摘要：針對(duì)某電廠4×200 MW循環(huán)流化床鍋爐布袋除塵器布袋存在板結(jié)、通透性差、強(qiáng)度下降、煙氣粉塵排放異常等問題，查找了布袋性能下降的原因，結(jié)合電廠布袋除塵器運(yùn)行工況，對(duì)不同材質(zhì)布袋的使用壽命、克重、化學(xué)成分、強(qiáng)度、抗氧化性、耐熱特性、過濾性能、耐酸堿腐蝕性等方面進(jìn)行了比較，選擇滿足電廠運(yùn)行環(huán)境使用要求的布袋，可以使煙氣排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;布袋除塵器;抗氧化性;耐熱特性

0 引言

某4×200 MW循環(huán)流化床鍋爐的除塵設(shè)備采用布袋除塵器，除塵器的過濾方式為下進(jìn)外濾式，即含塵氣體在濾袋外，過濾后的潔凈氣體在濾袋內(nèi)，并通過凈煙室排放。根據(jù)近幾年電廠布袋除塵器的實(shí)際運(yùn)行工況，布袋除塵器布袋存在通透性差、板結(jié)、機(jī)械損傷、煙塵排放異常等問題，機(jī)組運(yùn)行存在安全隱患，嚴(yán)重影響著電廠污染物的達(dá)標(biāo)排放。

1 目前電廠濾袋技術(shù)要求

目前電廠濾袋材質(zhì)采用PPS+P84的混紡纖維（85%PPS+15%P84），主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2 電廠除塵器濾袋使用情況及存在的問題

某電廠鍋爐布袋除塵器運(yùn)行時(shí)間超過30 000 h，主要存在以下問題：

（1）布袋通透性差：布袋板結(jié)，過濾性能下降。

（2）機(jī)械損傷與磨損：布袋袋身中下段沿袋身縱向磨損、破口，布袋袋籠變形，局部布袋隨煙氣擾動(dòng)而磨損漏灰。

（3）布袋強(qiáng)度下降：噴吹時(shí)袋口下部500 mm左右發(fā)生撕裂，布袋損壞漏灰。

3 除塵器濾袋失效原因分析

該電廠布袋除塵器濾袋運(yùn)行時(shí)間已超過30 000 h，隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間的增加，除塵器濾袋使用壽命縮短，斷裂強(qiáng)度減小;同時(shí)，電廠脫硫系統(tǒng)采用爐內(nèi)噴鈣脫硫，煙氣中含有部分CaO，CaO與煙氣中的H2O生成Ca（OH）2，所以煙氣整體顯堿性，經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行，除塵器濾袋受到堿性腐蝕使得經(jīng)向斷裂強(qiáng)度、緯向斷裂強(qiáng)度下降。另外，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的逐漸增加，濾袋織物密度自然降低，導(dǎo)致部分灰塵微粒進(jìn)入布袋PPS分子之間，導(dǎo)致阻力超標(biāo)。

4 除塵器濾袋材質(zhì)選型調(diào)研情況

根據(jù)近年來濾袋破損情況，該電廠委托東北大學(xué)濾袋檢測(cè)中心進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，鍋爐除塵器濾袋存在厚度小、透氣率差、經(jīng)向斷裂強(qiáng)度小、緯向斷裂強(qiáng)度小、殘余阻力超標(biāo)嚴(yán)重等問題。為此，該電廠咨詢了國(guó)內(nèi)多家實(shí)力較強(qiáng)、產(chǎn)品質(zhì)量過硬的濾袋生產(chǎn)廠家，對(duì)不同形式布袋的使用壽命、克重、布袋化學(xué)成分、強(qiáng)度、抗氧化性、耐熱特性、過濾性、耐酸堿腐蝕性等方面進(jìn)行了調(diào)研，初步形成以下4種比選方案。

