電袋除塵器濾袋沖刷磨損的分析及控制

王濤

摘 要：電袋復(fù)合式除塵器在袋區(qū)進(jìn)口往往會(huì)配置一套煙氣均流裝置，用于抑制第一排濾袋的煙氣沖刷磨損速率。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，均流裝置的過流通道會(huì)發(fā)生積灰，均流功能發(fā)生變化，一部分原煙氣會(huì)進(jìn)入到濾袋區(qū)與除塵器側(cè)墻板之間的空間內(nèi)，在局部形成渦流，加劇最外側(cè)濾袋沖刷磨損速率，造成濾袋破損，并逐漸擴(kuò)大影響的范圍，導(dǎo)致除塵器除塵能力降低。在除塵器進(jìn)風(fēng)側(cè)增加一組煙氣導(dǎo)流裝置，可以引導(dǎo)一部分原煙氣直接進(jìn)行袋區(qū)后部，降低進(jìn)風(fēng)側(cè)各通流面風(fēng)速，減少或消除煙氣渦流現(xiàn)象，控制電袋除塵器最外側(cè)濾袋的沖刷磨損速率。

關(guān)鍵詞：電袋復(fù)合式除塵器；濾袋；沖刷；磨損；控制

中圖分類號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近十年來，隨著政府對(duì)環(huán)保要求的日益提高，各火力發(fā)電廠紛紛對(duì)負(fù)責(zé)粉塵收集的除塵器進(jìn)行技術(shù)改造。電除塵器改電袋復(fù)合式除塵器方案，由于其技術(shù)方案成熟，風(fēng)險(xiǎn)低，成為很多電廠的首選，改造后各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也令人滿意。但隨著運(yùn)行時(shí)間的增加除塵濾袋的不足逐漸顯現(xiàn)出來。目前，PPS與PTFE混紡濾袋回收與再利舊仍是國內(nèi)外的一項(xiàng)重大技術(shù)難題，到目前為止還沒一項(xiàng)較成熟的技術(shù)方案來解決此問題。如何控制除塵濾袋的劣化速率，延長其使用壽命，成為擺在我們面前的一項(xiàng)新難題。

1.現(xiàn)狀

大唐淮南洛河發(fā)電廠#2、#3、#4爐（320MW燃煤發(fā)電機(jī)組）所配置的除塵器為兩臺(tái)雙室四電場寬極距靜電除塵器，為達(dá)到國頒環(huán)保要求，分別于2008年、2009年進(jìn)行技術(shù)改造，改造方案為電袋復(fù)合式除塵器，配置方式為一電區(qū)三袋區(qū)，電區(qū)電源為高頻電源，改造后除塵器進(jìn)出口壓差控制在450Pa～600Pa，除塵器出口粉塵濃度為19mg/Nm3～25 mg/Nm3，每臺(tái)爐配置除塵濾袋6912條，運(yùn)行至今約10年，平均每4年更換一次濾袋。

除塵濾袋的初始損壞位置多發(fā)生在袋區(qū)的迎風(fēng)面區(qū)域及袋區(qū)與除塵器側(cè)墻板區(qū)域，然后呈蜂窩狀慢慢擴(kuò)散，且擴(kuò)散速率逐漸加快。每次停機(jī)檢修，若發(fā)現(xiàn)破損的濾袋均進(jìn)行更換。

2.存在問題分析及控制

2.1迎風(fēng)面區(qū)域?yàn)V袋損壞

袋區(qū)迎風(fēng)面正對(duì)著除塵器進(jìn)氣口，此處煙氣流速最高，煙氣口粉塵含量最大。目前較通用的控制方法是在電區(qū)出口與袋區(qū)進(jìn)口之間加裝一道煙氣均流裝置，將煙氣重新進(jìn)行分配，降低局部煙氣流速，減少濾袋沖刷磨損。

