燃煤煙氣處理用濾料選型及維護探討

趙錫勇，王勇，葛一飛，劉美玲

(浙江菲達環保科技股份有限公司，浙江諸暨 311800)

1 概述

我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國。截至2010年底，我國發電裝機容量突破9.5億kW，其中火電裝機為7億kW，占73%左右。燃煤煙氣配套的除塵設備以電除塵器、布袋除塵器及電袋復合除塵器為主。其中布袋除塵器及電袋復合除塵器由于具有高效、可靠、運行維護方便等特點，市場占有率逐年提高。濾料作為布袋除塵器和電袋除塵器的核心部件，其使用壽命往往決定著整機的性價比。本文根據我們在布袋除塵及電袋復合除塵領域的設計經驗，結合應用案例，對燃煤煙氣處理用濾料的選型、運行維護及失效原因等方面進行分析，并提出了一些建議以供參考。

2 濾料失效類型

除塵器運行中的濾料失效主要有三類:一是由于濾料在使用中遭受氧化、化學腐蝕及煙氣超溫造成的化學性損傷;二是由于過濾、清灰的交替進行產生的疲勞性機械性損傷;三是由于粉塵濃度過高或者過濾速度過高導致粉塵進入濾料內部，造成濾料阻力持續偏高的物理性損傷。前兩類產生的濾料失效表現為濾料的拉伸強度下降，第三類產生的濾料失效表現為除塵器阻力持續偏高。

3 濾料失效防護對策

3.1 根據煙氣特點，合理選擇濾料

燃煤鍋爐煙氣成分十分復雜、含有各種帶腐蝕性的酸性、堿性及強氧化性物質，且這些物質間還存在著一定程度的化學反應。為防止煙氣結露對設備造成腐蝕，鍋爐排煙溫度通常在140℃以上。這樣的運行環境對濾料性能有一定的要求。表1列出了市場上不同種類濾料的主要特性。從表1可以看出，PPS、P84及PTFE三種濾料都是適合燃煤煙氣粉塵治理的濾料，但P84及PTFE纖維價格較為昂貴，所以目前布袋或電袋除塵器使用的濾料大多采用PPS纖維或PPS、P84、PTFE纖維混紡。

表1 常用濾料性能

3.2 合適的過濾速度及清灰模式

過濾速度選擇的越低，濾袋使用壽命越長，但過濾面積增大，投資增大。一般情況下，機械強度較好的濾料如PPS、P84等過濾速度可選在1.2～1.5之間。清灰模式通常分為定差壓清灰和定時清灰兩種。清灰差壓選擇的過高不僅會增加除塵器整體阻力，還容易發生糊袋現象;清灰差壓選擇的過低則會導致清灰頻率加大，影響濾料的機械壽命。時間清灰模式常在濾料壽命后期使用，或是過濾負荷較低，長時間沒有沮灰的情況下使用。

3.3 預噴涂技術

濾料在初次使用前，需要對濾料表面進行預噴涂處理，其作用為:一是鍋爐投油助燃時，可防止油污對濾料的損害;二是堿性材料會對酸腐蝕起到一定的防護作用。同時預涂層形成的粉餅層可以防止煙氣中細小顆粒向濾袋內部的滲透。

3.4 濾料酸腐蝕的防護

如果濾料具有良好的耐酸性能，且采用的燃煤是低中硫煤，一般情況下濾料可以正常使用。若燃煤硫分高，應嚴格控制煙氣溫度，保證煙氣溫度高于酸露點15～20℃。為了防止酸露點出現，應做好布袋除塵器保溫和防漏風措施。此外，定期的噴粉吸附酸霧也有利于降低酸腐蝕對濾料壽命的影響。

3.5 濾料氧化的防護

PPS的抗氧化性較差，但若能將煙氣的含氧量控制在10%以下，NOx含量控制在15mg/m3以下時，煙氣的氧化性對濾料的影響還是可接受的。但當含氧量超過10%時，濾料壽命衰減很快。因此，應控制煙氣的含氧量，盡可能降低NOx濃度。

3.6 對煙氣超溫的防護

鍋爐突發煙氣異常高溫(200℃以上)往往會在短時間內將濾料燒毀，造成巨大經濟損失。可設置旁通煙道和緊急噴霧降溫裝置來保護濾袋。

4 應用實例

4.1 浙江諸暨八方熱電75 t/h垃圾焚燒爐

諸暨八方熱電75t/h垃圾焚燒發電爐配布袋除塵器于2005年2月份投運，采用PPS濾料。垃圾焚燒爐煙氣成分復雜，鍋爐工況并不穩定，但煙氣溫度較低，常年維持在130℃左右。2011年8月隨機抽取濾袋并對其進行檢測，發現該濾袋在使用6年后，濾料徑向強度、維向強度仍遠高于濾料報廢的推薦值。可以看出PPS濾料適合該鍋爐排放的煙氣，除塵器整機設計合理，運行維護較好，預計該濾袋還能運行較長一段時間。

4.2 京能熱電200MW機組電袋復合除塵器

該電袋復合除塵器是在原有電除塵器基礎上改造而來，保留原有兩個電場，拆除后面電場后安裝布袋，并增加了脈沖清灰系統、靜氣室等系統，改造了引風機。由于前部預留的兩個電場有預除塵功能，濾袋負荷很低，清灰周期較長。運行3年來，煙塵排放濃度低于20mg/m3。2011年5月份在鍋爐停機大修期間，隨機抽取了5條濾袋，對其進行了拉伸長度檢測。檢測結果可以看出，該電袋復合除塵器連續運行了3年多后，濾袋的經向強度仍有690N以上，維向強度仍有880N以上。說明電袋復合除塵器的復合除塵機理是科學和合理的。

5 結語

(1)由于燃煤鍋爐排放的煙氣成分復雜且多帶有腐蝕性，應從濾料整個壽命周期進行考慮，選擇性能好、質優的濾料。

(2)優化布袋、電袋復合除塵器整機機構。選擇恰當的過濾風速、做好整機的氣流組織、旁通煙道等保護措施，使濾料能在穩定、合理的工況下運行。

(3)加強除塵器的運行管理。如除塵器投運前的預涂層保護，安裝噴水降溫系統、設置嚴密的超溫保護自動控制系統等。實踐證明，對除塵器良好的運行管理可以延長濾袋使用壽命。

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