預防袋除塵濾料失效的措施分析

柳靜獻，毛寧，孫熙，王金波

（東北大學濾料檢測中心，沈陽 110004）

1 概述

袋除塵作為控制煙塵排放的最有效途徑，在工業煙塵治理，尤其是微細顆粒物控制方面發揮著重要作用。由于現場應用條件的不同和濾袋本身的差異以及除塵器的設計安裝等因素的影響，濾袋在使用中過早失效的案例時有發生。如何確保濾袋安全可靠的應用，一直是業內關注的焦點[1～3]。

針對失效事件的致因，可以采用故障樹分析，配合割集合、徑集合來研究失效事件發生與不發生的可能性[4]；針對預防失效發生措施的研究，可以應用故障樹的對偶樹—成功樹來分析[5-6]。本文應用成功樹來研究袋除塵器濾袋失效的預防措施，為現場安全可靠使用袋除塵器提供幫助。

2 濾料不發生失效的條件

袋除塵器濾袋失效包括：濾料破損失效、濾料阻力大失效或濾料透濾所致排放超標失效。要使濾料不失效，必須保證濾料無破損失效、濾料無阻力大失效、濾料無透濾所致排放超標失效，事件的關系可用成功樹表示（圖1）。

圖1 袋除塵器濾料不失效的成功樹

成功樹通常由故障樹的對偶樹轉化而來，把原故障樹中的失效事件加上否定詞，變成了“不失效”，也即成功事件；另外，故障樹中的邏輯“與”門變成“或”門，“或”門變成“與”門。與門用“”表示，或門用“”表示。能使“S袋除塵器濾料不失效（即濾料安全可靠使用事件）”發生的條件為“S1濾料無破損失效”“S2濾料無阻力大失效”“S3濾料無透濾致排放超標失效”，即S1、S2和S3三個事件同時發生，頂事件S才會發生。

3 濾料不發生破損失效的措施

通過理論分析及現場調研發現，濾料破損包括空氣動力損傷破損、機械損傷破損、化學損傷破損和熱損傷破損四個方面。針對這些事件，可以畫出防治破損事件發生的成功樹（圖2）。

圖2 濾料無破損失效成功樹分析

要保證濾料無空氣動力損傷，就需要濾料能抗氣流沖刷，或者除塵器中不僅無噴吹氣流頂部沖刷，而且也沒有濾袋外塵氣流沖刷。噴吹管安裝正，或者濾袋口有金屬保護筒，這些是濾料不發生噴吹氣流頂部沖刷破損的條件。要避免濾袋外部塵氣流的沖刷，需要做到箱體入口風流均勻風速適中，并且各倉室間分風均勻，還要保證灰斗維持正常料位，不能超限。

要保證濾料不產生機械損傷，需要濾料能抗機械損傷，或者除塵系統不存在機械損傷因素。欲使除塵系統不存在機械損傷因素，則要保證濾袋安裝垂直、相互間底部不摩擦；并且濾袋之間、濾料與袋籠、濾袋與箱體間不磨碰；而且濾袋在安裝過程中不能由于掛碰致漏；還要保證濾袋在裝運、存儲、運輸過程中不損壞。

濾袋的化學性損傷來自煙氣組分的影響，包括酸堿腐蝕、氧化、水解損傷。要保證濾袋不產生酸堿腐蝕，需要濾料能夠耐酸堿，或者煙氣無酸堿腐蝕；能使煙氣無酸堿腐蝕的條件包括煙氣本身無酸堿腐蝕組分，或者煙氣溫度在酸露點以上；煙氣溫度高并且除塵器保溫性好是保證煙溫在酸露點以上的必要條件。欲使濾袋無氧化水解損傷，濾料本身具有抗氧化和水解是途徑之一；途徑之二是控制爐窯燃燒時空氣過剩系數低、煙氣在緊急情況時摻風噴水適量、煙道無漏風，以避免煙氣中氧和水的含量超標。

要保證濾料無熱損傷，除了要濾料本身耐溫性能好外，還要保證煙氣溫度不超限，始終保持正常，或者降溫措施可靠。

4 濾料不發生高阻力失效的條件

濾袋在使用中由于阻力增大而導致失效，分兩種情況：1）濾料使用時間到其使用壽命，濾料內部被粉塵堵塞；2）由于異常因素導致濾料發生堵塞。針對濾料阻力增大失效預防，畫出成功樹如圖3所示。

要避免濾料由于阻力增大而失效，就要求濾料尚未到壽命期限，并且濾料內部未發生異常的粉塵堵塞。要保證濾料不發生異常堵塞，濾料就應該沒有表面黏塵堵塞，也沒有濾料內部粉塵堵塞。濾料無表面黏塵堵塞就要求濾料不結露而且無黏性粉塵糊袋。保證無結露糊袋的條件包括煙氣含濕量小，或者煙氣溫度高于露點，即煙氣不結露。煙氣不結露需要煙氣預熱器吸熱不要過多且除塵器保溫性好，還要煙氣含硫量小。防止黏性粉塵糊袋的措施包括：濾袋要預涂灰，或者濾料經過拒水防油的表面處理，或者沒有黏性煙氣塵。如要避免產生黏性煙氣塵，就要保證濾料上無油性污染物，煙氣中粉塵為非黏性粉塵，并且煙氣中的粉塵遇水不會生成水解性粉塵。

保證濾料不產生內部塞滿粉塵導致堵塞的條件包括：濾袋本身對粉塵的剝離性好，并且有合適的清灰強度。清灰強度受多個因素影響，要保證清灰強度合適，就需要清灰方法得當、清灰周期短、脈沖壓力清灰的波形正常、清灰用的壓力動力足。

圖3 濾料無阻力增大失效成功樹分析

5 濾料不發生透濾排放超標失效的條件

袋除塵器粉塵排放濃度是工程項目關注的焦點，針對濾料透濾排放超標失效，做出預防其發生的成功樹，（圖4）。

圖4 濾料無透濾排放超標失效成功樹分析

要保證濾料無透濾排放超標失效，不僅要求濾料無破損失效、濾料本身不透濾、袋縫制質量好，還要求除塵器的過濾風速不過高。濾料本身不透濾則要求粉塵的粒徑不能太細，要適合濾袋，或者濾料無質量問題。針對未覆膜濾料，不僅要求克重達到一定值，而且濾料透氣度合適，還要有好的后處理。針對覆膜濾料而言，不僅要求表面覆的膜不脫落，而且膜不能破損，還要保證膜孔不能大。

保證濾料縫制的質量，要求濾袋縫針孔不能太大，縫針和縫線之間配合緊密，或者對較大的針孔進行涂膠或密封處理。

過濾風速不能高，則要保證除塵器設計風速不能高（正常），系統處理的煙氣量不能超過設計值，除塵器的安裝質量要有保證。

6 結語

要保證濾袋在使用中不失效，則需要同時采取一些預防措施，滿足一定的條件。

（1）袋除塵器濾料失效可分為濾料破損失效、濾料阻力大失效和濾料透濾致排放超標失效三種類型。要預防濾料失效，就需要采取措施同時避免這三種形式的失效。

（2）針對失效事件的預防，可以采用故障樹的對偶樹—成功樹來分析。

（3）針對濾料不產生破損失效、濾料不產生阻力大失效和濾料不產生透濾致排放超標失效，分別畫出其成功樹，通過邏輯演繹推理，得出相應的失效防止措施。