燃煤煙氣處理用濾料選型及維護探討

趙錫勇，王勇，葛一飛，劉美玲

(浙江菲達環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江諸暨 311800)

1 概述

我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。截至2010年底，我國發(fā)電裝機容量突破9.5億kW，其中火電裝機為7億kW，占73%左右。燃煤煙氣配套的除塵設(shè)備以電除塵器、布袋除塵器及電袋復(fù)合除塵器為主。其中布袋除塵器及電袋復(fù)合除塵器由于具有高效、可靠、運行維護方便等特點，市場占有率逐年提高。濾料作為布袋除塵器和電袋除塵器的核心部件，其使用壽命往往決定著整機的性價比。本文根據(jù)我們在布袋除塵及電袋復(fù)合除塵領(lǐng)域的設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合應(yīng)用案例，對燃煤煙氣處理用濾料的選型、運行維護及失效原因等方面進行分析，并提出了一些建議以供參考。

2 濾料失效類型

除塵器運行中的濾料失效主要有三類:一是由于濾料在使用中遭受氧化、化學(xué)腐蝕及煙氣超溫造成的化學(xué)性損傷;二是由于過濾、清灰的交替進行產(chǎn)生的疲勞性機械性損傷;三是由于粉塵濃度過高或者過濾速度過高導(dǎo)致粉塵進入濾料內(nèi)部，造成濾料阻力持續(xù)偏高的物理性損傷。前兩類產(chǎn)生的濾料失效表現(xiàn)為濾料的拉伸強度下降，第三類產(chǎn)生的濾料失效表現(xiàn)為除塵器阻力持續(xù)偏高。

3 濾料失效防護對策

3.1 根據(jù)煙氣特點，合理選擇濾料

燃煤鍋爐煙氣成分十分復(fù)雜、含有各種帶腐蝕性的酸性、堿性及強氧化性物質(zhì)，且這些物質(zhì)間還存在著一定程度的化學(xué)反應(yīng)。為防止煙氣結(jié)露對設(shè)備造成腐蝕，鍋爐排煙溫度通常在140℃以上。這樣的運行環(huán)境對濾料性能有一定的要求。表1列出了市場上不同種類濾料的主要特性。從表1可以看出，PPS、P84及PTFE三種濾料都是適合燃煤煙氣粉塵治理的濾料，但P84及PTFE纖維價格較為昂貴，所以目前布袋或電袋除塵器使用的濾料大多采用PPS纖維或PPS、P84、PTFE纖維混紡。

表1 常用濾料性能

3.2 合適的過濾速度及清灰模式

過濾速度選擇的越低，濾袋使用壽命越長，但過濾面積增大，投資增大。一般情況下，機械強度較好的濾料如PPS、P84等過濾速度可選在1.2～1.5之間。清灰模式通常分為定差壓清灰和定時清灰兩種。清灰差壓選擇的過高不僅會增加除塵器整體阻力，還容易發(fā)生糊袋現(xiàn)象;清灰差壓選擇的過低則會導(dǎo)致清灰頻率加大，影響濾料的機械壽命。時間清灰模式常在濾料壽命后期使用，或是過濾負荷較低，長時間沒有沮灰的情況下使用。

3.3 預(yù)噴涂技術(shù)

濾料在初次使用前，需要對濾料表面進行預(yù)噴涂處理，其作用為:一是鍋爐投油助燃時，可防止油污對濾料的損害;二是堿性材料會對酸腐蝕起到一定的防護作用。同時預(yù)涂層形成的粉餅層可以防止煙氣中細小顆粒向濾袋內(nèi)部的滲透。

3.4 濾料酸腐蝕的防護

如果濾料具有良好的耐酸性能，且采用的燃煤是低中硫煤，一般情況下濾料可以正常使用。若燃煤硫分高，應(yīng)嚴格控制煙氣溫度，保證煙氣溫度高于酸露點15～20℃。為了防止酸露點出現(xiàn)，應(yīng)做好布袋除塵器保溫和防漏風(fēng)措施。此外，定期的噴粉吸附酸霧也有利于降低酸腐蝕對濾料壽命的影響。

3.5 濾料氧化的防護

PPS的抗氧化性較差，但若能將煙氣的含氧量控制在10%以下，NOx含量控制在15mg/m3以下時，煙氣的氧化性對濾料的影響還是可接受的。但當(dāng)含氧量超過10%時，濾料壽命衰減很快。因此，應(yīng)控制煙氣的含氧量，盡可能降低NOx濃度。

3.6 對煙氣超溫的防護

鍋爐突發(fā)煙氣異常高溫(200℃以上)往往會在短時間內(nèi)將濾料燒毀，造成巨大經(jīng)濟損失。可設(shè)置旁通煙道和緊急噴霧降溫裝置來保護濾袋。

4 應(yīng)用實例

4.1 浙江諸暨八方熱電75 t/h垃圾焚燒爐

諸暨八方熱電75t/h垃圾焚燒發(fā)電爐配布袋除塵器于2005年2月份投運，采用PPS濾料。垃圾焚燒爐煙氣成分復(fù)雜，鍋爐工況并不穩(wěn)定，但煙氣溫度較低，常年維持在130℃左右。2011年8月隨機抽取濾袋并對其進行檢測，發(fā)現(xiàn)該濾袋在使用6年后，濾料徑向強度、維向強度仍遠高于濾料報廢的推薦值?？梢钥闯鯬PS濾料適合該鍋爐排放的煙氣，除塵器整機設(shè)計合理，運行維護較好，預(yù)計該濾袋還能運行較長一段時間。

4.2 京能熱電200MW機組電袋復(fù)合除塵器

該電袋復(fù)合除塵器是在原有電除塵器基礎(chǔ)上改造而來，保留原有兩個電場，拆除后面電場后安裝布袋，并增加了脈沖清灰系統(tǒng)、靜氣室等系統(tǒng)，改造了引風(fēng)機。由于前部預(yù)留的兩個電場有預(yù)除塵功能，濾袋負荷很低，清灰周期較長。運行3年來，煙塵排放濃度低于20mg/m3。2011年5月份在鍋爐停機大修期間，隨機抽取了5條濾袋，對其進行了拉伸長度檢測。檢測結(jié)果可以看出，該電袋復(fù)合除塵器連續(xù)運行了3年多后，濾袋的經(jīng)向強度仍有690N以上，維向強度仍有880N以上。說明電袋復(fù)合除塵器的復(fù)合除塵機理是科學(xué)和合理的。

5 結(jié)語

(1)由于燃煤鍋爐排放的煙氣成分復(fù)雜且多帶有腐蝕性，應(yīng)從濾料整個壽命周期進行考慮，選擇性能好、質(zhì)優(yōu)的濾料。

(2)優(yōu)化布袋、電袋復(fù)合除塵器整機機構(gòu)。選擇恰當(dāng)?shù)倪^濾風(fēng)速、做好整機的氣流組織、旁通煙道等保護措施，使濾料能在穩(wěn)定、合理的工況下運行。

(3)加強除塵器的運行管理。如除塵器投運前的預(yù)涂層保護，安裝噴水降溫系統(tǒng)、設(shè)置嚴密的超溫保護自動控制系統(tǒng)等。實踐證明，對除塵器良好的運行管理可以延長濾袋使用壽命。

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