电厂袋式除尘器滤袋框架的设计与应用

电厂袋式除尘器滤袋框架的设计与应用

今天是绿色科技时代，中国也越来越多地满足环境要求，对工厂的气体排放要求越来越高。袋式分离器广泛应用于工厂的气体分离器处理中。滤袋作为电厂袋式除尘器的决定性部件,具有至关重要的作用,不仅决定着除尘器的除尘效率,并且制约着袋式除尘器的使用和发展1.过滤袋的长期寿命原因1.1袋式除尘器滤袋框架市场中的滤袋多种多样,大小不一,不同的条件下应该选用不同规格的滤袋对于滤袋规格(长度L和直径D)的选择,主要是考虑进入滤袋的入口速度Vi(m/s),含尘气体在进入每条滤袋时,对入口速度Vi要有一定的限制,如果过快,不仅会加速清灰降尘的二次飞扬,而且还会致使粉尘的摩擦加剧,使得滤袋的磨损迅速增加,通常Vi不能大于2m/s。袋式除尘器滤袋的长径比一般需要控制在10～45之间。因为每次清灰时,滤袋框架都与滤袋直接接触,产生摩擦,因此,针对滤袋框架,其结构设计的合理性也必将直接影响滤袋的使用寿命。滤袋框架的结构设计需要足两点,一是滤袋与滤袋框架两者的直径匹配要合理,二是滤袋框架竖筋和横筋的数量要合理。而这些设计是否合理,还要参照滤袋的材质,根据滤袋的弹性、耐性而定,因此要灵活运用。1.2无碱纤维在燃用低硫煤烟气袋式除尘器的滤料就是由合成纤维、天然纤维或玻璃纤维所织成的布或毡。根据实际情况再把布或毡缝成或者圆筒形滤袋或者扁平形滤袋。在电厂行业中,需要根据烟气性质,选择适合十具具体实际条件的滤料。在我国,适用于电厂烟气特性的常用滤袋纤维为聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(P84)以及无碱玻纤等等。PPS主要是用于处理燃用低硫煤的烟气,它的适用条件是无强氧化剂及没有酸碱性气体成分,含氧量小于10%,180℃以下,但是PPS价格适中,由于水解稳定性好,适用于烟气含湿量大,并且具有耐化学性,可以忍受恶劣环境;PTFE是当今最耐腐蚀性的材料之一,可在260℃下长期工作,具有高度的化学稳定性和耐化学腐蚀能力,耐热、耐寒、耐磨,适用于极端恶劣的环境,但是价格数倍于其他纤维;P84工作条件是260℃以下,不能再高湿状态下使用,可以忍受酸性废气和碱性粉尘,透气性好、过滤效果好且有降阻增效的效果;无碱纤维可在260℃至280℃下长期工作,但是由于其比较脆弱,只能用在反吹风清灰系统的除尘器上。—般,从技术和经济两方面考虑,可以将其组合成复合滤料,不同的纤维扬长避短,提升滤料的综合性能。1.3烟气速度不一致气流分布不仅影响袋式除尘器整机性能,而且对除尘设备安全以及整个系统安全运行具有很重要的影响。袋式除尘器对气流分布有一定的要求,即同一断面上的气流速度不一致,而这只需要对进入除尘器的烟气进行分布即可。在设计之初,需要运用Fluent软件的模拟得到了初步的气流分布数据,然后制作实物模型,对气流分布进行测定气流分布结构一般是采用两层不同开孔率的气流分布板,即使同一块气流分布板上开孔率也完全一样,从而有效的分配气流,使滤袋束周边的烟气低速扩散,不仅能够避免由局部射流造成的滤袋磨损,同时也避免了由气流分布不均导致滤袋负荷不均的现象。1.4除尘器滤袋的运行控制在日常的工作过程中,必须严格按照使用说明进行操作,保证机器的正常运行,确保除尘器滤袋处在适应的工况条件中运行,防止对滤袋的寿命造成不利影响-另外,必须要进行及时有效的清灰,既要避免过度清灰,导致滤袋缩瘪现象,又要避免清灰不力造成滤袋破损的现象-2、滤袋的维修费用滤袋是袋式除尘器的心脏,决定其性能的最关键因子,滤袋的维修费用在除尘器维修费用中所占的比例是最大的。造成滤袋损坏的主要因素有:高温烧毁、腐蚀、机械损坏、安装质量、操作管理等多方面原因。2.1高温香烟对滤袋的损伤2.1.1煤粉的燃烧及燃烧煤粉的危害高温会对滤袋造成致命的损害。比如黑龙江某煤炭发电厂,因为煤粉干燥后,颗粒既小又粘,清灰十分不理想,导致滤袋表面遗留很多干燥后的煤粉,而由于这种干燥后的煤粉燃点非常低,高温的烟气进入除尘器后,会迅速点燃滤袋表面的煤粉,导致整台除尘器的滤袋及骨架全部被烧毁。2.1纬向收缩率过高温收缩是由高温烟气对滤袋造成的另一种损害虽然由于滤料的材质不同,每种滤料的使用温度有所不同,但。