超高分子量聚乙烯襯板在電除塵器中的應用

柯玉娟

（上海西重所重型機械成套有限公司，上海 201900）

超高分子量聚乙烯襯板在電除塵器中的應用

柯玉娟

（上海西重所重型機械成套有限公司，上海 201900）

超高分子量聚乙烯材料（UHMW-PE）是一種性能特別優異的工程塑料，沖擊強度居各種塑料之首，使用壽命高于鋼質，耐磨是碳鋼及不銹鋼的3～7倍；摩擦系數小，自潤滑，不吸水，不粘結物料；抗沖擊強度高，綜合機械能好，耐酸堿、鹽腐蝕、不老化，衛生無毒，重量輕，比重是鋼材的1/8。用其制作電除塵器的進出口氣流分布板，避免了電除塵器運行中高濕煙氣對進出口氣流分布板的腐蝕。不僅大大降低設備的運營成本和維護費用，而且提高綜合經濟效益。

超高分子聚乙烯材料；氣流分布板；腐蝕；成本

現有的電除塵器的氣流分布裝置用的最廣泛的是多孔分布板均布裝置，它結構簡單，制造容易。但是，濕法電除塵中噴淋沖洗對氣流分布板的防腐有極高的要求，否則由于煙氣尤其是濕度高的煙氣腐蝕，氣流分布板就會出現大面積腐爛且易堵塞，嚴重影響靜電除塵器內部風場的穩定，導致氣流不均勻，電除塵器的除塵效率就會大大降低。現有的電除塵器氣流分布板采用3～5mm不銹鋼制造比較多，相應成本也高。本臺濕法電除塵器的氣流分布板采用超高分子量聚乙烯襯板替代碳鋼或不銹鋼材質，具有高耐磨、耐腐蝕、耐沖擊等優異性能，并且不宜老化，比重輕，因而解決了碳鋼氣流分布板銹蝕、腐爛的現象以及降低了不銹鋼材質氣流分布板投資成本，并且超高分子量聚乙烯襯板制造的氣流分布板安裝方便，運行管理費用低。

根據美國菲利普石油公司的劃分方法，分子量在150萬以上的聚乙烯稱為“超高分子量聚乙烯”［1］。這臺除塵器的進出口氣流分布板采用的是國產分子量為450萬左右的超高分子量聚乙烯為原料，使用大噸位的壓機及冷熱載體的加熱與冷卻工藝裝置，經過清模、篩料、秤料、混料、加料、加壓、保溫、冷卻、脫模、冷卻、標識，生產出成品。該類產品特性如表1所示［2］。

表1　濕法電除塵器產品特性表

1　電除塵器的運行現狀

熱軋廠1580精軋除塵系統為濕式電除塵，從1996年投產運行至今已長達15年之久。該除塵設備主要性能如下：

除塵器處理風量：5000Nm3/min·臺（工況風量，常溫）；處理煙氣溫度：25～40℃；粉塵組成：氧化鐵（Fe2O3為主）；煙氣中水分：2%（體積）；入口含塵濃度：0.13～0.3g/Nm3；高壓電源發生裝置：79kVA2臺。

該除塵器濕式電除塵本體，全長為12000mm，全高為18500mm，壓力損失為300Pa，極間距離為140mm（異極距），裝置重量約為220t（含配套件）。除塵器設計采用進口日本技術，原設計時氣流分布板采用碳鋼材質未考慮有效的防腐措施，由于除塵器內部工況較差，粉塵濕度大，再加上除塵器常年運行，目前箱體內部腐蝕嚴重，存在嚴重破損現象，現場工作環境惡劣，主要有以下問題：①進出口氣流分布板孔洞易堵塞且出現大面積腐爛，嚴重影響除塵器內部風場的穩定，導致氣流不均勻；②除塵反洗噴淋裝置及供配水管腐蝕斷裂，脫落，經常導致異常放電現象；③內部安全走道欄桿腐蝕破損嚴重，人員不能在上面檢查除塵器運行狀況，影響日常檢修和點檢安全；④除塵器殼體及部分風管腐爛穿孔，導致系統漏風量增大。以上幾種情況從除塵管道破損到除塵器本體結構腐蝕等造成現場不便維修，導致電除塵目前除塵性能急劇下降，除塵效率大大下降。目前除塵器一、二電場的運行電壓為42kV，運行電流400mA，但是在除塵器運行之初時電壓為45kV，此時電場閃落最穩定。從2011年二季度開始連續三季度煙塵排放含量超標：2011年6月為88.9mg/Nm3，2011年9月為66.1mg/Nm3，2011年12月為38.2mg/Nm3，已無法滿足環保設計要求（寶鋼標準為小于35mg/Nm3），必須及時進行改善措施，完善除塵器功能。破損及腐蝕的現場照片（見圖1）。

