袋式除尘器运行中常见问题浅析

袋式除尘器运行中常见问题浅析袋式除尘器的应用已有百余年的历史，其最大的优点是除尘效率高（达99.99%以上），排放浓度可达到10mg/m3以下，且分级效率也很高，对2.5μm以下的微细颗粒物也有很好的捕集效率，因此得到广泛的应用。但袋式除尘器经过多年的运行也暴露出一些问题，如滤袋易损坏、结露、运行阻力高、清灰失灵、灰斗卸灰不畅等。造成袋式除尘器运行出现问题的因素有很多，除了除尘器自身因素外，操作、管理不当也是造成其在运行中出现问题的重要原因。本文对目前袋式除尘器在运行过程中经常出现的问题进行了分析讨论。1滤袋问题袋式除尘器的进步主要表现在滤料的创新和清灰方式的变革上，而滤袋又是袋式除尘器的心脏，滤袋的维修费用在除尘器维修费用中所占比例是最大的，最高可达维修费用的70%以上。滤袋是决定除尘器性能的最关键因素。造成滤袋损坏的主要因素有：高温烧毁、腐蚀、机械损坏、安装质量、产品质量、操作、管理等多方面原因。1.1高温烟气对滤袋的损坏（1）高温烧毁高温对滤袋的损害是致命的。如黑龙江某煤粉干燥窑，由于干燥后煤粉颗粒非常细小又特别粘，清灰不理想，使滤袋表面存留大量的干燥后的煤粉，而这种干燥后的煤粉，燃点又非常低，当高温烟气进入除尘器后，会迅速点燃滤袋表面的煤粉，导致整台除尘器的滤袋及骨架全部被烧毁（如图1）。从图1可以看出，滤袋表面残留大量的干燥后的煤粉，从其左上角也可见箱体被烧毁。（2）火星烧穿除了高温烧毁外，烟气中的火星对滤袋的损害也是非常严重的。如焦炉、干燥窑、链条炉、冲天炉、电炉、高炉、混铁炉等在生产过程中会有大量的火星混入烟气中，如对火星处理不及时，尤其是滤袋表面粉尘层较薄时，火星就会将滤袋烧穿，形成不规则的圆洞（如图2）。但当滤袋表面粉尘层较厚时，火星不会将滤袋直接烧穿，而会造成滤袋表面形成深颜色的烘烤痕迹。（3）高温收缩高温烟气对滤袋的另外一种损害是高温收缩，虽然每种滤料的使用温度不同，但当烟气温度超过其使用温度后，如其经向收缩率过大，会使滤袋在长度方向上尺寸变短，滤袋袋底紧托着骨架并受力而损坏。如果滤袋纬向热收缩过大，将使滤袋在径向尺寸变小，滤袋会紧紧箍在骨架上，甚至无法抽出骨架。从而使滤袋一直处于受力状态，造成滤袋的收缩变形、变硬、变脆，加快强度耗损、减短滤袋寿命。由于滤袋变形后会紧紧箍在骨架上，在清灰时滤袋难以变形而不利于喷吹清灰，导致滤袋阻力居高不下。广东某垃圾焚烧厂袋式除尘器，由于高温收缩造成滤袋紧紧收缩在骨架上，从而形成深深的痕迹。而高温又使得滤袋变得极其脆弱，强度降低，笔者只轻轻一拉，就能撕开一条长长的口子。（4）灰斗粉尘蓄热烧毁滤袋高温粉尘被收入灰斗后，如果不能及时排出，粉尘会长期蓄积在灰斗里造成灰斗内温度不断升高，滤袋长期在高温烘烤下就会变脆、变硬，严重时则会烧毁，尤其是粉尘中含有的易燃物质，会在灰斗内燃烧，从而烧毁滤袋（如图6）。（5）爆炸随着袋式除尘器的普及，袋式除尘器粉尘爆炸事故也呈上升趋势。如上海某钢厂的干熄焦除尘系统，由于前部阻火墙制造的问题，造成火星进入除尘器内从而引起爆炸，将除尘器进口管道盲板炸出几十米远，除尘器箱体严重变形。又如沈阳某机制炭厂，由于锯末在炭化过程中产生大量的焦油和碳氢化合物等易燃、易爆物质，而且焦油粘在滤袋上随着时间推移越积越多，当有火星进入除尘器后就引起了除尘器爆炸。除尘器爆炸瞬间所产生的能量可使花板严重变形，滤袋爆裂情况。1.2滤袋腐蚀腐蚀是滤袋损坏的最常见的原因之一，由于烟气中含有多种腐蚀性物质，且在高温环境下腐蚀作用更大，从而会造成滤袋损坏。产生腐蚀的主要原因有水解、氧化、酸、碱腐蚀。其中主要以水解、氧化原因造成损坏较多，而酸腐蚀较少，碱腐蚀则更少。（1）酸、碱腐蚀腐蚀的主要原因是烟气中含有酸、碱性成分，随着这些化学物质气体的浓度变化而改变露点，如果除尘器在露点以下开机或停机时，废气中的SO2遇水形成H2SO4，就会造成滤袋纤维发生硬化、变形从而失去强度而损坏。