浅析布袋除尘器滤袋失效原因及防范措施

浅析布袋除尘器滤袋失效原因及防措施

摘要：川维厂老区锅炉5#、9#炉使用电袋复合除尘器中的布袋除尘器先后发生滤袋破损问题，通过对布袋除尘器存在的问题进行剖析，结合滤袋自身性能特点，分析总结得出滤袋失效破损的原因，对布袋除尘器进行完善改进，调整符合滤袋运行工况的最佳运行参数，最大限度地延长滤袋使用寿命，减少运行成本，降低安全风险，同时也为新区锅炉除尘器的运行积累宝贵经验，确保烟尘稳定达标排放和锅炉安稳长生产。

关键词：布袋除尘器，滤袋破损，失效原因，防措施

1、情况概述

川维厂锅炉车间于2009年10月～2009年12月完成老区锅炉5#、9#炉烟气脱硫项目改造，同时把原来三电场的静电除尘器配套改造为一电场二布袋的电袋复合除尘器。下面表1对5#、9#炉布袋除尘器具体参数进行说明。

表1 5#、9#炉布袋除尘器部分参数

烟温均值（左右）℃110/120 135/165

烟气氧量(%) 5～9 5～9 正常运行非异常经过一年多的运行，9#、5#炉布袋除尘器分别于2011年5月和2012年1月出现大面积滤袋破损失效现象。9#、5#炉布袋除尘器滤袋颜色全部由原来的浅黄色变为黄褐色，特别是滤袋侧更是偏于黑色。滤袋破损的部位是离袋口1米处，裂口长达1米多，表面硬化、易脆，外表面积聚很多板块灰垢（如图1所示）。分别对9#、5#炉布袋除尘器滤袋进行整体更换，把滤袋材质更换为50%PPS+50%PTFE纤维/PTFE基布。

（a）（b）

图1 （a）（b）5#、9#炉滤袋破损失效情况

2、布袋除尘简介

2.1布袋除尘原理

布袋除尘器也称为袋式除尘器，是一种干式高效除尘器，它利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物。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。其工作过程与滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等因素有关[1]。我厂5#、9#炉布袋除尘器采用的是脉冲反吹式除尘器，其原理如图1所示[2]。

图2 脉冲反吹式布袋除尘器工作原理

2.2滤料特性

滤料（袋）是袋式除尘器的核心部件，其优劣直接关系到除尘器性能的好坏。随着袋式除尘器技术的迅速发展，对滤料的选择也提出了更高的性能要求。目前，滤袋滤料材质使用比较广泛，在无其它化学成分影响时150℃以下的纤维为常温纤维，主要包括聚酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚丙烯腈（AC/DT）等；无其它化学成分影响时长期耐温高于150℃的纤维为高温纤维，包括芳纶（Aramid）、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(P84)、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纤维（GL）[3]。下面表2对几种滤料特性进行对比[4]。

表2 几种滤料特性对比

聚丙烯PP 聚丙烯腈

AC/DT

聚酯

PET

聚苯硫醚

PPS

芳纶

Aramid

聚酰亚胺

P-84

玻璃纤维

GF

聚四氟乙烯

PTFE

连续运行温度90℃125 132℃190℃204℃240℃260℃240℃瞬间耐温100℃140℃150℃200℃220℃260℃280℃280℃耐磨性极佳好极佳好好好一般极佳耐水解性极佳很好差极佳好好极佳极佳耐碱性极佳一般好极佳好一般一般极佳

耐有机酸极佳极佳一般极佳一般很好很好极佳耐矿物酸极佳很好一般极佳一般很好很好极佳

抗氧化性（15%）好好好差一般很好极佳极佳

3、滤袋破损失效分析

布袋除尘器滤袋失效实际上是在物理和化学综合作用下长期所导致的结果。滤袋失效的因素有很多，总体来看，可以大致分为机械磨损、化学腐蚀、高温塑化、滤袋堵塞等原因。我们以5#、9#炉布袋除尘器为例，进行简单的实际分析。

3.1机械磨损

我厂5#、9#炉除尘器滤料使用的是50%PPS+50%P84纤维/PPS基布，是一种复合化学纤维，如果受到机械摩擦和冲刷便容易产生磨损破坏而破坏。

3.1.1滤袋与滤袋笼骨摩擦导致破坏

滤袋笼骨材质为20#钢，表层进行防腐蚀处理有机硅喷涂。当骨架受到烟气酸腐蚀和滤袋的反复摩擦，表层有机硅脱落，腐蚀后生锈带有毛刺，在滤袋反喷吹时与滤袋发生摩擦，导致滤袋破损。5#、9#炉骨架有机硅层均被腐蚀，如图3所示。

（a）（b）

图3 （a）（b）5#、9#炉笼骨骨架有机硅脱落生锈

3.1.2滤袋间相互挤压变形被冲刷

在滤袋安装时，如果除尘器部的花板水平度偏差大，则导致滤袋之间的间距不够，

相互间发生挤压、摩擦，致使滤袋笼骨变形，滤袋弯曲。当滤袋进行反喷吹时，喷吹气流以0.4MPa的压力直接冲击在弯曲部位，直接冲刷滤袋壁，在不断冲刷、挤压、扩展、收缩等多重作用下，滤袋强度降低、寿命下降，直至出现滤袋破损。5#、9#炉滤袋均有不同程度的弯曲变形，特别是在第三节骨架变形尤为严重。

3.1.3反喷吹气流直接冲刷

在滤袋安装时，反喷吹口应该安装在滤袋中心轴上，便于气流到达袋底能够顺利清灰。但是，当反喷吹口位置安装不当时，反喷吹气流将直接冲刷袋壁，使滤袋发生破损。由此因素发生破损的滤袋5#、9#炉均有发生，如图4。

图4 滤袋袋壁直接被冲刷破损

3.2化学腐蚀

锅炉的烟气中还有大量腐蚀性气体，如氮氧化物（NO X）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）等气体。烟气中含有燃烧后的部分氧气在电场作用下生成臭氧，也会促进酸性气体的生成，促进化学腐蚀影响使用寿命。

3.2.1烟气腐蚀性气体腐蚀滤袋

5#、9#炉燃烧的是高硫煤，因此烟气中含有大量的SO2、SO3、NO2等腐蚀性气体。如果排烟温度在进入除尘器后降低到酸露点时，生成的H2SO3、H2SO4、HNO3等酸性气体对滤袋和滤袋笼骨产生腐蚀，使得滤袋寿命下降[5]。特别是在锅炉开停机过程中，除尘器部