垃圾焚烧发电厂布袋除尘器可靠性分析

垃圾焚烧发电厂布袋除尘器可靠性分析摘要：本文针对垃圾焚烧发电厂中影响布袋除尘器可靠工作的因素进行分析，并提出了一些建议，以期参考交流。

关键词：布袋除尘器；工作原理；可靠性；分析

引言

袋式除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器，它是利用多孔纤维材料制成的滤袋（简称布袋）将含尘气流中的粉尘捕集下来的一种干式高效除尘装置。目前，垃圾焚烧发电厂烟气处理主要采用布袋除尘器，布袋除尘器具有除尘效率高、燃料适用性强、设备一次投资少和可在线维修等优点，其除尘效率可达99.9%。然而，布袋除尘器在实际使用过程中，时而出现烧袋、糊袋、气室出口提升阀突然关闭、气室压力波动大和电气误动等现象，这些现象有的会缩短布袋使用寿命，造成除尘效率的急剧下降，有的会对除尘器及锅炉的安全构成严重威胁。这就要求布袋除尘器设计人员注重布袋除尘器的可靠性设计，把应对突发情况和长期运行的稳定性作为除尘器设计时的一项重要衡量指标；同时，运行维护人员也必须加强业务知识学习，树立安全意识，从运行维护的角度为除尘器的可靠、稳定运行提供支持。

1、布袋除尘器工作流程

袋式除尘器由于其具有除尘效率高，尤其对微米及亚微米级粉尘颗粒具有较高的捕集效率，且不受粉尘比电阻的影响；运行稳定，对气体流量及含尘浓度适应性强；处理流量大，性能可靠等优点，

用于捕集非粘结性、非纤维性的工业粉尘。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截，细微的尘粒（粒径为 1μm 或更小）则受气体分子冲击(布朗运动)不断改变着运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。它的优点是除尘效率高且稳定，对于 2μm 以上的粉尘，其效率可达99.9％以上，且造价较低，管理简单、维修方便。布袋除尘器工作原理见图1。

图1布袋除尘器工作原理图

随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧所积附的粉尘不断增加，从而导致布袋除尘器本体的阻力逐渐升高。当阻力达到设定值或过滤时间达到设定值时，清灰控制器发出清灰信号，首先令一个袋室的提升阀关闭以切断该室的过滤气流，然后依次打开各电磁脉冲阀，逐行喷吹，压缩空气由气源顺次经气包、脉冲阀、喷吹管上的喷嘴以极短的时间向滤袋喷射。压缩空气在袋内高速膨胀，使滤袋产生高频振动变形，使滤袋外侧所附尘饼变形脱落。在充分考虑了粉尘的沉降时间后，提升阀打开，此袋室滤袋恢复到过滤状态，而下一袋室则进入清灰状态，直到最后一袋室清灰完毕为1个周期。

2、布袋除尘器工作可靠性分析

2.1除尘效率逐渐下降的原因及对策

保证除尘器在使用周期内除尘效率达标是衡量布袋除尘器工作可靠性的重要指标之一。布袋除尘器在运行初期一般都能保持较高的除尘效率，但随着使用时间的增长，很多除尘器的除尘效率会逐

步下降，在布袋使用寿命的中后期，布袋破损已比较严重，除尘效率已不能满足环保要求。造成布袋磨损的主要原因如下：（1）烟气分布不均，在气室局部过滤风速过高，致使粉尘加剧冲击、磨损布袋；

（2）布袋间的距离过小造成布袋间碰撞磨损或是笼骨弯曲、笼骨与布袋底部间隙过小等造成的布袋与笼骨间的碰撞磨损；

（3）喷吹管喷嘴与布袋口的竖直偏差较大，使喷吹管喷出气流直接冲刷布袋上段而产生磨损；

（4）布袋清洗太频繁或喷吹压力过高亦会加速布袋的磨损。

在设计中必须采取针对性措施以减小布袋破损率，延长布袋的使用寿命，保证除尘器在使用周期内运行的可靠性。减小布袋磨损的措施主要有2种。

（1）在设计时合理布置布袋，均衡气流，避免局部气流速度过高。在工程设计中，可采用导流装置均流气体或分流装置分流气体等措施来解决局部气流速度过高致使布袋磨损的问题，采用挡灰板来解决烟尘直接与布袋碰撞造成的磨损问题。