腐蚀损坏的痕迹多为放射状，并在滤袋表面形成大面积变色，造成滤袋变硬、变脆并出现少量不规则圆周洞，但与火星烧穿滤袋产生的不规则圆周洞不同，是可用肉眼分辨出来的。图8为河南某氧化镁厂氯化工段的烟气中的HCl含量非常高，PTFE滤袋平均使用寿命不到3个月，就被腐蚀得千疮百孔无法继续使用。所以，如果在此条件下进行脉冲清洗滤袋，将会加速滤袋的损坏。除了酸、碱腐蚀外，有机溶剂等对滤袋的腐蚀也是不容忽视的，如垃圾焚烧尾气中某些微含量物质对滤袋的损害，目前还无法对其作出合理的解释，因为这些物质的含量实在是太低了，低到甚至无法检测到，但它们是实实在在地存在于尾气中，造成的危害是极大的。如溴蒸气（Br2）虽然其含量极微，但对滤袋造成的损害是致命的。（2）水解纤维水解是水分子进入到纤维中并与高分子发生化学反应，使其分子链断裂生成新的小分子物质的过程。由于分子量变小，纤维抗拉强度减弱而损坏。以缩聚型聚合体生产的合成纤维是不耐水解的。如常用的聚酯类、诺梅克斯等滤料是很容易发生水解的。只有在高温、湿度、化学品这三个因素共同作用下，才能激活分子，发生水解现象。烟气中水分子含量和温度越高，滤袋水解越严重。不同的滤料其水解温度也不相同。其中P84是目前所用滤袋中抗水解性较差的一种。水解痕迹为颜色混浊，滤袋强度严重下降，易破损。缝纫线发生水解后，滤袋从缝纫线处开裂，使滤袋不再是筒状。滤袋缝纫线断裂。（3）氧化纤维氧化是纤维中分子失去（或离解）电子的过程，如PPS纤维，在高温（150℃）条件下氧分子攻击分子中的“S”，并与之结合。造成PPS纤维变色、变硬、变脆，强度降低而破损，严重时纤网会破碎而脱离基布（如图10）。氧化是滤袋损坏的又一主要因素。抗氧化性能较差的滤料主要有：聚丙烯、聚苯硫醚（PPS）等。1.3机械损坏由于滤料生产厂对产品质量比较注意，所以滤料一般在出厂前不会出现机械损坏等质量问题。机械损坏主要是在运输、安装、运行时磨损所造成的。（1）磨损过高的过滤气速会使粉尘冲击、磨损滤袋，也会使滤袋的织物纤维张力受损。除尘器的进气分布不均，容易使高含量的大颗粒粉尘直接冲击局部滤袋，造成废气进口处部分滤袋穿孔。滤袋间的距离过小、除尘骨架弯曲容易造成滤袋间的磨损，例如玻璃纤维彼此之间的磨损就很敏感，应调整、安装牢固滤袋并更换弯曲的骨架。滤袋与骨架的直径相差太小时，清洗效果不佳，应提高清洗周期和提高喷吹空气的压力；直径相差太大时，滤袋与骨架的摩擦会加速滤袋磨损。较佳的配合为，滤袋比骨架的周长大10mm左右，长度应该一致，对某些滤布随温度变化较大而且有伸长的特性时，需特别注意。如辽宁丹东某铁合金厂的硅铁电炉采用侧装振打玻纤扁袋除尘器，运行后发现硅粉又粘又细，单靠振打根本清不下来灰，阻力居高不下。后又增加反吹风措施，但滤袋与骨架产生错动磨擦，一个月左右滤袋全部损坏。除在运输、安装、运行时滤袋与袋笼间相互磨擦及粉尘冲刷会造成机械损坏外，长期以来易被忽视的骨架因腐蚀产生的粗糙表面亦会加速滤袋的磨损。如铁锈对滤袋的损害，由于上部箱体（净风室）顶部钢板锈蚀，氧化铁皮落入滤袋内，落入袋底尚没有问题，若是卡在袋笼上，在过滤、喷吹时，铁锈的尖角对滤袋的磨损会是非常严重的。另外，骨架焊接处有破洞或毛刺时，滤袋与多孔板密封就会不严，也会造成滤袋顶端反褶处磨损。（2）清灰喷吹损坏由于喷吹管内的气流为横向运行，当导流管设置不当时，产生的喷吹管气流就不是垂直而是倾斜向下喷入滤袋，就会造成袋口部位下方约300mm处产生由内向外的破损（如图12、13所示）。1.4设计问题合理的设计是保证滤袋寿命的前提，但在袋式除尘器设计过程中往往过分注重各项经济指标，而易忽视过滤室箱体内气流流场分布的合理性。由于气流分布不合理，会导致袋间速度过快，造成滤袋损坏的现象时有发生。最典型的是早期机械回转扁袋除尘器，其过滤箱体内滤袋布置密集度是现有除尘器中最大的，由此造成气流对滤袋的冲刷损坏（如图14）。滤袋的长径比选择不合理，也会造成袋口速度过快而磨损滤袋。