0?概述 某電廠為適應(yīng)環(huán)保的要求，于2008年對(duì)其#3爐電除塵器進(jìn)行了改造，改造成了袋式除塵器。其濾袋設(shè)計(jì)材料為PPS纖維+PTFE（基布），設(shè)計(jì)壽命為30000h，在運(yùn)行20000h時(shí)發(fā)現(xiàn)有破損濾袋，通過對(duì)濾袋的性能測(cè)試及...

0?概述
某電廠為適應(yīng)環(huán)保的要求，于2008年對(duì)其#3爐電除塵器進(jìn)行了改造，改造成了袋式除塵器。其濾袋設(shè)計(jì)材料為PPS纖維+PTFE（基布），設(shè)計(jì)壽命為30000h，在運(yùn)行20000h時(shí)發(fā)現(xiàn)有破損濾袋，通過對(duì)濾袋的性能測(cè)試及分析，找到了造成濾袋破損的原因主要是SO2酸腐蝕及機(jī)械磨損。該廠相關(guān)人員結(jié)合本廠煤種情況通過對(duì)現(xiàn)有市場(chǎng)濾料的特性進(jìn)行分析，以及調(diào)研兄弟電廠濾袋的使用情況,并和濾袋生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)交流，對(duì)其#3爐除塵器濾袋進(jìn)行了改型。目前該廠#3爐除塵器運(yùn)行良好,達(dá)到了預(yù)期的效果。

1概況：
1.1 #3爐袋式除塵器的性能參數(shù)
型號(hào):LPPJFF1120×8 低壓旋轉(zhuǎn)脈沖清灰袋式除塵器（引進(jìn)德國魯奇技術(shù)）
設(shè)備型式:平進(jìn)平出式、外濾式、在線清灰
大處理風(fēng)量:1760000m3/h
入口粉塵濃度: 40g/Nm3
入口溫度:130～165（高180）℃
濾袋總數(shù): 8960條
濾袋材質(zhì):PPS（PTFE基布）
過濾風(fēng)速:0.99m/min
設(shè)備運(yùn)行阻力:800～1500Pa,初期800～1100Pa
出口設(shè)計(jì)排放濃度:＜50mg/Nm3
1.2 #3爐袋式除塵器濾袋設(shè)計(jì)材質(zhì)及參數(shù)
濾袋作為核心部件，#3爐袋式除塵器濾袋設(shè)計(jì)材質(zhì)為PTFE基布，迎塵面和背塵面為100%聚苯硫醚纖維（進(jìn)口），濾料整體PTFE浸滲處理。其長期使用溫度為130～165℃，瞬時(shí)可達(dá)180℃（每年累計(jì)400小時(shí)以下），O2含量小于10%（Vol）、NOx小于600mg/Nm3。

1.3 #3爐袋式除塵器的運(yùn)行情況
#3爐電除塵器改造為低壓旋轉(zhuǎn)脈沖清灰袋式除塵器后，到停爐大修為止，#3爐除塵器已運(yùn)行近兩年半（20024小時(shí)），總體運(yùn)行工況較好。停爐檢修后對(duì)#3爐除塵器宏觀檢查發(fā)現(xiàn)濾袋破損158條，濾袋內(nèi)積灰約40余條（潛在斷袋的可能），近200條濾袋需更換。四個(gè)通道破損部位及數(shù)量見圖一（紅色標(biāo)記）如下：

