簡析燃煤電廠鍋爐除塵器濾袋失效原因

郎濟鳳

摘 要 本文針對燃煤電廠鍋爐除塵器濾袋失效原因，結合實際案例，從機械破損、化學腐蝕、高溫燒灼、結露阻塞四個方面分析了引起燃煤電廠鍋爐除塵器濾袋失效的原因，并提出合理選擇除塵器濾袋的思路。希望對提升除塵器濾袋使用年限，降低運行成本有一定的借鑒。

關鍵詞 燃煤電廠;鍋爐除塵器濾袋;機械破碎;化學腐蝕

1案例分析

某燃煤電廠鍋爐除塵器濾袋材質為PTFE基布，迎塵面和背塵面都是100%聚苯硫醚纖維，可在130℃～165℃中長期使用，O2含量小于10%（Vol），NOx則小于600mg/Nm3。該除塵器濾袋運行超過20124小時，總體運行效果較好，在2019年7月停爐檢查時，發現超過120條除塵器濾袋破碎，超過200條除塵器濾袋需要更換。

2燃煤電廠鍋爐除塵器濾袋失效原因分析

2.1 機械破損

除塵器濾袋的機械破碎主要體現在兩個方面：其一是濾料無紡層發生磨損，其二是濾料無紡層發生脫落。這兩種現象都是由氣流分布不均勻，致使粉塵在大風速下，對除塵器濾袋表面沖擊引起的。或者是除塵器濾袋安裝不夠合理，導致除塵器濾袋之間發生摩擦破碎。也可能是噴吹管安裝時垂直度不足，致使除塵器濾袋口30～40cm范圍中發生破洞，從而導致除塵器濾袋失去了過濾粉塵的性能。

2.2 化學腐蝕

化學腐蝕最為顯著的表現是大幅度降低除塵器濾袋的強度，常見的有以下幾種原因：①酸腐蝕。對除塵器濾袋造成酸腐蝕的主要物質為硫氧化物，? 燃煤鍋爐多采用高硫煤作為主要能源，煙氣中含有大量硫氧化物，其濃度可到5000mg/Nm3。在高溫環境下，硫氧化物會形成亞硫酸和硫酸，從而促使除塵器濾袋，失去過濾效果。通常情況下，為降低酸腐蝕，需要將煙氣運行溫度控制在酸露點以上，如果溫度低于酸露點，則要立即關閉除塵器濾袋運行系統，避免造成腐蝕。②氧化腐蝕。氧化物質也會對除塵器濾袋造成不同程度的腐蝕破壞，尤其是對PPS除塵器濾袋造成的氧化腐蝕最為嚴重。可降低PPS纖維的脆性，雖然不會對外觀造成影響，但會降低PPS纖維的強度，甚至不足200N，無法起到過濾的效果[1]。③水解。水解是一種化學反應，反應過程為：水分子進入纖維高分子中而引起的一系列分解過程，比如：聚酯、P84、NOMEX等都是不耐水解纖維。水解需要在特定的環境下才能完成，需要高溫、濕度、化學品等都達到一定要求之后，才能發生水解反應。比如：PPS纖維、PTFE纖維等都不屬于聚合體，應用才能材料的除塵器濾袋，可解決水解失效問題。

2.3 高溫灼燒

高溫灼燒對除塵器濾袋造成的失效主要表現是：除塵器濾袋在長期高溫灼燒的狀態下，會引起劇烈收縮，產生嚴重硬化，如果情況嚴重，甚至會導致除塵器濾袋發生破洞。主要的原因是除塵器濾袋在運行中，所承受的溫度超過出了最大承受范圍。尤其是在高溫顆粒、高溫煙氣、長時間在高溫狀態下運行，極易因為高溫灼燒導致除塵器濾袋失效。

2.4 結露阻塞

結露的本質是濕度較大的空氣在一定氣壓及溫度的作用下，析出飽和水分，析出水分的溫度點就是結露點。在飽和狀態下，氣壓越大，則揭露點就越低，空氣濕度越大，則結露點就是越高。一旦空氣濕度達到一定范圍，并且溫度低于結露點時，就會析出水分，進而形成結露現象[2]。當溫度高于結露點時，通常不會析出水分，也就不會出現結露現象。此外，如果燃煤鍋爐生產時煙氣中含有大量的二氧化硫，煙氣的結露點也會提升。除塵器濾袋在使用中，周圍空氣濕度比較大，和粉塵黏結后會附著在除塵器濾袋表面，堵塞除塵器濾袋孔，提升運行阻力，從而導致除塵器濾袋失效。

3燃煤電廠鍋爐除塵器濾袋選型分析

目前在燃煤電廠鍋爐中，常用的除塵器濾袋品名及性能，如表1所示：

從表1中可以看出，燃煤電廠鍋爐除塵器濾袋可選材料比較多，通過性能對比可知，不同除塵器濾袋材料有不同的特性，各自的適用條件也不相同。需要結合燃煤鍋爐煙氣實際工況來選擇與之相適的除塵器濾袋材料。就本企業而言，如果仍然采用PEFE作為除塵器濾袋，則在運行中存在如下風險：

如果溫度多變，燃煤熱值多變，給養量超過8%時，容易引起氧化失效。

該燃煤鍋爐含硫量多變，二氧化硫轉化成三氧化硫的概率比較大，一旦三氧化硫的濃度提升，會致使酸結露點溫度也隨之提升了，增加除塵器濾袋發生結露堵塞的風險。

當粉塵濃度比較高時，除塵器濾袋運行的阻力也會隨之提升，排放濃度增加。

因此，該燃煤鍋爐在選擇除塵器濾袋時，需要綜合考慮燃煤情況、排煙溫度、工程變化、粉塵特性等，為更好地滿足環保需求，可選擇PTFE基布+50%PTFE/50%PPS復合而成的除塵器濾袋，提升除塵器濾袋使用壽命，避免頻繁發生失效問題[3]。

4結束語

綜上所述，本文結合實際案例，分析了燃煤電廠鍋爐除塵器濾袋失效原因，分析結果表明，導致除塵器濾袋失效的原因有很多，既包括機械因素，也包括物理因素和化學因素。為解決除塵器濾袋頻繁失效問題，需要結合燃煤鍋爐機組運行實際情況，選擇合理的除塵器濾袋類型，才能提升除塵器濾袋運行壽命，降低運行成本。

參考文獻

[1] 張磊，石維彬.350MW機組鍋爐布袋除塵器布袋失效的原因分析及預防[J].冶金動力，2017，（4）：10-13.

[2] 張晟，程群.生物質電廠布袋除塵器中的問題及應對措施的現代研究[J].科學與信息化，2017，（36）：111-112.

[3] 劉含笑，姚宇平，酈建國，等.燃煤電廠WESP顆粒物脫除機制及排放特征研究[J].中國電力，2017，50（12）：178-184.