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除尘布袋造成“糊袋”的原因分析及解决办法

2020-02-14 11:58:44
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今天和大家分享的是针对除尘器在运行中出现的“糊袋”问题来进行详细的解答及应对之策。

针对除尘器布袋运行中经常出现的“糊袋”现象,从工况烟气、除尘器、滤材、运行控制及其他相关的因素入手进行系统分析,力求找出“糊袋”的原因,寻求避免“糊袋”的方法。布袋在除尘器中运行,常常会由于这样或那样的原因丧失或部分丧失过滤性能,从而造成布袋的实际使用寿命比预期缩短,又使得工厂的维护运行成本大幅上升。“糊袋”就是其中最典型的问题之一。

笔者和同事们长期从事针对“糊袋”的除尘布袋清灰服务,遇到过各种不同类型的“糊袋”项目,对“糊袋”问题进行了深入的分析与探究,现借助本文有限的篇幅将自己的心得与读者分享。

一、什么是“糊袋”:

“糊袋”是除尘布袋使用中的一种现象、一个问题,是导致除尘布袋失去功效的原因之一.行业内并没有统一的定义. 笔者认为: “糊袋”是在除尘布袋长期的运行或停运过程中, 在含湿度高或有油性物质与滤料发生接触的工况中,灰尘在除尘布袋过滤面或滤料内部凝聚、黏附或结壳且无法被在线清灰系统,造成运行阻力大幅升高的现象。

布袋糊袋后,灰尘致密地覆盖在滤袋表面,使得滤料的过滤面积大幅减小,滤材的透气量急剧下降,运行阻力变得很高,使得引风机的负荷增加造成能耗上升,严重的甚至会使引风机不堪重负而无法运转.同时, 除尘布袋的压降居高不下使得在线清灰系统频繁清灰, 不但需要消耗大量的压缩空气,而且会造成滤料的机械强度的严重损失,使用寿命缩短. 所以,如果除尘布袋常期在糊袋状态下运行, 业主将不得不为系统的运行付出昂的运行成本. 如果糊袋问题得不到及时的解决, 业主将不得不整批更换布袋。

二、糊袋形成的原因:

在实际工况中,可能引起糊袋的因素比较复杂, 对于具体的案例,我们从工况烟气、除尘器、滤材、运行控制及其他相关的因素入手来进行分析,才能了解其糊袋的诱导因素,以便问题的避免与解决.

1、结露性糊袋:

一般情况下, 布袋除尘器的运行温度要求高于酸露点温度25K 以上, 对于布袋来讲运行比较. 这主要就是为了避免结露的发生. 当运行温度低于露点时就会结出液态水. 液态水与粉尘混合并聚集在滤袋表面就会形成糊袋.

露点的计算公式: ts=186+20lgψH2O +26lgψSO3

式中ts为露点温度,ψH2O 与ψSO3分别为H2O 和SO3的体积分数。

可以看出,烟气中的水份与三氧化硫的含量越高,露点温度越高。也就意味着除尘器连续运行温度越高.而由于受到除尘布袋滤料材质物理性能和运行经济性的限制,除尘器连续运行温度控制在某一合适的范围内. 如果这两者无法协调,结露将不可避免. 所以,水含量、SO3含量及运行温度是决定是否结露的三个主要因素。

其次脉冲清灰的压缩空气也是引起结露的可能原因之一。压缩空气温度一般远远低于除尘器运行温度,在脉冲瞬间,低温压缩空气会使滤袋上部的温度降低,当低于露点温度时,就会导致该部位的滤袋外表面出现结露。而随着压缩空气的下行,其对袋内空气温度的影响越来越小。所以,一般除尘袋口以下一米范围内的糊袋现象较为严重。

再次除尘器的漏风率也是造成结露的可能因素。一般除尘器的漏风率在1—2%左右。但随着运行时间的延长,漏风率会有所升高。如果是在冬季严寒的北方,问题就变得较大了。漏风率越高,对除尘器内的局部温度的影响越大,该泄露部位的滤袋因结露而糊袋的风险越来越高。此外,虽然除尘器壁都设有保温层,但由于四壁是与外界接触的前沿,温度肯定较之其他部位低,实际服务中我们发现通常靠近四壁的外圈除尘布袋的糊袋程度较其他部位高得多。

2、粘结性糊袋

主要是指由于粉尘黏附性比较大,虽然没有发生结露现象,但粉尘仍然黏附在纤维表面,在线清灰系统无法将其下来。粘结性糊袋的原因可能来自于以下一些情况。

A.粉尘本身的粘性比较大,当其与滤料纤维接触时,分子间作用力比较强。比如油性颗粒、脱硝生成的硫酸铵、脱硫使用的硝石灰等。

B.有些粉尘虽然没有粘性,但其很容易潮解,当其被截留在纤维表面后,会吸收空气中的水分并在纤维表面形成溶液。比如说糖粉。

C.有些粉尘黏附性可能并不强,但是其可以吸收烟气中的水分并进行重结晶的化学过程,生成新的水硬性的物质或结晶物,形成的“结壳”覆盖在滤料表面。比如:水泥熟料、脱硫的生成物—硫酸钙。