圖1　出口氣流分布板破損

此除塵器屬于1580精軋除塵系統，通過現場檢查，該除塵器進、出口分布板堵塞、脫落情況是除塵效率降低，不能達標排放的主要原因。分布板的損壞，使進入除塵器電場氣流分布不均勻，形成部分區域氣流速度快，部分區域氣流速度低，造成各區域電場風速不均勻，除塵器除塵效率下降。

2　電除塵器的改造

①除塵器進出口氣流分布板通過重新設計，采用超高分子量聚乙烯材質的多孔板［3-4］，固定多孔板的板框采用碳鋼表面涂刷防腐油漆，改善除塵器內部氣場均勻性和穩定性，導流板增加防腐性能；②除塵器內噴淋裝置及供配水管優化，改進噴淋方式，改善反沖洗效果，提高防腐性能，所有管件采用不銹鋼SUS304；③除塵器內部走道平臺及欄桿重新設計，采用防腐材質，能夠支撐長期使用，做到維修簡便。內部走道平臺采用塑鋼格柵板，塑鋼格柵板要求具有一定厚度的塑料合金包覆層，既有金屬的強度，又具有塑料優異的防腐蝕綜合性能［5］。欄桿采用塑料包覆金屬無縫鋼管結構，欄桿及欄桿的底座的制作和連接采用螺紋連接方法。連接管件采用包塑彎頭、三通、四通、束節等標準管件，可自由裝配，避免焊接處塑料脫落腐蝕；④箱體內部分嚴重腐蝕的板框、支架重新設計和選材并制造更換；⑤少量除塵風管進行修補并做好防腐，根據實際情況增設支架；⑥現場需對極距進行重新調整，將極距調整到合理范圍內（見圖2、圖3）。

圖2　改造后進口氣流分布板

圖3　改造后進口氣流分布板

3　結束語

通過上述改造設計，恢復了熱軋廠精軋電除塵器各部分的功能，除塵系統能夠穩定運行，粉塵逃逸得到有效控制。進出口氣流分布板和除塵器內噴淋裝置及供配水管優化，有利于現場設備的維護和保養，減少事故的發生，確保除塵器的正常運行的目的。

［1］趙剛，趙莉，謝雄軍.超高分子量聚乙烯纖維的技術與市場發展［J］.纖維復合材料，2011，（3）.

［2］黃安平，朱博超，賈軍紀，等.超高分子量聚乙烯的研發及應用［J］.高分子通報，2012，（4）：127-132.

［3］郎毅翔，高敏，關山.超高分子量聚乙烯塑料板代替球磨機高錳鋼襯板的研究［J］.礦山機械，2004，（7）：24-4.

［4］梁雄，馬將，徐斌，雷建國，彭太江，劉志遠.超聲粉末模壓成型超高分子量聚乙烯微塑件的相結構演變規律［J］.高分子材料科學與工程，2016，（4）：111-114.

［5］趙曉琳，杜建華，楊宏偉，賈成廠，呂瑩瑩.超高分子量聚乙烯纖維的表面改性［J］.粉末冶金技術，2015，（1）：58-63.

TQ325.1+2

A

1671-3818（2016）10-00125-02

柯玉娟（1983-），女，漢族，湖北襄陽人，中級職稱，任職上海西重所重型機械成套有限公司，環境工程專業，研究方向：廢氣粉塵治理。