除塵布袋失效之一“糊袋”
摘 要： 針對除塵布袋運行中經(jīng)常出現(xiàn)的“糊袋”現(xiàn)象，從工況煙氣、除塵器、濾材、運行控制及其他相關(guān)的因素入手進行系統(tǒng)分析，力求找出“糊袋”的真正原因，以尋求避免“糊袋”的方法。
關(guān)鍵詞：“糊袋”，除塵器，除塵布袋，結(jié)露，現(xiàn)場清灰改造
布袋在除塵器中運行，常常會由于這樣或那樣的原因喪失或部分喪失過濾性能，造成布袋的實際使用壽命比預期大大縮短，使得工廠的維護運行成本大幅上升。“糊袋”就是其中最典型的問題之一。
筆者和同事們長期從事針對“糊袋”的除塵布袋清灰服務(wù)，遇到過各種不同類型的“糊袋”項目，對“糊袋”問題進行了深入的分析與探究,現(xiàn)借助本文有限的篇幅將自己的心得與讀者分享.
1．什么是“糊袋”:
“糊袋”是除塵布袋使用中的一種現(xiàn)象、一個問題,是導致除塵布袋失去功效的原因之一.行業(yè)內(nèi)并沒有統(tǒng)一的定義. 筆者認為: “糊袋”是在除塵布袋長期的運行或停運過程中, 在含濕度高或有油性物質(zhì)與濾料發(fā)生接觸的工況中,灰塵在除塵布袋過濾面或濾料內(nèi)部凝聚、黏附或結(jié)殼且無法被在線清灰系統(tǒng)有效清除，造成運行阻力大幅升高的現(xiàn)象.
布袋糊袋后,灰塵致密地覆蓋在濾袋表面,使得濾料的有效過濾面積大幅減小,濾材的透氣量急劇下降,運行阻力變得很高,使得引風機的負荷增加造成能耗上升,嚴重的甚至會使引風機不堪重負而無法運轉(zhuǎn).同時, 除塵布袋的壓降居高不下使得在線清灰系統(tǒng)頻繁清灰, 不但需要消耗大量的壓縮空氣,而且會造成濾料的機械強度的嚴重損失,使用壽命大大縮短. 所以,如果除塵布袋常期在糊袋狀態(tài)下運行, 業(yè)主將不得不為系統(tǒng)的運行付出更高昂的運行成本. 如果糊袋問題得不到及時有效的解決, 業(yè)主將不得不整批更換布袋.
2．糊袋形成的原因:
在實際工況中,可能引起糊袋的因素比較復雜, 對于具體的案例,我們必須從工況煙氣、除塵器、濾材、運行控制及其他相關(guān)的因素入手來進行分析,才能了解其糊袋的真正誘導因素,以便問題的避免與解決.
2.1結(jié)露性糊袋:
一般情況下, 布袋除塵器的運行溫度要求必須高于酸露點溫度25K 以上, 對于布袋來講運行比較安全. 這主要就是為了避免結(jié)露的發(fā)生. 當運行溫度低于露點時就會結(jié)出液態(tài)水. 液態(tài)水與粉塵混合并聚集在濾袋表面就會形成糊袋.
露點的計算公式：
ts=186+20lgψH2O +26lgψSO3 ⑴
式中ts為露點溫度，ψH2O 與ψSO3分別為H2O 和SO3的體積分數(shù)。
可以看出，煙氣中的水份與三氧化硫的含量越高，露點溫度越高。也就意味著除塵器連續(xù)運行溫度必須越高.而由于受到除塵布袋濾料材質(zhì)物理性能和運行經(jīng)濟性的限制,除塵器連續(xù)運行溫度必須控制在某一合適的范圍內(nèi). 如果這兩者無法協(xié)調(diào),結(jié)露將不可避免. 所以,水含量、SO3含量及運行溫度是決定是否結(jié)露的三個主要因素。
右圖為某工業(yè)垃圾焚燒除塵器中濾袋酸結(jié)露造成糊袋的照片. 該除塵器運行溫度穩(wěn)定在150℃左右,但
由于其主要焚燒處理的物質(zhì)是成份復雜的固體、液體和氣體等化工企業(yè)的廢棄物,所以煙氣中的水和硫化物含量變化很大(水含量甚至超過25%),露點溫度上下波動幅度非常大。結(jié)露無可避免，糊袋極其嚴重。同時,由于酸性物質(zhì)的滲透和長時間的運行,灰塵在濾袋表面逐漸結(jié)殼,致使濾袋透氣量喪失.
