布袋除塵器布袋壓差高及破損分析與處理措施

劉會來

（中國石油大慶石化公司熱電廠，黑龍江大慶 163711）

0 引言

大型燃煤電廠廣泛使用布袋除塵器對煙氣中的灰塵進行處理，以達到環保要求，保證布袋除塵器的安全可靠，提升布袋除塵器的壽命和經濟性已經成為各大電廠的迫切需求。布袋壓差過高會帶來一定的安全隱患，提升布袋除塵器的成本，布袋破損甚至會直接導致布袋除塵器失去作用，導致燃煤電廠無法達到環保要求。

1 布袋除塵器運行情況

大型燃煤電廠正常運行時，布袋除塵器在設計范圍內工作，其壓差應在1200 Pa 以下，但隨著大型燃煤電廠的持續運行，鍋爐泄漏或布袋除塵器的壽命問題都會導致差壓升高，這時鍋爐排煙系統的阻力增加，引風機電機耗電量持續升高，有可能威脅鍋爐機組的安全運行。

2 壓差升高原因分析

2.1 鍋爐氨逃逸較高

鍋爐機組經過長時間運行后，有可能發生催化劑失效問題，大量的氨無法被中合而混入煙氣，與SO3發生化學反應生成NH4HSO4附著在布袋表面，阻塞布袋的縫隙，使布袋的除塵效果下降，氣流通過布袋的阻力增加，引起冷風機的功耗上升，消弱了鍋爐機組的經濟性。氣流通過布袋的阻力增加還會形成引風機強風效應，威脅機組的運行安全。由此可知，布袋表面結晶阻塞布袋的縫隙是導致布袋差壓升高的主因，而這種結晶通過反吹無法去除，嚴重影響布袋的透氣率。圖1 為布袋表面結晶、板結，圖2 為倉室內的結晶。

圖1 布袋除塵器布袋表面結晶、板結

圖2 布袋除塵器倉室結晶

2.2 吹掃氣源結露

除塵器使用壓縮空氣清灰，壓縮空氣的濕度為100%，當濕潤的空氣與布袋表面發生接觸時，由于溫度降低而凝結為小水滴，發生結露現象，并與布袋表面的灰塵相互混合附著于布袋表面，阻塞布袋的縫隙。煙氣中也含有一定的水蒸氣，這些水蒸氣隨著煙氣吹入布袋，也會由于溫度下降而產生結露現象，受吹灰氣流的影響，布袋表面長時間結露就會使布袋變質，增大布袋壓差。

3 布袋破損原因分析

3.1 反吹壓力高

當布袋差壓升高而沒有及時更換布袋時，通常會采用提高吹灰壓力來清除布袋表面積灰，這時布袋會迅速漲大，布袋的收縮速率較快，使布袋與袋籠發生劇烈摩擦而產生破損（圖3）。

圖3 布袋間的摩擦、破損

3.2 煙氣中固體顆粒對布袋的磨損

煤粉燃燒不完全會產生大量的固體顆粒，這些固體顆粒隨氣流沖擊布袋表面，也會加速布袋的磨損，并且這些固體顆粒的溫度很高，進一步增加了布帶的磨損程度，最終導致布袋被磨漏（圖4）。

圖4 顆粒對布袋的磨損

3.3 布袋超期運行

布袋的設計使用壽命是3000 h，但一些熱電廠為了提高布袋除塵器的經濟性，超期使用布袋，也會導致布袋破損。

4 布袋除塵器差壓升高處理措施

4.1 增大吹掃氣量

（1）增加進氣量。增大布袋除塵器的進氣量，為布袋除塵器增加輔助氣源，當原有風機供風量不足時，僅需5 s 就能提高氣源進氣量，使清灰壓力達到60 kPa，提高布袋除塵器的清灰效果。

（2）優化氣閥結構。傳統的布袋除塵器使用蝶閥作為氣閥，蝶閥的作用是控制進氣壓力，隨進氣壓力的變化進行動作，但蝶閥的反應不夠靈敏，需要30 s 以上的反應時間，無法跟上氣源壓力的變化，蝶閥長期處于調整狀態，大大增加了蝶閥的能耗。對此，可以將蝶閥更換為反應更加靈敏的安全閥，更換為安全閥后，只需設置進氣壓力就可保持氣源的壓力穩定，因為安全閥的反應時間短，系統處于低負荷時，僅需1 臺鼓風機就可提供充足的氣源，系統處于高負荷時，也只需2 臺鼓風機就可以滿足系統的進氣要求，大大提高了布袋除塵器的效率，降低系統能耗。

