柯玉娟

（上海西重所重型機(jī)械成套有限公司，上海 201900）

超高分子量聚乙烯襯板在電除塵器中的應(yīng)用

柯玉娟

（上海西重所重型機(jī)械成套有限公司，上海 201900）

超高分子量聚乙烯材料（UHMW-PE）是一種性能特別優(yōu)異的工程塑料，沖擊強(qiáng)度居各種塑料之首，使用壽命高于鋼質(zhì)，耐磨是碳鋼及不銹鋼的3～7倍；摩擦系數(shù)小，自潤滑，不吸水，不粘結(jié)物料；抗沖擊強(qiáng)度高，綜合機(jī)械能好，耐酸堿、鹽腐蝕、不老化，衛(wèi)生無毒，重量輕，比重是鋼材的1/8。用其制作電除塵器的進(jìn)出口氣流分布板，避免了電除塵器運(yùn)行中高濕煙氣對(duì)進(jìn)出口氣流分布板的腐蝕。不僅大大降低設(shè)備的運(yùn)營成本和維護(hù)費(fèi)用，而且提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。

超高分子聚乙烯材料；氣流分布板；腐蝕；成本

現(xiàn)有的電除塵器的氣流分布裝置用的最廣泛的是多孔分布板均布裝置，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易。但是，濕法電除塵中噴淋沖洗對(duì)氣流分布板的防腐有極高的要求，否則由于煙氣尤其是濕度高的煙氣腐蝕，氣流分布板就會(huì)出現(xiàn)大面積腐爛且易堵塞，嚴(yán)重影響靜電除塵器內(nèi)部風(fēng)場(chǎng)的穩(wěn)定，導(dǎo)致氣流不均勻，電除塵器的除塵效率就會(huì)大大降低。現(xiàn)有的電除塵器氣流分布板采用3～5mm不銹鋼制造比較多，相應(yīng)成本也高。本臺(tái)濕法電除塵器的氣流分布板采用超高分子量聚乙烯襯板替代碳鋼或不銹鋼材質(zhì)，具有高耐磨、耐腐蝕、耐沖擊等優(yōu)異性能，并且不宜老化，比重輕，因而解決了碳鋼氣流分布板銹蝕、腐爛的現(xiàn)象以及降低了不銹鋼材質(zhì)氣流分布板投資成本，并且超高分子量聚乙烯襯板制造的氣流分布板安裝方便，運(yùn)行管理費(fèi)用低。

根據(jù)美國菲利普石油公司的劃分方法，分子量在150萬以上的聚乙烯稱為“超高分子量聚乙烯”［1］。這臺(tái)除塵器的進(jìn)出口氣流分布板采用的是國產(chǎn)分子量為450萬左右的超高分子量聚乙烯為原料，使用大噸位的壓機(jī)及冷熱載體的加熱與冷卻工藝裝置，經(jīng)過清模、篩料、秤料、混料、加料、加壓、保溫、冷卻、脫模、冷卻、標(biāo)識(shí)，生產(chǎn)出成品。該類產(chǎn)品特性如表1所示［2］。

表1　濕法電除塵器產(chǎn)品特性表

1　電除塵器的運(yùn)行現(xiàn)狀

熱軋廠1580精軋除塵系統(tǒng)為濕式電除塵，從1996年投產(chǎn)運(yùn)行至今已長達(dá)15年之久。該除塵設(shè)備主要性能如下：

除塵器處理風(fēng)量：5000Nm3/min·臺(tái)（工況風(fēng)量，常溫）；處理煙氣溫度：25～40℃；粉塵組成：氧化鐵（Fe2O3為主）；煙氣中水分：2%（體積）；入口含塵濃度：0.13～0.3g/Nm3；高壓電源發(fā)生裝置：79kVA2臺(tái)。

該除塵器濕式電除塵本體，全長為12000mm，全高為18500mm，壓力損失為300Pa，極間距離為140mm（異極距），裝置重量約為220t（含配套件）。除塵器設(shè)計(jì)采用進(jìn)口日本技術(shù)，原設(shè)計(jì)時(shí)氣流分布板采用碳鋼材質(zhì)未考慮有效的防腐措施，由于除塵器內(nèi)部工況較差，粉塵濕度大，再加上除塵器常年運(yùn)行，目前箱體內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重，存在嚴(yán)重破損現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣，主要有以下問題：①進(jìn)出口氣流分布板孔洞易堵塞且出現(xiàn)大面積腐爛，嚴(yán)重影響除塵器內(nèi)部風(fēng)場(chǎng)的穩(wěn)定，導(dǎo)致氣流不均勻；②除塵反洗噴淋裝置及供配水管腐蝕斷裂，脫落，經(jīng)常導(dǎo)致異常放電現(xiàn)象；③內(nèi)部安全走道欄桿腐蝕破損嚴(yán)重，人員不能在上面檢查除塵器運(yùn)行狀況，影響日常檢修和點(diǎn)檢安全；④除塵器殼體及部分風(fēng)管腐爛穿孔，導(dǎo)致系統(tǒng)漏風(fēng)量增大。以上幾種情況從除塵管道破損到除塵器本體結(jié)構(gòu)腐蝕等造成現(xiàn)場(chǎng)不便維修，導(dǎo)致電除塵目前除塵性能急劇下降，除塵效率大大下降。目前除塵器一、二電場(chǎng)的運(yùn)行電壓為42kV，運(yùn)行電流400mA，但是在除塵器運(yùn)行之初時(shí)電壓為45kV，此時(shí)電場(chǎng)閃落最穩(wěn)定。從2011年二季度開始連續(xù)三季度煙塵排放含量超標(biāo)：2011年6月為88.9mg/Nm3，2011年9月為66.1mg/Nm3，2011年12月為38.2mg/Nm3，已無法滿足環(huán)保設(shè)計(jì)要求（寶鋼標(biāo)準(zhǔn)為小于35mg/Nm3），必須及時(shí)進(jìn)行改善措施，完善除塵器功能。破損及腐蝕的現(xiàn)場(chǎng)照片（見圖1）。