2?對(duì)破損濾袋使用情況分析
針對(duì)#3爐除塵器的破袋情況，該電廠抽樣委托國內(nèi)生產(chǎn)濾袋規(guī)模較大的廠家廈門三維絲環(huán)保股份有限公司對(duì)其破損的濾袋進(jìn)行檢測(cè)及技術(shù)分析。
2.1對(duì)抽檢破損濾袋的外觀分析
濾袋長803.cm，折徑為:20.08cm；新濾袋長度為811.0-813.5cm，折徑為：20.1-20.3 cm，即濾袋縱向熱縮率為：0.91-1.22%，橫向熱縮率為：0.10-1.08%。整條濾袋破損嚴(yán)重，尤其是濾袋上半段。整條濾袋存在多處由內(nèi)向外磨損大小不一的破洞，破洞處邊沿可見基布；在袋籠橫筋處也存在由內(nèi)向外磨損的破洞。濾袋多處表面纖維層被磨損，可見基布；凈氣面存在纖維層脫落、縱向裂開。（見圖三、四）
經(jīng)強(qiáng)力清灰后，粉塵仍粘結(jié)在濾料表面，說明粉塵粘性大，且纖維為棕綠色。粉塵為酸性，Ph=2。
2.2對(duì)抽檢破損濾袋的常規(guī)性能分析
表一、表二為抽檢濾袋的常規(guī)性能測(cè)試結(jié)果。抽檢濾袋橫向強(qiáng)力明顯下降，尤其袋尾段；清灰后，局部透氣氣量偏大，歸因于濾袋局部纖維層被磨損裸露基布；克重偏大，歸因于濾料表面仍粘結(jié)粉塵。

2.3對(duì)抽檢破損濾袋的材質(zhì)分析
通過對(duì)抽檢濾袋纖維層紅外譜圖分析，PPS分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，PPS受到了氧化及磺化等腐蝕。
2.4對(duì)抽檢濾袋熔點(diǎn)、分解溫度分析
抽檢濾袋PPS分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，受腐嚴(yán)重。
2.5對(duì)抽檢濾袋電鏡掃描分析
抽檢濾袋迎塵局部纖維依然粘附較多的粉塵，粉塵呈酸性，腐蝕纖維，進(jìn)一步說明有粉塵板結(jié)現(xiàn)象。通過以上分析，測(cè)試結(jié)論如下：
粉塵沖刷、機(jī)械力等硬力作用導(dǎo)致濾袋表面纖維磨損。
濾袋與袋籠互相磨損導(dǎo)致濾袋出現(xiàn)多處由內(nèi)向外的破洞及多處豎筋方向的開裂。
濾袋局部粉塵板結(jié)，粉塵為酸性，煙氣溫度可能頻繁穿越酸露點(diǎn)，導(dǎo)致濾袋纖維層受腐蝕嚴(yán)重。纖維層受損斷裂，濾袋橫向強(qiáng)力明顯下降。化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷導(dǎo)致濾袋失效。
3?濾袋選型需考慮的因素
鑒于對(duì)濾袋的檢測(cè)結(jié)果，濾袋需盡快進(jìn)行更換。根據(jù)檢測(cè)情況看原設(shè)計(jì)材質(zhì)為PTFE基布，迎塵面和背塵面為100%聚苯硫醚纖維（進(jìn)口），已不在適用該廠運(yùn)行工況，需對(duì)濾袋材質(zhì)進(jìn)行改型。
為此，為了選取高質(zhì)濾袋，該廠相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合本廠煙氣特點(diǎn)分析考慮了以下因素：
3.1常用濾料材質(zhì)的性能比較?

