐蝕，濾袋極易失去強(qiáng)度。
特別對(duì)電廠常用的性價(jià)比比較高，過(guò)濾精度也較高的PPS濾料，必須考慮煙氣運(yùn)行的下限溫度—酸露點(diǎn)溫度。煙氣一旦在濾袋上結(jié)露：一會(huì)造成濾袋上粉塵層的糊袋和板結(jié)（造成濾袋運(yùn)行阻力迅速上升，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行）。二會(huì)更有甚者，燃煤鍋爐煙氣中的SO3會(huì)與水發(fā)生不可逆反應(yīng)而生成硫酸 H2SO4。硫酸將不斷在濾袋或粉塵上霧狀結(jié)聚形成氣溶膠，隨后硫酸氣溶膠又會(huì)不斷濃縮對(duì)PPS濾袋和設(shè)備金屬部件進(jìn)行強(qiáng)烈的氧化腐蝕。因此，電廠鍋爐運(yùn)行時(shí)，必須注意控制好煙氣的溫度，防止因煙氣結(jié)露造成對(duì)濾袋和設(shè)備的損傷。
根據(jù)表三，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
一般電廠常用的濾料為性價(jià)比較高的PPS濾料，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。從表三可以看出PPS濾料耐堿、耐酸性能比較好，但大的弱點(diǎn)抗氧化性能較差。
PPS容易氧化，供應(yīng)廠商都會(huì)要求，要確保PPS濾料的使用壽命不低于3000小時(shí)，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。如溫度有波動(dòng)，要控制達(dá)到170℃的溫度每次不超過(guò)1h，每年累計(jì)不得超過(guò)400h；達(dá)到190℃的溫度每次不超過(guò)10min，每年累計(jì)不得超過(guò)50h。
從表三可以看出 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(huì)水解，諾梅克斯和P84易水解。P84（聚酰亞胺）濾料的使用溫度如果超過(guò)140℃，再有一定的水氣，就會(huì)發(fā)生水解問(wèn)題。水解現(xiàn)象是可以通過(guò)控制溫度和濕度減輕水解或以不同的纖維混合制成濾料。由于P84具有天然的不規(guī)則的中空截面,這意味著其單位重量纖維的表面積要大很多倍，這是提高過(guò)濾效率的一個(gè)重要的因素。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(guò)濾精度。但其極易水解問(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
因?yàn)橛貌煌脑现瞥傻臑V料所有長(zhǎng)期連續(xù)承受的溫度是不同的，如果使用溫度高于濾料能承受后溫度，濾料很快就會(huì)損壞。有些老電廠排煙溫度較高，夏季溫度在170℃左右，以下（圖六）為某電廠（PPS濾料）在長(zhǎng)期在高溫運(yùn)行，濾袋損壞的圖片，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。
PS、P84、PTFE三種濾料，PPS實(shí)際長(zhǎng)期承受要小于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)中必須進(jìn)行熱定型處理，熱定型工藝很關(guān)鍵。過(guò)份熱定型，過(guò)份要求熱收縮率小，也可能縮短濾袋的使用壽命。
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(kāi)裂，初步判斷和其熱收縮率有一定的關(guān)系，新濾袋安裝時(shí)，濾袋恰好進(jìn)入袋籠，由于熱定型問(wèn)題，熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，濾袋緊緊包裹在袋籠上，加之，袋籠的豎筋布置的較少，除塵器運(yùn)行日常清灰時(shí)濾袋急驟膨脹，脈沖氣流過(guò)后迅速吸癟回到袋籠上，長(zhǎng)時(shí)間必然性導(dǎo)致濾袋機(jī)械摩擦而破損。為此，濾料生產(chǎn)時(shí)，濾料的熱收縮率指標(biāo)是一個(gè)不可忽視指標(biāo)。
4終濾料的選型
通過(guò)對(duì)濾袋選型需考慮的因素的分析，如果還延用該廠#3爐除塵器原設(shè)計(jì)PPS面層+PTFE（基布），存在以下風(fēng)險(xiǎn)：1）溫度多變時(shí),煤質(zhì)熱值多變,供氧含量高時(shí)（比如高于8%），PPS容易氧化； 2）該廠燃煤含硫量多變，高的SO2轉(zhuǎn)化成SO3的幾率升高，SO3直接提高酸露點(diǎn)溫度，增加PPS發(fā)生磺化反映的風(fēng)險(xiǎn)。 3）NOX和含硫高時(shí)，酸露點(diǎn)有可能高于運(yùn)行溫度，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸結(jié)露，產(chǎn)生濃HNO3和H2SO4，氧化PPS，且結(jié)露有可能導(dǎo)致糊袋，系統(tǒng)阻力上升。 4）粉塵濃度高時(shí)，系統(tǒng)阻力上升、排放濃度增高。
為此，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，特別是針對(duì)酸結(jié)露腐蝕問(wèn)題，和國(guó)內(nèi)宜興高奇環(huán)?？萍加邢薰?、廈門(mén)三維絲環(huán)保股份有限公司、必達(dá)福環(huán)保工業(yè)技術(shù)有限公司有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了技術(shù)交流，結(jié)合PTFE、PPS等纖維的特點(diǎn)及環(huán)保排放要求，終濾料選用了PTFE基布+50%PTFE/50%PPS，并在技術(shù)協(xié)議中對(duì)供貨商濾料的熱收縮率等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)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，現(xiàn)已運(yùn)行近三年，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)當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站測(cè)試，煙囪煙塵排放濃度僅為：10. 9 mg/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。