圖1　出口氣流分布板破損

此除塵器屬于1580精軋除塵系統(tǒng)，通過現(xiàn)場(chǎng)檢查，該除塵器進(jìn)、出口分布板堵塞、脫落情況是除塵效率降低，不能達(dá)標(biāo)排放的主要原因。分布板的損壞，使進(jìn)入除塵器電場(chǎng)氣流分布不均勻，形成部分區(qū)域氣流速度快，部分區(qū)域氣流速度低，造成各區(qū)域電場(chǎng)風(fēng)速不均勻，除塵器除塵效率下降。

2　電除塵器的改造

①除塵器進(jìn)出口氣流分布板通過重新設(shè)計(jì)，采用超高分子量聚乙烯材質(zhì)的多孔板［3-4］，固定多孔板的板框采用碳鋼表面涂刷防腐油漆，改善除塵器內(nèi)部氣場(chǎng)均勻性和穩(wěn)定性，導(dǎo)流板增加防腐性能；②除塵器內(nèi)噴淋裝置及供配水管優(yōu)化，改進(jìn)噴淋方式，改善反沖洗效果，提高防腐性能，所有管件采用不銹鋼SUS304；③除塵器內(nèi)部走道平臺(tái)及欄桿重新設(shè)計(jì)，采用防腐材質(zhì)，能夠支撐長期使用，做到維修簡(jiǎn)便。內(nèi)部走道平臺(tái)采用塑鋼格柵板，塑鋼格柵板要求具有一定厚度的塑料合金包覆層，既有金屬的強(qiáng)度，又具有塑料優(yōu)異的防腐蝕綜合性能［5］。欄桿采用塑料包覆金屬無縫鋼管結(jié)構(gòu)，欄桿及欄桿的底座的制作和連接采用螺紋連接方法。連接管件采用包塑彎頭、三通、四通、束節(jié)等標(biāo)準(zhǔn)管件，可自由裝配，避免焊接處塑料脫落腐蝕；④箱體內(nèi)部分嚴(yán)重腐蝕的板框、支架重新設(shè)計(jì)和選材并制造更換；⑤少量除塵風(fēng)管進(jìn)行修補(bǔ)并做好防腐，根據(jù)實(shí)際情況增設(shè)支架；⑥現(xiàn)場(chǎng)需對(duì)極距進(jìn)行重新調(diào)整，將極距調(diào)整到合理范圍內(nèi)（見圖2、圖3）。

圖2　改造后進(jìn)口氣流分布板

圖3　改造后進(jìn)口氣流分布板

3　結(jié)束語

通過上述改造設(shè)計(jì)，恢復(fù)了熱軋廠精軋電除塵器各部分的功能，除塵系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，粉塵逃逸得到有效控制。進(jìn)出口氣流分布板和除塵器內(nèi)噴淋裝置及供配水管優(yōu)化，有利于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，減少事故的發(fā)生，確保除塵器的正常運(yùn)行的目的。

［1］趙剛，趙莉，謝雄軍.超高分子量聚乙烯纖維的技術(shù)與市場(chǎng)發(fā)展［J］.纖維復(fù)合材料，2011，（3）.

［2］黃安平，朱博超，賈軍紀(jì)，等.超高分子量聚乙烯的研發(fā)及應(yīng)用［J］.高分子通報(bào)，2012，（4）：127-132.

［3］郎毅翔，高敏，關(guān)山.超高分子量聚乙烯塑料板代替球磨機(jī)高錳鋼襯板的研究［J］.礦山機(jī)械，2004，（7）：24-4.

［4］梁雄，馬將，徐斌，雷建國，彭太江，劉志遠(yuǎn).超聲粉末模壓成型超高分子量聚乙烯微塑件的相結(jié)構(gòu)演變規(guī)律［J］.高分子材料科學(xué)與工程，2016，（4）：111-114.

［5］趙曉琳，杜建華，楊宏偉，賈成廠，呂瑩瑩.超高分子量聚乙烯纖維的表面改性［J］.粉末冶金技術(shù)，2015，（1）：58-63.

TQ325.1+2

A

1671-3818（2016）10-00125-02

柯玉娟（1983-），女，漢族，湖北襄陽人，中級(jí)職稱，任職上海西重所重型機(jī)械成套有限公司，環(huán)境工程專業(yè)，研究方向：廢氣粉塵治理。