劉會(huì)來

（中國石油大慶石化公司熱電廠，黑龍江大慶 163711）

0 引言

大型燃煤電廠廣泛使用布袋除塵器對煙氣中的灰塵進(jìn)行處理，以達(dá)到環(huán)保要求，保證布袋除塵器的安全可靠，提升布袋除塵器的壽命和經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)成為各大電廠的迫切需求。布袋壓差過高會(huì)帶來一定的安全隱患，提升布袋除塵器的成本，布袋破損甚至?xí)苯訉?dǎo)致布袋除塵器失去作用，導(dǎo)致燃煤電廠無法達(dá)到環(huán)保要求。

1 布袋除塵器運(yùn)行情況

大型燃煤電廠正常運(yùn)行時(shí)，布袋除塵器在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)工作，其壓差應(yīng)在1200 Pa 以下，但隨著大型燃煤電廠的持續(xù)運(yùn)行，鍋爐泄漏或布袋除塵器的壽命問題都會(huì)導(dǎo)致差壓升高，這時(shí)鍋爐排煙系統(tǒng)的阻力增加，引風(fēng)機(jī)電機(jī)耗電量持續(xù)升高，有可能威脅鍋爐機(jī)組的安全運(yùn)行。

2 壓差升高原因分析

2.1 鍋爐氨逃逸較高

鍋爐機(jī)組經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行后，有可能發(fā)生催化劑失效問題，大量的氨無法被中合而混入煙氣，與SO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成NH4HSO4附著在布袋表面，阻塞布袋的縫隙，使布袋的除塵效果下降，氣流通過布袋的阻力增加，引起冷風(fēng)機(jī)的功耗上升，消弱了鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。氣流通過布袋的阻力增加還會(huì)形成引風(fēng)機(jī)強(qiáng)風(fēng)效應(yīng)，威脅機(jī)組的運(yùn)行安全。由此可知，布袋表面結(jié)晶阻塞布袋的縫隙是導(dǎo)致布袋差壓升高的主因，而這種結(jié)晶通過反吹無法去除，嚴(yán)重影響布袋的透氣率。圖1 為布袋表面結(jié)晶、板結(jié)，圖2 為倉室內(nèi)的結(jié)晶。

圖1 布袋除塵器布袋表面結(jié)晶、板結(jié)

圖2 布袋除塵器倉室結(jié)晶

2.2 吹掃氣源結(jié)露

除塵器使用壓縮空氣清灰，壓縮空氣的濕度為100%，當(dāng)濕潤的空氣與布袋表面發(fā)生接觸時(shí)，由于溫度降低而凝結(jié)為小水滴，發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，并與布袋表面的灰塵相互混合附著于布袋表面，阻塞布袋的縫隙。煙氣中也含有一定的水蒸氣，這些水蒸氣隨著煙氣吹入布袋，也會(huì)由于溫度下降而產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，受吹灰氣流的影響，布袋表面長時(shí)間結(jié)露就會(huì)使布袋變質(zhì)，增大布袋壓差。

3 布袋破損原因分析

3.1 反吹壓力高

當(dāng)布袋差壓升高而沒有及時(shí)更換布袋時(shí)，通常會(huì)采用提高吹灰壓力來清除布袋表面積灰，這時(shí)布袋會(huì)迅速漲大，布袋的收縮速率較快，使布袋與袋籠發(fā)生劇烈摩擦而產(chǎn)生破損（圖3）。

圖3 布袋間的摩擦、破損

3.2 煙氣中固體顆粒對布袋的磨損

煤粉燃燒不完全會(huì)產(chǎn)生大量的固體顆粒，這些固體顆粒隨氣流沖擊布袋表面，也會(huì)加速布袋的磨損，并且這些固體顆粒的溫度很高，進(jìn)一步增加了布帶的磨損程度，最終導(dǎo)致布袋被磨漏（圖4）。