4.2 延長吹掃氣流作用時間

傳統的布袋除塵器噴嘴采用高速旋轉的工作形式，致使噴嘴作用時間較短，氣流無法到達布袋底部，使布袋底部的灰塵無法得到清理，從而增加了系統的阻力。為此，對布袋除塵器加裝減速機，使噴嘴的旋轉速率降低1/2，氣流能夠到達布袋底部，使布袋底部的灰塵得到清理，提高噴吹裝置的清灰效率，進一步降低系統能耗。

4.3 定期提溫隔離吹掃

由于布袋除塵器內NH4HSO4的存在，使布袋長期處于阻塞狀態，這是由于NH4HSO4易潮解，能夠吸收空氣中的水分，產生粘稠的糊狀物，阻塞布袋孔隙，增加了布袋壓差。因此對硫酸氫銨進行控制能夠有效減少布袋的阻塞，一方面要控制氨的逃逸，盡量設置較低的考核指標；另一方面可以提高布袋溫度，布袋的耐熱溫度能夠達到170 ℃，而NH4HSO4的熔點是147 ℃，只要適當控制進風與出風位置，很容易使氣流溫度達到155 ℃，這時進一步提高清灰壓力，就能大大減少NH4HSO4附著于布袋表面。采取這種辦法進行清灰時，只需2 h 即可有效降低布袋壓差300 Pa，大大降低系統阻力，使系統能耗進一步降低。

4.4 吹掃氣源加熱

吹掃氣源結露的問題可以通過加熱氣源解決，采用凈氣室煙氣加熱的辦法能夠有效提高氣源的溫度，使氣源溫度高于結露溫度。可以在進氣室直接引出氣源管路，利用氫氣室內的灼熱煙氣提高氣源溫度，還可以避免粉塵對短路的沖擊，這種方法可以有效提高氣源溫度30 ℃以上，避免結露對布袋造成的損壞。

5 布袋破損處理措施

5.1 試驗適合工況的布袋

布袋的材料也是影響布袋除塵器性能的主要因素，傳統的布袋除塵器多采用玻璃纖維作為布袋的材料，這是因為布袋運行時需要承受較高的溫度，同時也要承受強烈的酸性腐蝕，因此布袋的材料決定著布袋的使用壽命。經實際使用驗證，玻璃纖維的熔點能夠達到327 ℃，最高耐熱溫度280 ℃，還具備優良的耐磨性、阻燃性和絕熱性，是制作布袋的理想材料，在各種氧化環境中不會發生水解反應，被廣泛應用于除塵領域。PTFE 是近年來新興的布袋材料，該材料能夠保證很好的清潔性，即使在較高的溫度下也不易附著灰塵，其使用壽命比傳統材料提升3 倍以上，其耐熱溫度較高（使用溫度也能達到200 ℃以上），在有機塑料中的耐熱溫度處于前列，并且兼具一定的低溫性能，對強酸、強堿具有很好的抵抗作用，在強酸、強堿環境中能夠保持很好的材料穩定性。如果因布袋質量問題而導致顆粒物增多，將直接影響熱電廠的排放標準，使其無法達到環保要求。在未來一段時間，技術人員將開發更優良的布袋材料，具有更強的耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗老化性能。目前，PTFE 仍是布袋材料的最佳選擇，采用玻璃纖維作為底材，PTFE 附膜的形式能得到高質量的布袋，大幅提高布袋除塵器壓差穩定性，布袋破損也進一步降低。

5.2 除塵器做更高等級保溫處理

布袋除塵器增加保溫層可以獲得更好的保溫效果，當保溫層厚度為150 mm 時，布袋內的溫度可以維持高于露點的水平，并同時控制漏風率不超過1.5%。但此時的煙氣溫度達到200 ℃，需要在除塵器內部設置耐高溫材料，防止因高溫造成的設備腐蝕，當除塵器內溫度低于露點溫度時系統發出警報，由人工或自動關閉系統。

5.3 除塵器密封處理

除塵器的密封性也將影響內部壓差，要定時進行除塵器密封性檢查，對漏風部位進行維修，還可以優化改進現有氣路及閥門，以減少系統漏風量。

5.4 除塵器停機維護

系統需要停機時，應做好布袋除塵器的維護工作，當需要短時停機時，要清除布袋除塵器內的有害氣體，并保持除塵器內溫度100 ℃以上。當需要長時間停機時，應延時關閉清灰機構，盡量清除布袋表面灰塵，關閉所有閥門，保持除塵器內處于相對潔凈的狀態。

6 結語

從布袋除塵器運行情況、布袋差壓升高的原因和布袋破損原因三方面分析現階段熱電廠布袋除塵器存在的問題，并針對這些問題提出增加吹掃氣量、延長吹掃氣流作用時間、定期提溫隔離吹掃、吹掃氣源加熱、選擇合適的布袋材料、除塵器做更高等級保溫處理、對除塵器進行密封處理、加強除塵器停機維護等措施，進一步提升布袋的使用壽命。