首先，對(duì)電廠布袋除塵器常用濾料材質(zhì)的性能進(jìn)行了比較(見表三)。
濾料品種也很多，通過上表的比較，不同的濾料具有不同的特性，各有其適用條件。電廠布袋除塵器常用的濾料有：PPS、P84、PTFE，采用哪種濾料需根據(jù)其煙氣工況等條件合理選擇。
3.2化學(xué)腐蝕因素
濾袋的化學(xué)腐蝕主要有：酸露點(diǎn)的腐蝕和硫酸氣溶膠的腐蝕。經(jīng)了解，該廠#3爐改為布袋除塵器后燃煤情況由于燃煤市場(chǎng)變化，燃煤煤種發(fā)生了變化，燃煤硫分明顯增大，由原來進(jìn)入濾袋的煙氣SO2的濃度: 800～3000 mg/ Nm3，增大到：800～4500 mg/ Nm3，且有一大部分時(shí)間段進(jìn)入濾袋的煙氣中SO2在4000mg/m3左右工況下，煙氣中較高SO2，煙氣的露點(diǎn)越高，除塵器在使用過程中存在著結(jié)露現(xiàn)象，加之酸性氣對(duì)濾袋的腐蝕，濾袋極易失去強(qiáng)度。
特別對(duì)電廠常用的性價(jià)比比較高，過濾精度也較高的PPS濾料，必須考慮煙氣運(yùn)行的下限溫度—酸露點(diǎn)溫度。煙氣一旦在濾袋上結(jié)露：一會(huì)造成濾袋上粉塵層的糊袋和板結(jié)（造成濾袋運(yùn)行阻力迅速上升，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行）。二會(huì)更有甚者，燃煤鍋爐煙氣中的SO3會(huì)與水發(fā)生不可逆反應(yīng)而生成硫酸 H2SO4。硫酸將不斷在濾袋或粉塵上霧狀結(jié)聚形成氣溶膠，隨后硫酸氣溶膠又會(huì)不斷濃縮對(duì)PPS濾袋和設(shè)備金屬部件進(jìn)行強(qiáng)烈的氧化腐蝕。因此，電廠鍋爐運(yùn)行時(shí)，必須注意控制好煙氣的溫度，防止因煙氣結(jié)露造成對(duì)濾袋和設(shè)備的損傷。
根據(jù)表三，就應(yīng)對(duì)化學(xué)腐蝕影響，電廠常用的相關(guān)濾料材質(zhì)，PTFE 優(yōu)于PPS和P84。
3.3氧化因素
一般電廠常用的濾料為性價(jià)比較高的PPS濾料，該廠#3爐袋式除塵選取的濾料是PPS纖維+PTFE基布，面層為PPS纖維。從表三可以看出PPS濾料耐堿、耐酸性能比較好，但大的弱點(diǎn)抗氧化性能較差。
PPS容易氧化，供應(yīng)廠商都會(huì)要求，要確保PPS濾料的使用壽命不低于3000小時(shí)，就應(yīng)當(dāng)使之在煙氣溫度不超過150℃、含氧量不超過8%、含NO2不超過15mg/m3的條件下使用。如溫度有波動(dòng)，要控制達(dá)到170℃的溫度每次不超過1h，每年累計(jì)不得超過400h；達(dá)到190℃的溫度每次不超過10min，每年累計(jì)不得超過50h。
從表三可以看出 PTFE纖維、 P84纖維耐氧化性優(yōu)于PPS纖維。
3.4?水解因素
水解是化合物與水反應(yīng)而起的分解作用。PPS、PTFE不會(huì)水解，諾梅克斯和P84易水解。P84（聚酰亞胺）濾料的使用溫度如果超過140℃，再有一定的水氣，就會(huì)發(fā)生水解問題。水解現(xiàn)象是可以通過控制溫度和濕度減輕水解或以不同的纖維混合制成濾料。由于P84具有天然的不規(guī)則的中空截面,這意味著其單位重量纖維的表面積要大很多倍，這是提高過濾效率的一個(gè)重要的因素。在濾袋應(yīng)用中,有的電廠采用是將少量P84纖維混合針刺摻入PPS濾料的迎塵面中,可以提高濾袋的過濾精度。但其極易水解問題對(duì)于燃煤濕氣比較大、有結(jié)露現(xiàn)象的需慎重考慮。水解問題上PPS、PTFE不會(huì)水解。
3.5溫度因素
因?yàn)橛貌煌脑现瞥傻臑V料所有長期連續(xù)承受的溫度是不同的，如果使用溫度高于濾料能承受后溫度，濾料很快就會(huì)損壞。有些老電廠排煙溫度較高，夏季溫度在170℃左右，以下（圖六）為某電廠（PPS濾料）在長期在高溫運(yùn)行，濾袋損壞的圖片，其濾袋僅使用14000h，不到兩年就發(fā)現(xiàn)大量破袋，糾其原因就是排煙溫度過高，損壞了濾袋。