圖4 顆粒對布袋的磨損

3.3 布袋超期運(yùn)行

布袋的設(shè)計(jì)使用壽命是3000 h，但一些熱電廠為了提高布袋除塵器的經(jīng)濟(jì)性，超期使用布袋，也會(huì)導(dǎo)致布袋破損。

4 布袋除塵器差壓升高處理措施

4.1 增大吹掃氣量

（1）增加進(jìn)氣量。增大布袋除塵器的進(jìn)氣量，為布袋除塵器增加輔助氣源，當(dāng)原有風(fēng)機(jī)供風(fēng)量不足時(shí)，僅需5 s 就能提高氣源進(jìn)氣量，使清灰壓力達(dá)到60 kPa，提高布袋除塵器的清灰效果。

（2）優(yōu)化氣閥結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的布袋除塵器使用蝶閥作為氣閥，蝶閥的作用是控制進(jìn)氣壓力，隨進(jìn)氣壓力的變化進(jìn)行動(dòng)作，但蝶閥的反應(yīng)不夠靈敏，需要30 s 以上的反應(yīng)時(shí)間，無法跟上氣源壓力的變化，蝶閥長期處于調(diào)整狀態(tài)，大大增加了蝶閥的能耗。對此，可以將蝶閥更換為反應(yīng)更加靈敏的安全閥，更換為安全閥后，只需設(shè)置進(jìn)氣壓力就可保持氣源的壓力穩(wěn)定，因?yàn)榘踩y的反應(yīng)時(shí)間短，系統(tǒng)處于低負(fù)荷時(shí)，僅需1 臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)就可提供充足的氣源，系統(tǒng)處于高負(fù)荷時(shí)，也只需2 臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)就可以滿足系統(tǒng)的進(jìn)氣要求，大大提高了布袋除塵器的效率，降低系統(tǒng)能耗。

4.2 延長吹掃氣流作用時(shí)間

傳統(tǒng)的布袋除塵器噴嘴采用高速旋轉(zhuǎn)的工作形式，致使噴嘴作用時(shí)間較短，氣流無法到達(dá)布袋底部，使布袋底部的灰塵無法得到清理，從而增加了系統(tǒng)的阻力。為此，對布袋除塵器加裝減速機(jī)，使噴嘴的旋轉(zhuǎn)速率降低1/2，氣流能夠到達(dá)布袋底部，使布袋底部的灰塵得到清理，提高噴吹裝置的清灰效率，進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗。

4.3 定期提溫隔離吹掃

由于布袋除塵器內(nèi)NH4HSO4的存在，使布袋長期處于阻塞狀態(tài)，這是由于NH4HSO4易潮解，能夠吸收空氣中的水分，產(chǎn)生粘稠的糊狀物，阻塞布袋孔隙，增加了布袋壓差。因此對硫酸氫銨進(jìn)行控制能夠有效減少布袋的阻塞，一方面要控制氨的逃逸，盡量設(shè)置較低的考核指標(biāo)；另一方面可以提高布袋溫度，布袋的耐熱溫度能夠達(dá)到170 ℃，而NH4HSO4的熔點(diǎn)是147 ℃，只要適當(dāng)控制進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)位置，很容易使氣流溫度達(dá)到155 ℃，這時(shí)進(jìn)一步提高清灰壓力，就能大大減少NH4HSO4附著于布袋表面。采取這種辦法進(jìn)行清灰時(shí)，只需2 h 即可有效降低布袋壓差300 Pa，大大降低系統(tǒng)阻力，使系統(tǒng)能耗進(jìn)一步降低。

4.4 吹掃氣源加熱

吹掃氣源結(jié)露的問題可以通過加熱氣源解決，采用凈氣室煙氣加熱的辦法能夠有效提高氣源的溫度，使氣源溫度高于結(jié)露溫度?？梢栽谶M(jìn)氣室直接引出氣源管路，利用氫氣室內(nèi)的灼熱煙氣提高氣源溫度，還可以避免粉塵對短路的沖擊，這種方法可以有效提高氣源溫度30 ℃以上，避免結(jié)露對布袋造成的損壞。

