濾袋機械破損原因分析及改進方案

張朝友，許善文，袁志勇

（貴州環(huán)科環(huán)境工程有限公司，貴州 遵義 563005）

1 袋式除塵器在環(huán)境保護中的地位和作用

袋式除塵器自問世以來，經(jīng)過國內(nèi)外的廣泛使用和不斷改進，除塵效率已達到99.9%以上，粉塵排放濃度低于50mg/Nm3，特別是在捕集PM2.5微細、超微細粉塵方面發(fā)揮了重要作用。袋式除塵器（特別是低壓長袋脈沖袋式除塵器）已廣泛應用于冶金、建材、水泥、化工、電力、輕工等行業(yè)的含塵煙氣凈化及粉塵回收，是治理大氣污染的主要設備。

濾袋是袋式除塵器的“心臟”，濾袋的設計、制造、安裝、使用質(zhì)量直接影響袋式除塵器的除塵效率。一臺大型袋式除塵器濾袋多達幾千條，濾袋占袋式除塵器制造成本的15%～20%，更換濾袋費用占運行費用的20%～70%。因此，濾袋及濾袋配件設計應先進、科學、實用，方便制造、運輸、安裝和維修，避免在使用過程中的非正常損壞，保證濾袋的使用壽命。

2 濾袋機械破損的原因分析

濾袋破損的原因很多，如：機械破損、化學腐蝕、高溫燒灼、結(jié)露堵塞等，但主要是機械破損。袋式除塵器按清灰方式分為機械振打清灰袋式除塵器、反吹（吸）清灰袋式除塵器和脈沖清灰袋式除塵器。濾袋按形狀分為圓形、偏圓形、楔形和信封形，應用最多的是圓形。本文針對應用最多的反吸風袋式除塵器和脈沖袋式除塵器的圓形濾袋機械破損進行分析。

2.1 反吸風袋式除塵器濾袋機械破損

反吸風袋式除塵器為下進風、正壓內(nèi)濾式。濾袋采用不同材質(zhì)的薄形濾料縫制而成，濾料厚度0.4～0.6mm、濾袋直徑250～300mm、長度10～12m，濾袋外設有間距不等的多道防癟環(huán)，濾袋下端用卡箍或鋼絲將濾袋固定在花板孔口的短管上，上端安裝有吊帽、彈簧和拉鏈將濾袋吊掛在除塵器箱體上部的掛架上，用拉鏈將濾袋向上拉緊。濾袋破損主要發(fā)生在濾袋下部和中部。

（1）底部破損的主要原因是：花板孔口用于安裝濾袋的短菅太短，一般只有40～50mm，含塵氣流從花板孔進入對濾袋底部容易造成橫向沖刷使濾袋迎風面破損；用鋼絲捆扎濾袋容易造成濾袋纖維斷裂。

（2）在高溫環(huán)境下，濾袋的自身重量及積灰重量會使濾袋拉長，當上部拉簧不足以克服濾袋拉長時，濾袋底部就會出現(xiàn)坐袋現(xiàn)象，在過濾清灰時濾袋發(fā)生擺動與濾袋環(huán)上端口發(fā)生摩擦磨破濾袋，此現(xiàn)象發(fā)生最為嚴重。

（3）濾袋中部破損的主要原因是濾袋的間距太小，一般只有70～80mm，當濾袋伸長10mm則發(fā)生彎曲，中部和下部就會發(fā)生相互碰撞而損壞。

（4）鋼制防癟環(huán)易銹蝕，銹蝕后的防癟環(huán)極易將濾袋磨破。

2.2 脈沖袋式除塵器濾袋破損原因分析[1、2]

脈沖袋式除塵器為負壓外濾式，下進風、上排風。利用壓縮空氣對濾袋進行脈沖清灰。濾袋上端口設有漲環(huán)，利用漲環(huán)將濾袋固定在花板孔內(nèi)，濾袋內(nèi)裝有袋籠和文氏管。濾袋由不同材質(zhì)的針刺氈縫制而成，其材料厚度為1.5～2.5mm、直徑130～160mm、長度2450～8000mm。濾袋損壞主要發(fā)生在上端袋口、袋身和底部。

2.2.1 上端袋口破損原因

袋口破損多發(fā)生在濾袋漲環(huán)與花板孔接觸部位和離袋口以下30cm以內(nèi)，主要原因是濾袋漲環(huán)與花板孔配合不好，當出現(xiàn)過盈量2～3mm時，濾袋就無法安裝到位，用力敲擊或用力踩會造成花板孔出現(xiàn)銳角或毛刺將濾袋刺破；當出現(xiàn)負偏差時濾袋會出現(xiàn)上下竄動磨損，甚至發(fā)生掉袋；噴吹管上的噴嘴和文氏管安裝與濾袋不同心歪斜，產(chǎn)生脈沖噴吹時高速氣流對濾袋沖刷磨損。