PS、P84、PTFE三種濾料，PPS實(shí)際長期承受要小于160℃， P84、PTFE長期承受的溫度在200℃左右。為此，在選擇濾袋時(shí)一定要考慮鍋爐排煙溫度對(duì)濾料的影響。
3.6濾料的熱收縮率因素
由于濾料大部分是用化纖制造的，在一定的溫度條件下濾料會(huì)發(fā)生熱收縮，所以濾料生產(chǎn)中必須進(jìn)行熱定型處理，熱定型工藝很關(guān)鍵。過份熱定型，過份要求熱收縮率小，也可能縮短濾袋的使用壽命。
該廠#3爐袋式除塵器濾袋，從檢測(cè)報(bào)告看出，濾袋與袋籠互相磨損導(dǎo)致濾袋出現(xiàn)多處由內(nèi)向外的破洞及多處豎筋方向的開裂，初步判斷和其熱收縮率有一定的關(guān)系，新濾袋安裝時(shí)，濾袋恰好進(jìn)入袋籠，由于熱定型問題，熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，濾袋緊緊包裹在袋籠上，加之，袋籠的豎筋布置的較少，除塵器運(yùn)行日常清灰時(shí)濾袋急驟膨脹，脈沖氣流過后迅速吸癟回到袋籠上，長時(shí)間必然性導(dǎo)致濾袋機(jī)械摩擦而破損。為此，濾料生產(chǎn)時(shí)，濾料的熱收縮率指標(biāo)是一個(gè)不可忽視指標(biāo)。
4終濾料的選型
通過對(duì)濾袋選型需考慮的因素的分析，如果還延用該廠#3爐除塵器原設(shè)計(jì)PPS面層+PTFE（基布），存在以下風(fēng)險(xiǎn)：1）溫度多變時(shí),煤質(zhì)熱值多變,供氧含量高時(shí)（比如高于8%），PPS容易氧化； 2）該廠燃煤含硫量多變，高的SO2轉(zhuǎn)化成SO3的幾率升高，SO3直接提高酸露點(diǎn)溫度，增加PPS發(fā)生磺化反映的風(fēng)險(xiǎn)。 3）NOX和含硫高時(shí)，酸露點(diǎn)有可能高于運(yùn)行溫度，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸結(jié)露，產(chǎn)生濃HNO3和H2SO4，氧化PPS，且結(jié)露有可能導(dǎo)致糊袋，系統(tǒng)阻力上升。 4）粉塵濃度高時(shí)，系統(tǒng)阻力上升、排放濃度增高。
為此，該廠在#3爐濾袋選型方面，技術(shù)人員結(jié)合機(jī)組燃煤情況、排煙溫度、工況變化、粉塵特性、脫硝等因素，特別是針對(duì)酸結(jié)露腐蝕問題，和國內(nèi)宜興高奇環(huán)?？萍加邢薰尽B門三維絲環(huán)保股份有限公司、必達(dá)福環(huán)保工業(yè)技術(shù)有限公司有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了技術(shù)交流，結(jié)合PTFE、PPS等纖維的特點(diǎn)及環(huán)保排放要求，終濾料選用了PTFE基布+50%PTFE/50%PPS，并在技術(shù)協(xié)議中對(duì)供貨商濾料的熱收縮率等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的約束。

該廠#3爐布袋除塵器改型為100%PTFE基布，面層：50%PPS+50%PTFE混紡針刺濾料，現(xiàn)已運(yùn)行近三年，目前，抽樣檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。該廠通過優(yōu)化運(yùn)行方式，合理控制差壓，確保濾袋的塵餅形成，并保持一定的厚度，達(dá)到了濾袋保護(hù)及一次塵過濾二次塵目的，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站測(cè)試，煙囪煙塵排放濃度僅為：10. 9 mg/m3，從該廠現(xiàn)運(yùn)行情況看，#3爐袋式除塵器濾袋改型是比較切合實(shí)際的。