当烟气温度超过其使用温度后,如果滤袋的经向收缩率过大,导致滤袋在长度方向上变短,滤袋袋底紧托着骨架,因为受力而损坏如果滤袋的纬向收缩率过大,将导致滤袋在径向上变小,滤袋会紧紧箍在骨架上,甚至没有办法将骨架抽出,使滤袋一直处于受力状态,导致滤袋的收缩变形、变硬、变脆,加快强度耗损、降低滤袋寿命2.2高温高温和高温是影响烟气的因素在众多滤袋损坏原因中,腐蚀造成滤袋损坏的情况是最常见的,这是因为烟气中含有多种腐蚀性物质,并且高温能够增强腐蚀作用,从而会造成滤袋损坏。造成腐蚀的主要原因有水解、氧化、酸、碱腐蚀,其中主要以水解、氧化原因造成损坏较多,而酸腐蚀次之,碱腐蚀基本很少见。2.2.1滤袋耐水性能纤维水解是指水分子由空气进入到纤维中,与其中的高分了发生化学反应,通过断裂分子链生成新的小分子物质的过程。由于水解导致纤维的分子量变小,因此纤维的抗拉强度减弱,致使滤袋损坏。由缩聚型聚合体生产的合成纤维是不具备抗水解的耐性,比如常用的诺梅克斯,聚脂类等滤料“当然,要发生水解现象必须具有三个因素,高温、湿度、化学品,只有在三者共同作用下,才能激活分子,发生水解现象,烟气温度和水分子含量越高,滤袋水解越严重。2.2.2高温下pps纤维特性氧化是导致滤袋损坏的另一主要因素纤维氧化也是化学过程,即纤维中分子失大(或电离)电子,例如PPS纤维,在高温条件下,大概150℃的温度,氧分子会攻击纤维分子中的“S”元素,并与之结合,导致PPS纤维发生变色、变硬、变脆的现象,强度降低而导致滤袋损坏,甚至纤网发生破碎,脱离基布。2.2.3采用ptfe滤袋的残损严重烟气中含有酸碱性成分,会随着气体的浓度变化而改变露点,若除尘器在露点以下开机或停机时,废气中的SO2会遇水形成H2SO4,导致滤袋纤维发生硬化、变形,从而失去强度而损坏腐蚀损坏的痕迹一般呈现出放射状,在滤袋表而形成大1而积的变色,滤袋变硬、变脆并出现少量不规则的圆周洞,但与火星烧穿滤袋产生的不规则圆周洞有所不同,可用肉眼分辨出来的在河南某电厂的烟气中的酸性物质含量非常高,PTFE滤袋平均使用寿命不到3个月,就被腐蚀得严重到无法继续使用。2.3凝结、板结现象在袋式除尘器运行中,结露是最常发生的故障,造成滤袋结露的最大原因就是水分,滤袋之所以含有水分通常是因为低温情况下发生了凝露现象,特别是在处理燃烧或高温烟气时,如果滤袋表面的初始粉尘层含有水分,干燥后,粉尘就会发生凝结、板结现象。滤袋结露导致粉尘在滤袋表面粘结、板结,使得滤袋弹性降低甚至失去弹性,不能正常过滤造成停机,加速滤袋的腐蚀和损坏。防止滤袋结露主要有以下四个方法:第一,避免开机不当;第二,避免在除尘器阻力大时开机,比如在低于露点时,或在除尘器停机后滤袋表面有冷凝水重新开机时,应预热除尘器进口的含尘空气或预覆粉尘层;第三、低于露点的情况下,不论是开机还是运行,如果进气分布不匀,将易造成除尘器壳体发生局部腐蚀,因此,应尽量避免除尘器在露点以下工作,否则必须使用保温装置;第四,袋式除尘器的活动装置一定要密封,如果密封不严,外部空气会渗入滤袋,在除尘器内部产生低温区,当处理高温废气时,低温处就会发生结露,腐蚀滤袋。3、袋式分离器损坏故障防治针对本文对常见滤袋故障的分析,结合实际经验,提出四点防止滤袋损伤的技术措施。3.1改善尘器花板及骨架的配合对烟气处理系统工艺中的关键环节要精益求精。首先,加固袋式除尘器花板的结构,提高其强度、防止变形;其次,检查和改善滤袋与花板及骨架的配合,防止烟尘短路泄漏和滤袋的磨损;最后,改善除尘器入口导流板的结构和安装角度,实现有效地分流和导流。3.2滤料的更换和滤袋的安装在总结特定电厂使用滤料经验的基础上,选出适宜本电厂烟尘特性的滤料;务必对除尘滤料的纤维类型、规格结构、加工过程、处理方法等进行严格要求;更换滤料类型时要谨慎认真的进行研讨并委托权威检测部门进行质量监测;依据除尘骨架的尺寸,结合滤料的高温下的热收缩率制定滤袋的尺寸;正确安装滤袋,严格按规定执行操作和检查;除利用仪表对烟尘进行连续监测外,还需要定期或“逢停必查”的对现场进行监测检查,如有异常,马上采取措施。3.3关键作用的研究清灰系统作为袋式除尘器的重要设施,对除尘器的运行起着至关重要的作用。为了保证清灰系统的正常运行,不仅要在设计上力求合理,在安装的过程中要精益求精,还要进行定时维护,坚决避免发生清灰气流偏吹、喷吹过重或者速度过大等故障。3.4关键参数测试和监测起草制定“除尘系统”的运行标准,结合实际情况,对对控制系统的处理风量、烟气温度,喷油、爆管、入口含尘浓度、掺风量等各项