其次，脈沖清灰的壓縮空氣也是引起結(jié)露的可能原因之一。壓縮空氣溫度一般遠遠低于除塵器運行溫度，在脈沖瞬間，低溫壓縮空氣會使濾袋上部的溫度迅速降低，當?shù)陀诼饵c溫度時，就會導致該部位的濾袋外表面出現(xiàn)結(jié)露。而隨著壓縮空氣的下行，其對袋內(nèi)空氣溫度的影響越來越小。所以，一般除塵袋口以下一米范圍內(nèi)的糊袋現(xiàn)象較為嚴重。
再次，除塵器的漏風率也是造成結(jié)露的可能因素。一般除塵器的漏風率在1—2%左右。但隨著運行時間的延長，漏風率會有所升高。如果是在冬季嚴寒的北方，問題就變得較大了。漏風率越高，對除塵器內(nèi)的局部溫度的影響越大，該泄露部位的濾袋因結(jié)露而糊袋的風險越來越高。
此外，雖然除塵器壁都設(shè)有保溫層，但由于四壁是與外界接觸的最前沿，溫度肯定較之其他部位低，實際服務(wù)中我們發(fā)現(xiàn)通?？拷谋诘耐馊Τ龎m布袋的糊袋程度較其他部位高得多。
2.2粘結(jié)性糊袋
主要是指由于粉塵黏附性比較大，雖然沒有發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，但粉塵仍然黏附在纖維表面，在線清灰系統(tǒng)無法將其清除下來。粘結(jié)性糊袋的原因可能來自于以下一些情況。
2.2.1 粉塵本身的粘性比較大，當其與濾料纖維接觸時，分子間作用力比較強。比如油性顆粒、脫硝生成的硫酸銨、脫硫使用的硝石灰等。
2.2.2 有些粉塵雖然沒有粘性，但其很容易潮解，當其被截留在纖維表面后，會吸收空氣中的水分并在纖維表面形成溶液。比如說糖粉。
2.2.3 有些粉塵黏附性可能并不強，但是其可以吸收煙氣中的水分并進行重結(jié)晶的化學過程，生成新的水硬性的物質(zhì)或結(jié)晶物，形成的“結(jié)殼”覆蓋在濾料表面。比如：水泥熟料、脫硫的生成物—硫酸鈣。
2.2.4 即使粉塵本身并沒有粘性，但如果粉塵顆粒較細，并且粉塵的含水量比較大，粉塵很容易均勻吸附在濾料表面，形成一層“浮灰”，附著力并不很強，但很難清除。運行時間越長，“浮灰”越厚。一般燃煤電廠可能發(fā)生此種情況，特別是對于長度超過6米的濾袋比較容易發(fā)生。某一北方電廠就曾經(jīng)由于該原因使得除塵器的運行阻力從1500左右在短時間內(nèi)上升到2200Pa，造成整條線停運的嚴重情況。
2.3結(jié)構(gòu)性糊袋：
我們將所有因為除塵器設(shè)計及相關(guān)部件結(jié)構(gòu)引起的糊袋和操作不當造成的糊袋統(tǒng)統(tǒng)歸類為結(jié)構(gòu)性糊袋。
2.3.1濾料結(jié)構(gòu)與處理：
有些濾料由于針刺密度不夠，過濾面纖維比較疏松，即使表面經(jīng)過燒毛處理，但細小的粉塵仍很容易進入濾料內(nèi)部并駐留其中。粉塵在內(nèi)部堆積到一定的程度，再加上煙氣中水蒸汽的影響，逐漸形成由內(nèi)而外的堵塞。北方某電廠布袋使用不到一年，就因為此問題不得不考慮整批更換布袋。
此外，有些濾料沒有或無法進行燒毛或壓光處理，濾材表面保留著纖維末端，這實際上為結(jié)露提供了“凝結(jié)核”，使得結(jié)露現(xiàn)象首先從纖維末端開始。粉塵也會在此位置首先形成粉塵團，當粉塵團逐漸變大使得相互之間架橋。大面積的糊袋就逐步形成了。在使用純PTFE濾料的垃圾焚燒電廠，如果表面沒有其他任何處理，經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)纖維末端頑固的粉塵結(jié)殼。