（1）方案一：PPS基布+PPS纖維。該方案特點(diǎn)為布袋過濾性能較高，可以滿足粉塵出口濃度達(dá)30 mg/Nm3以下的排放標(biāo)準(zhǔn)，但在抗氧化性、耐酸堿性、強(qiáng)度特性等方面表現(xiàn)較差，使用壽命較短。

（2）方案二：PPS基布+（50%PTFE+50%PPS）纖維，在濾料面層中加入30%超細(xì)纖維。該方案特點(diǎn)為布袋抗氧化性、耐酸堿性、強(qiáng)度特性較方案一有所提高，但過濾性能較差。

（3）方案三：PTFE基布+（50%PTFE+50%PPS）纖維，在濾料面層中加入30%超細(xì)纖維。該方案特點(diǎn)為PTFE基布可以起到很好的支撐作用，從而延長(zhǎng)布袋使用壽命。采用PTFE基布能提高濾料整體的抗氧化能力;濾袋強(qiáng)度特性較好，但過濾性能相對(duì)較差。

（4）方案四：PTFE基布+PPS纖維，在濾料面層中加入20%超細(xì)纖維。該方案特點(diǎn)為PTFE做基布具有極強(qiáng)的耐腐蝕性能，能提高濾料整體的抗氧化能力，可以起到很好的支撐作用，從而延長(zhǎng)布袋的使用壽命。采用PPS纖維后，布袋過濾性增強(qiáng)，但耐酸堿性、抗氧化性較方案三略有降低。

5 除塵器濾袋材質(zhì)選型建議

根據(jù)該電廠除塵器布袋現(xiàn)場(chǎng)使用工況，結(jié)合除塵器濾袋失效原因，通過對(duì)上述4種方案進(jìn)行對(duì)比，推薦采用方案四，推薦理由：

（1）基布選取依據(jù)。強(qiáng)度方面：實(shí)驗(yàn)表明，PTFE纖維在王水中浸泡72 h，強(qiáng)力基本上不衰減，采用100%的PTFE做基布完全可以保證在4年甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持濾袋的強(qiáng)度，從而有效保證濾袋的使用壽命。耐酸腐蝕：PTFE做基布后可提供強(qiáng)力支持，具有極強(qiáng)的耐腐蝕性能。耐氧化：PPS濾料抗氧化能力較弱，采用PTFE基布后能提高濾料整體的抗氧化能力。圖1是日本東洋紡公司所做的幾種纖維材料在酸性條件下的強(qiáng)度保持率，從圖中可以看出，PTFE材料強(qiáng)力不衰減，非常穩(wěn)定。

（2）纖維選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1）纖維選擇：PPS纖維整體過濾效果較PTFE纖維優(yōu)勢(shì)更為明顯，結(jié)合工況綜合考慮，纖維全部采用PPS效果最佳。

2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在濾料面層中加入超細(xì)PPS纖維，比表面積大，能夠提高濾料的過濾精度，降低粉塵的排放濃度，尤其是細(xì)顆粒物的排放，在同樣布袋克重的情況下，纖維越細(xì)，纖維數(shù)量越多，阻隔粉塵的效果越好，排放濃度越低;纖維越細(xì)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越致密，粉塵越不容易深入濾料內(nèi)部，設(shè)備阻力變化平穩(wěn)。

6 結(jié)語

布袋的濾料材質(zhì)以及與煙氣工況條件的適用性是保證正確選型的關(guān)鍵，正確選擇濾袋可以避免濾袋在使用過程中受煙氣化學(xué)成分的氧化腐蝕，保證其正常的使用壽命。根據(jù)電廠煙氣工況條件和出口排放要求，綜合其他電廠除塵器的濾袋使用經(jīng)驗(yàn)，選用PTFE為基布加PPS纖維，在濾料面層中加入20%超細(xì)纖維的濾袋，可滿足抗高溫、抗氧化、抗酸堿、過濾精度高的技術(shù)要求。

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收稿日期：2020-08-27

作者簡(jiǎn)介：劉斌（1984—），男，陜西神木人，工程師，研究方向：循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備可靠性及技術(shù)改造。