1.5质量问题1.5.1生产质量（1）滤袋产品质量滤袋生产从原料到成品需要多道工序，滤袋的质量问题多数出现在原料错误、袋口直径、滤袋长度、袋口弹簧圈、缝纫线等。袋口弹簧圈是关系到滤袋密封、承重的关键部位，弹簧片断裂一般是由两个原因造成的，一是用户储存不当，使弹簧圈受压变形；二是弹簧片材质太硬太脆。缝纫线一般来说应与滤袋材质相同，也可用高档材料代替，但不能用低档材料代替，如P84可用PTFE缝纫线，但不能用玻纤线代替。缝纫线断裂一般由三种情况造成的，一种是水解；另一种是磨损；还有是由于缝纫线与滤袋材质不同造成的。（2）骨架制作质量骨架整体制作质量较差，尤其是两节联接处联接方式不合理，联接处脱落。骨架加工粗糙，生锈、筋条有焊疤、毛刺、开焊等。骨架与滤袋配合尺寸不合理，滤袋就难以从骨架上拆卸。这些都会加快滤袋的机械损坏。（3）花板制作质量花板变形严重，达不到2/1000的平面度要求，甚至存在挠曲、凹凸不平的现象，由于花板变形会直接影响到骨架相对于花板间的稳定，骨架的垂直度也得不到保证，这样就会造成滤袋底部相互碰撞、磨擦，造成滤袋底部磨损。同时由于花板变形使滤袋袋口和花板孔的配合出现偏差，首先造成滤袋安装难度加大，其次由于无法顺利地将滤袋袋口装入花板口，以至出现了生拉硬敲的情况，导致滤袋袋口内的弹簧圈受到损坏，袋口的密封得不到保证，粉尘从袋口处泄漏。1.5.2安装质量（1）安装过程混乱骨架随意堆放，相互叠放，会造成骨架严重变形，而变形的骨架又会造成滤袋的损坏。在滤袋安装过程中，工作人员若把滤袋在梯子、平台上随意拖拉，或者随意坐在滤袋包装箱上，会造成滤袋和滤袋袋口弹簧圈或防瘪环受损。（2）滤袋安装不良滤袋安装不良，会由于花板、骨架等原因不与花板相垂直（如图15）；如果过于偏斜就会造成滤袋底部相互磨擦而损坏（如图16）；滤袋与壁板及滤袋与箱体横梁间也会由于磨擦而造成滤袋损坏（如图17）。（3）安装质量不符合要求未按规定的方法与要求安装滤袋，滤袋口未完全卡入花板孔内或滤袋被敷衍地摆放在花板上，使用时滤袋就会掉落或粉尘经由花板孔进入箱体，从而造成除尘器失去作用。（4）其他制作滤袋的材质不统一，备用滤袋的来源不一，不能保证滤袋的质量。1.6结露结露是袋式除尘器运行中最常见问题（如图18），水分是滤袋结露的最大原因，造成滤袋含有水分的原因通常是低温发生凝露，尤其在处理燃烧或高温烟气时，当滤袋表面的初始粉尘层含有水分，干燥后就会使粉尘凝结、板结（如图19）。滤袋结露会造成粉尘在滤袋表面粘结、板结，从而导致滤袋失去弹性，不能正常过滤造成停机，加速滤袋的腐蚀、损坏。防止滤袋结露可采用以下方法：（1）避免不当开机；（2）避免在除尘器阻力大时开机；在低于露点时，或在除尘器停机后滤袋表面有冷凝水重新开机时，应预热除尘器进口的含尘空气或预覆粉尘层。（3）在低于露点时开机或除尘器在低于露点的情况运行时，如果进气分布不匀，容易造成除尘器壳体局部的腐蚀，因此，应避免除尘器在露点以下工作，或使用保温装置。（4）除尘器的法兰、检修门或除尘器的活动装置如果密封不严，就会使外部空气渗入，从而在除尘器内部产生低温区，当处理高温废气时，就会导致低温处结露，腐蚀除尘器，造成滤袋受潮。采用除尘器停机后再脉冲反吹清洗滤袋若干次的方法，对保护滤袋有益。2运行阻力高运行阻力是除尘器的一项重要性能指标。一台高性能、运转良好的脉冲袋式除尘器，不仅除尘效率高，而且运行阻力应保持在1500Pa以下。如果脉冲袋式除尘器清灰时不能将粘附在滤袋上的粉尘有效去除，粉尘就会在滤袋外表面逐渐堆积堵塞而造成糊袋，不仅容易使滤袋破损，而且增加了除尘器的运行阻力，提高了除尘风机的运行负荷，运行状态不佳，运行费用增加。造成除尘器运行阻力居高不下的主要因素是：滤袋清灰不良；滤袋结露；箱体结构不合理；一个或多个提升阀处于关闭状态。2.1滤袋清灰不良滤袋清灰不良主要表现在：清灰次数频繁、清灰时间过长。清灰次数过频容易使滤袋纤维组织松散从而增加废气中的微细粉尘堵塞滤袋。清灰时间过长会将滤袋表面的初始粉层一并清洗掉；清灰时间过短，滤