2.2袋區(qū)最外側(cè)區(qū)域?yàn)V袋損壞

此類問題多數(shù)情況下與上一個(gè)問題相關(guān)聯(lián)。除塵器電區(qū)出口與袋區(qū)進(jìn)口間所加裝的均流裝置一般為孔板式或槽形板式兩種，這兩種結(jié)構(gòu)形式整體剛性差，受吊掛方式限制無法加裝清灰裝置，粉塵在電區(qū)花荷電后，通過均流裝置時(shí)會(huì)吸附在過流通道內(nèi)，隨著時(shí)間的積累，粉塵達(dá)到一定的厚度后，會(huì)使均流裝置的特性發(fā)生變化，多見于與除塵器進(jìn)風(fēng)口中心線高度一致的位置，該處煙氣流速最快，粉塵聚積的最多，過流面阻力增長的最快。阻力變化速率不一致，造成大量含塵煙氣向低阻力區(qū)移動(dòng)，即除塵器兩側(cè)方向，并最終進(jìn)入袋區(qū)與除塵器側(cè)墻板之間的通道內(nèi)。該通道靠近除塵器墻板側(cè)較平整，摩擦阻力可保持在一定的范圍內(nèi)，而另一側(cè)即靠近袋區(qū)濾袋一側(cè)，因阻力變化頻繁，在局部會(huì)形成煙氣渦流，加速了濾袋的沖刷磨損速率，使濾袋使用壽命縮短出現(xiàn)破損，一般以洞狀破損較常見。

單個(gè)或少量濾袋破損后，若不能及時(shí)處理，大量含塵煙氣會(huì)快速通過濾袋破損處進(jìn)入濾袋向凈氣室流動(dòng)，當(dāng)煙氣剛剛脫離濾袋口時(shí)，由于流速突然降低，煙氣中的粉塵便脫離煙氣流沉降在凈氣室中其他濾袋內(nèi)。當(dāng)灰量累積到一定的程度，濾袋內(nèi)容積降低，在清灰氣量不變的情況下，在清灰的瞬間，濾袋纖維所承受的應(yīng)力急劇增加，易發(fā)生疲勞損壞，濾袋出現(xiàn)破損，一般以線狀破損較常見。

因此在一個(gè)獨(dú)立的分區(qū)內(nèi)一旦出現(xiàn)一條濾袋破損，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，濾袋破損現(xiàn)象會(huì)呈蜂窩狀傳播，且速率越來越快。

依據(jù)這種原理，可在袋區(qū)中間即沿除塵器進(jìn)出口中心線方向，設(shè)置一組煙氣導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置進(jìn)口在均流裝置之前，可將約10%的原煙氣直接引入除塵器袋區(qū)后部，可降低袋迎風(fēng)面煙氣流量，減弱迎風(fēng)面濾袋沖刷磨損；同時(shí)，當(dāng)均流裝置因流通面堵塞造成阻力變化時(shí)，煙氣導(dǎo)流裝置可以根據(jù)阻力變化自動(dòng)平衡導(dǎo)入的煙氣量，降低除塵器兩側(cè)的局部煙氣流速，降低該區(qū)域出現(xiàn)煙氣渦流的概率。

3.實(shí)施方案

3.1實(shí)施前需考慮的問題

3.1.1風(fēng)量分配變化情況

根據(jù)風(fēng)量分配計(jì)算，若將10%原煙氣導(dǎo)流至袋區(qū)后部，則導(dǎo)流通道截面積約為總流通面積的6.2%，見表1。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可以看出，灰量變化隨風(fēng)量變化同步進(jìn)行，第一、二袋區(qū)灰量減少，第三袋區(qū)灰量增加約15%，現(xiàn)有輸灰系統(tǒng)出力滿足要求。

3.2技術(shù)方案

根據(jù)以上計(jì)算，初步確定煙氣導(dǎo)流裝置的截面積約為29.8m2，約占除塵器總流通面積的6%。

初步設(shè)計(jì)如圖1所示。

實(shí)施后，風(fēng)量分配變化達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，氣流均布效果良好，第三袋區(qū)灰量有所增加，但還在系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力范圍之內(nèi)。

結(jié)語

通過改造，電袋除塵器袋區(qū)風(fēng)量進(jìn)行了重新分配，電區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)基本不變，三級(jí)袋區(qū)風(fēng)量、灰量分配更加均勻，抑制了袋區(qū)局部因風(fēng)速過快形成的渦流現(xiàn)象，避免了因渦流造成的濾袋沖刷磨損，延長了濾袋使用壽命，降低了電袋復(fù)合式除塵器運(yùn)行維護(hù)成本，同時(shí)也降低了廢舊濾袋的處理成本，提高了火力發(fā)電廠的市場競爭力。

參考文獻(xiàn)

[1]馬文舉.電袋除塵器濾袋破損失效原因分析[J].寧夏電力，2015（5）：66-70.endprint