（2）在安装过程中，需控制好喷吹管的喷嘴与布袋口的对正关系；在运行初期，需保持较低的喷吹压力和较长的喷吹周期，保证在布袋的表面保持一定厚度的粉尘初始层。

2.2烟气超温和超压时除尘器可靠性分析

布袋除尘器滤料的材质对温度有一定的要求，当超过使用温度范围时，布袋有被烧毁的危险，这对除尘器的可靠运行造成了严重

威胁。防止烟气超温造成烧袋的措施如下：

（1）进入的烟气温度严格控制在130～220℃之间，温度低于130℃容易造成烟气结露，粉尘吸附在布袋上，不易脱落，造成糊袋，严重影响除尘效果；超过220℃容易造成布袋损伤，大大减少布袋的使用寿命。综合整个生产工艺来看，一般烟气进口温度控制在160～185℃之间，有利于布袋除尘器长期稳定运行。

（2）采用喷水降温，喷入烟气的水量亦需由热平衡计算得出。喷水时必须保证水雾进入布袋除尘器前已全部气化，以防糊袋；

（3）若吸入冷风或喷水后，烟气温度仍不能满足要求，当温度达到旁通阀开启温度时，关闭冷风阀或停止喷水，同时关闭各分室提升阀并打开旁通阀，烟气直接从旁路出去。

布袋除尘器具有定压控制功能，当除尘器进出、口压差大于设定值时，控制器发出清灰信号使各气室依次清灰。通常各室清灰1遍后除尘器压差会下降到设定值以下，但在烟气含灰量和湿度过大或清灰力度过小时，压差可能不降反升，此时必须采取有效措施将压差降下来。在除尘器设计时，应具有以下功能：在自动控制时，若喷吹1遍后除尘器仍超压，则控制器自动重复发出清灰信号重新清灰1次；在手动控制上，设置手动喷吹控制功能，通过手动喷吹快速完成清灰和重复喷吹，若上述措施效果不好，可先将布袋除尘器打到旁路状态，再启用手动喷吹清灰，待压差回落后再调回过滤状态。

2.3烟道和本体漏风对布袋性能的影响分析

目前，垃圾焚烧厂常选用的滤料有ryton、nomex、p84、玻璃纤维、玻璃纤维复膜等等，其性能指标详见表1。

表1 滤料性能比较

注：1-差；2-一般；3-较好；4-好；5-很好。

布袋除尘器通常采用ptfe作为滤料，ptfe具有良好的物理和化学性能。图2为ptfe的连续工作温度与烟气中氧的质量分数的关系图，从中可以看出：当烟气中氧的质量分数为8%时，连续工作温度为155℃；而当烟气中氧的质量分数增至10%时，连续工作温度不超过150℃。所以，控制烟道和本体漏风量从而减少烟气的含氧量，是保证布袋可靠、稳定使用的必要条件。此外，若除尘器顶部漏风，由于负压的作用，还可能导致雨水被吸入，造成布袋糊袋，影响除尘器运行。

图2ptfe连续工作温度与烟气中氧的质量分数的关系

2.4气动阀组的可靠性分析与探讨

布袋除尘器上各气室出口的提升阀和旁路阀一般均为气动阀，气动阀的可靠工作对保证除尘器的安全运行至关重要。除尘器处于过滤状态时，烟气经各分室提升阀排入出气烟道，此时必须使提升阀可靠打开才能保证气路的畅通，否则，会造成除尘器和锅炉炉膛的压力瞬间陡升，若不及时处理有造成除尘器倒塌和炉膛爆炸的危险。除尘器处于旁路状态时，烟气经旁路阀排入出气烟道，同理，必须使旁路阀可靠打开才能保证气路的畅通，否则会造成同样的危