2.2.2 袋身破損原因

袋身破損主要是袋籠橫豎鋼筋與濾袋來回摩擦造成的，當袋籠鋼筋銹蝕后磨損最為嚴重。

2.2.3 袋底破損的原因

袋底破損現(xiàn)象最為常見，其主要原因是：袋籠底部尺寸太小，濾袋過長造成濾袋內(nèi)側(cè)磨損；花板變形、袋籠彎曲，袋籠安裝不垂直，在濾袋底部不固定的情況下相互碰撞造成濾袋外部損壞。

2.2.4 袋籠損壞的原因

袋籠長徑一般都在40cm以上，由3～4mm鋼絲焊接而成，在搬運、保管、安裝、更換濾袋時極易造成彎曲變形、脫焊，碳鋼袋籠在高溫、含濕、含腐蝕性氣體的情況下易銹蝕，容易和濾袋黏附在一起，更換濾袋時很難從濾袋中抽出，導致濾袋損壞無法繼續(xù)使用。

3 改進方案[3]

3.1 反吸風袋式除塵器改進方案[3]

（1）取消濾袋上端口吊帽、彈簧及拉鏈，改用圖1中（b）所示扣件10，將濾袋上端固定在掛架梁8下的掛架9上。

（2）在花板上平面安裝圖1（a）所示的向下拉緊裝置，該裝備由密封圈2、卡箍3、濾袋環(huán)4、內(nèi)套管5、彈簧6組成。內(nèi)套管長度應大于150mm，彈簧數(shù)量3根，總拉力250～300N。

圖1 反吹風清灰除塵器濾袋安裝

3.2 脈沖袋式除塵器改進方案

（1）取消濾袋袋籠增大濾袋直徑增設防癟環(huán)，改進后的濾袋結(jié)構見圖2，濾袋上部結(jié)構如圖2A放大圖所示由濾袋1、襯套2、密封圈4、卡箍5、文氏6管組成，濾袋直徑不應小于160mm。濾袋中部結(jié)構按圖2B放大圖所示，在濾袋外增多道防癟環(huán)，間距不大于1000mm。濾袋底部結(jié)構見圖2C放大圖所示由底盤11、卡箍10、吊環(huán)12、螺母13組成。

圖2 脈沖袋式除塵器濾袋結(jié)構及安裝圖

（2）濾袋安裝方法：濾袋與防癟環(huán)在工廠制成獨立部件，其余零件均可單獨包裝運輸?shù)浆F(xiàn)場組裝。濾袋與花板孔為間隙配合，隙間3～5mm。濾袋底部用拉簧15固定在掛架14上。

3.3 濾袋配件材料選用及制造方法

所有濾袋配件均采用耐高溫、耐腐蝕、抗老化的工程塑料模塑成型，保證零件尺寸精度，避免銳角。凡濾袋與配件之間會出現(xiàn)位移的部位應涂刷耐高溫硅膠粘結(jié)劑，以減輕配件對濾袋的磨損。

4 改進方案的可行性

（1）反吸風袋式除塵器將原來的上拉緊濾袋改為下拉緊，改進拉緊裝置后，由于濾袋的重量、積灰重量鉛錘向下，向下拉緊力比向上拉緊力小得多，當下拉力大于250N就不會出現(xiàn)坐袋，也不會造成濾袋的機械破損。

（2）脈沖袋式除塵器去掉袋籠增設防癟環(huán)，當濾袋直徑為160mm、防癟環(huán)間距為1000mm、濾袋內(nèi)外壓差1000Pa、下端彈簧拉力300N時，理論計算過濾時濾袋直徑縮小20mm，由于濾袋周長未發(fā)生變化，截面成梅花形，故對氣流流通面積和氣流流速影響很小。如采用135mm口徑的柱塞式脈沖閥，濾袋直徑還可適當加大，可降低氣流上升阻力。

（3）所有濾袋配件全部采用耐高溫、耐腐蝕、耐老化的工程塑料模塑成形，可以提高配件精度，降低配件對濾袋磨損，提高配件的重復利用率。

（4）配件采用工程塑料制造，材料價格比鋼材高，但總造價不會增加，且濾袋的非正常破損大幅度減少，運行費用大幅度降低。在正常情況下濾袋的壽命為2～5年，上海寶鋼有的達到7年。通過采取有效技術措施，通過延長濾袋使用壽命對節(jié)省除塵器的運行費用具有重大意義。

5 結(jié)語

袋式除塵器是治理大氣粉塵污染不可缺少的設備，濾袋的頻繁破損給企業(yè)造成的不僅是經(jīng)濟上損失，也給企業(yè)管理帶來困難。造成濾袋頻繁破損的原因很多，如化學腐蝕、高溫燒灼、結(jié)露堵塞、氣流沖刷等，只要選材正確，采用先進的控溫技術這些問題都不難解決，而濾袋的機械破損受人為因素影響很大，如果不改變現(xiàn)有結(jié)構設計和安裝方法，要解決濾袋機械破損是困難的。

[1] 張殿印，王濤海.袋式除塵器管理指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[2] 張殿印，王純.脈沖袋式除塵器手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2011.

[3] 許善文，韓克余，張朝友，袁志勇.步進式脈沖袋式除塵器淺析[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2017（10）.