D.即使粉尘本身并没有粘性,但如果粉尘颗粒较细,并且粉尘的含水量比较大,粉尘很容易均匀吸附在滤料表面,形成一层“浮灰”,附着力并不,但很难。运行时间越长,“浮灰”越厚。一般燃煤电厂可能发生此种情况,特别是对于长度超过6米的滤袋比较容易发生。某一北方电厂就曾经由于该原因使得除尘器的运行阻力从1500左右在短时间内上升到2200Pa,造成整条线停运的严重情况。

3、结构性糊袋:

我们将所有因为除尘器设计及相关部件结构引起的糊袋和操作不当造成的糊袋统统归类为结构性糊袋。

A:滤料结构与处理:

有些滤料由于针刺密度不够,过滤面纤维比较疏松,即使表面经过烧毛处理,但细小的粉尘仍很容易进入滤料内部并驻留其中。粉尘在内部堆积到的程度,再加上烟气中水蒸汽的影响,逐渐形成由内而外的堵塞。北方某电厂布袋使用不到一年,就因为此问题不得不考虑整批更换布袋。

此外,有些滤料没有或无法进行烧毛或压光处理,滤材表面保留着纤维末端,这实际上为结露提供了“凝结核”,使得结露现象首先从纤维末端开始。粉尘也会在此位置首先形成粉尘团,当粉尘团逐渐变大使得相互之间架桥。大面积的糊袋就逐步形成了。在使用纯PTFE滤料的垃圾焚烧电厂,如果表面没有其他任何处理,经常可以发现纤维末端顽固的粉尘结壳。

另外,对于湿度较大或有酸结露危险的工况,未对滤料进行疏水性处理。糊袋是比较常见的。

B:滤袋配合度:

我们知道,脉冲清灰实际上是利用脉冲气流与二次气流对滤袋的冲击,使滤袋由上向下在纬向出现形变,形变的惯性和滤袋与笼骨的碰撞在表面粉尘层造成“雪崩效应”,从而表面灰尘。清灰效果很大程度上取决于形变惯性的大小和滤袋与笼骨碰撞的强度。实际应用中,由于滤袋纬向尺寸过小或使用中滤料热收缩程度太大等原因,经过一段时间使用,滤袋“捆绑”在笼骨上无法分离。此时,脉冲清灰造成的滤袋形变很小,滤袋与笼骨碰撞烈度有限,表面粉尘无法。 粉尘在滤袋表面长期积累与板结就可能造成糊袋。

C:喷吹管中压力分布 :

目前,大量的除尘器采用行喷吹清灰方式。每一行由一根喷吹管负责该行十几只布袋的清灰。喷吹管上均匀分布着数量相同尺寸的小喷吹孔或喷吹管,一个小喷吹孔或喷吹管对应着一条布袋。从理论上来讲,压缩空气在喷吹管中前进时,气体动压逐渐转化为静压,这样的转化直接造成该行的每个滤袋的压缩空气量并不相同。清灰效果也就不同了。清灰效果差的糊袋风险比较高。我们在现场也曾经在同状态下选取同一行的几只滤袋进行过透气量的比较测试,高的与低的差别比较大。间接说明这种情况的客观存在。

D:喷吹压力不够:

一般现场的清灰压力是可以进行调节的,如果清灰压力不过,清灰效果不佳,灰尘积聚在滤袋表面,长此以往,糊袋风险比较高。如果出现这种情况,无外乎两种可能:一是系统设计限制,即系统能提供的压力太小;二是喷吹间隔过短,在次喷吹后,系统压力还没有恢复到所要求的压力,就开始了次脉冲。

E:操作失误:

  1. 未按要求进行预喷涂,使得点火中的油雾直接侵入滤料,造成糊袋。 2. 在开关机(特别是长时间停机前)时,未按正确程序进行清灰操作。 3. 运行过程中锅炉出现爆管等意外时,未对滤袋进行正确处理与补救操作。


三、糊袋的解决方法:

当糊袋发生后,首先要分析其产生的原因,尝试通过调整除尘器运行的数据,观察是否是运行情况或解决。如果效果不明显,可选择以下方法:

1.选择现场清灰服务。这是我们针对糊袋问题推出的服务。主要是利用大气量在现场对布袋进行逐一清灰。优点是不需要拆卸笼骨与布袋,只需要将上面喷吹管移去(如果是Lurgi的系统,则不需要卸去喷吹臂)。比较方便省时。

2.选择水洗服务。国内有些厂家提供此类服务。需要将布袋拆卸包装后发运到服务厂家,通过水洗后再运回。可能需时较长,而且无法避免该过程中布袋的损坏与水洗对滤料结构的破坏。

3.对于粉尘穿透和油性粉尘造成的糊袋,业主只能选择整批更换滤袋。