5 布袋破損處理措施

5.1 試驗(yàn)適合工況的布袋

布袋的材料也是影響布袋除塵器性能的主要因素，傳統(tǒng)的布袋除塵器多采用玻璃纖維作為布袋的材料，這是因?yàn)椴即\(yùn)行時(shí)需要承受較高的溫度，同時(shí)也要承受強(qiáng)烈的酸性腐蝕，因此布袋的材料決定著布袋的使用壽命。經(jīng)實(shí)際使用驗(yàn)證，玻璃纖維的熔點(diǎn)能夠達(dá)到327 ℃，最高耐熱溫度280 ℃，還具備優(yōu)良的耐磨性、阻燃性和絕熱性，是制作布袋的理想材料，在各種氧化環(huán)境中不會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，被廣泛應(yīng)用于除塵領(lǐng)域。PTFE 是近年來新興的布袋材料，該材料能夠保證很好的清潔性，即使在較高的溫度下也不易附著灰塵，其使用壽命比傳統(tǒng)材料提升3 倍以上，其耐熱溫度較高（使用溫度也能達(dá)到200 ℃以上），在有機(jī)塑料中的耐熱溫度處于前列，并且兼具一定的低溫性能，對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有很好的抵抗作用，在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿環(huán)境中能夠保持很好的材料穩(wěn)定性。如果因布袋質(zhì)量問題而導(dǎo)致顆粒物增多，將直接影響熱電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，使其無法達(dá)到環(huán)保要求。在未來一段時(shí)間，技術(shù)人員將開發(fā)更優(yōu)良的布袋材料，具有更強(qiáng)的耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗老化性能。目前，PTFE 仍是布袋材料的最佳選擇，采用玻璃纖維作為底材，PTFE 附膜的形式能得到高質(zhì)量的布袋，大幅提高布袋除塵器壓差穩(wěn)定性，布袋破損也進(jìn)一步降低。

5.2 除塵器做更高等級保溫處理

布袋除塵器增加保溫層可以獲得更好的保溫效果，當(dāng)保溫層厚度為150 mm 時(shí)，布袋內(nèi)的溫度可以維持高于露點(diǎn)的水平，并同時(shí)控制漏風(fēng)率不超過1.5%。但此時(shí)的煙氣溫度達(dá)到200 ℃，需要在除塵器內(nèi)部設(shè)置耐高溫材料，防止因高溫造成的設(shè)備腐蝕，當(dāng)除塵器內(nèi)溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，由人工或自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。

5.3 除塵器密封處理

除塵器的密封性也將影響內(nèi)部壓差，要定時(shí)進(jìn)行除塵器密封性檢查，對漏風(fēng)部位進(jìn)行維修，還可以優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)有氣路及閥門，以減少系統(tǒng)漏風(fēng)量。

5.4 除塵器停機(jī)維護(hù)

系統(tǒng)需要停機(jī)時(shí)，應(yīng)做好布袋除塵器的維護(hù)工作，當(dāng)需要短時(shí)停機(jī)時(shí)，要清除布袋除塵器內(nèi)的有害氣體，并保持除塵器內(nèi)溫度100 ℃以上。當(dāng)需要長時(shí)間停機(jī)時(shí)，應(yīng)延時(shí)關(guān)閉清灰機(jī)構(gòu)，盡量清除布袋表面灰塵，關(guān)閉所有閥門，保持除塵器內(nèi)處于相對潔凈的狀態(tài)。

6 結(jié)語

從布袋除塵器運(yùn)行情況、布袋差壓升高的原因和布袋破損原因三方面分析現(xiàn)階段熱電廠布袋除塵器存在的問題，并針對這些問題提出增加吹掃氣量、延長吹掃氣流作用時(shí)間、定期提溫隔離吹掃、吹掃氣源加熱、選擇合適的布袋材料、除塵器做更高等級保溫處理、對除塵器進(jìn)行密封處理、加強(qiáng)除塵器停機(jī)維護(hù)等措施，進(jìn)一步提升布袋的使用壽命。