另外，對于濕度較大或有酸結(jié)露危險的工況，未對濾料進行疏水性處理。糊袋是比較常見的。
2.3.2濾袋配合度：
我們知道，脈沖清灰實際上是利用脈沖氣流與二次氣流對濾袋的沖擊，使濾袋由上向下在緯向出現(xiàn)形變，形變的慣性和濾袋與籠骨的碰撞在表面粉塵層造成“雪崩效應”，從而清除表面灰塵。清灰效果很大程度上取決于形變慣性的大小和濾袋與籠骨碰撞的強度。實際應用中，由于濾袋緯向尺寸過小或使用中濾料熱收縮程度太大等原因，經(jīng)過一段時間使用，濾袋“捆綁”在籠骨上無法分離。此時，脈沖清灰造成的濾袋形變很小，濾袋與籠骨碰撞烈度有限，表面粉塵無法有效清除。 粉塵在濾袋表面長期積累與板結(jié)就可能造成糊袋。
2.3.3噴吹管中壓力分布 ⑵：
目前，大量的除塵器采用行噴吹清灰方式。每一行由一根噴吹管負責該行十幾只布袋的清灰。噴吹管上均勻分布著一定數(shù)量相同尺寸的小噴吹孔或噴吹管，一個小噴吹孔或噴吹管對應著一條布袋。從理論上來講，壓縮空氣在噴吹管中前進時，氣體動壓逐漸轉(zhuǎn)化為靜壓，這樣的轉(zhuǎn)化直接造成該行的每個濾袋得到的壓縮空氣量并不相同。清灰效果也就不同了。清灰效果差的糊袋風險比較高。我們在現(xiàn)場也曾經(jīng)在同狀態(tài)下選取同一行的幾只濾袋進行過透氣量的比較測試，最高的與最低的差別比較大。間接說明這種情況的客觀存在。
2.3.4噴吹壓力不夠：
一般現(xiàn)場的清灰壓力是可以進行調(diào)節(jié)的，如果清灰壓力不過，清灰效果不佳，灰塵積聚在濾袋表面，長此以往，糊袋風險比較高。如果出現(xiàn)這種情況，無外乎兩種可能：一是系統(tǒng)設(shè)計限制，即系統(tǒng)能提供的最高壓力太?。欢菄姶甸g隔過短，在第一次噴吹后，系統(tǒng)壓力還沒有恢復到所要求的壓力，就開始了第二次脈沖。
2.3.5操作失誤：
1． 未按要求進行預噴涂，使得點火中的油霧直接侵入濾料，造成糊袋。
2． 在開關(guān)機（特別是長時間停機前）時，未按正確程序進行清灰操作。
3． 運行過程中鍋爐出現(xiàn)爆管等意外時，未對濾袋進行正確處理與補救操作。
3.糊袋的解決方法：
當糊袋發(fā)生后，首先要分析其產(chǎn)生的原因，嘗試通過調(diào)整除塵器運行的數(shù)據(jù)，觀察是否是運行情況得到改善或解決。如果效果不明顯，可選擇以下方法：
3.1 選擇現(xiàn)場清灰服務(wù)。這是我們針對糊袋問題推出的專業(yè)服務(wù)。主要是利用大氣量在現(xiàn)場對布袋進行逐一清灰。優(yōu)點是不需要拆卸籠骨與布袋，只需要將上面噴吹管移去（如果是Lurgi的系統(tǒng)，則不需要卸去噴吹臂）。比較方便省時。
3.2 選擇水洗服務(wù)。國內(nèi)有些廠家提供此類服務(wù)。需要將布袋拆卸包裝后發(fā)運到服務(wù)廠家，通過水洗后再運回?？赡苄钑r較長，而且無法避免該過程中布袋的損壞與水洗對濾料結(jié)構(gòu)的破壞。
3.3 對于粉塵穿透和油性粉塵造成的糊袋，業(yè)主只能選擇整批更換濾袋。
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