活性炭廠袋式除塵器故障分析及處理措施

趙 禹

（晉能控股煤業集團金鼎活性炭山西有限公司，山西 大同 037001）

1 MC36-II 型袋式除塵器使用概況

晉能控股煤業集團金鼎活性炭山西有限公司破碎炭篩分包裝車間（442）中2 臺去石機設備雖自帶旋風除塵風機，但不能滿足除塵效果。該設備吸塵點不能與原除塵系統合用，應單獨設置2 臺布袋除塵器。故增加2 臺MC36-II 型布袋除塵器。

MC36-II 型布袋除塵器采用獨立式電氣控制箱，破碎炭炭化車間為防爆型。備煤及破碎炭炭化車間內控制箱為非防爆型，放置在非防爆控制室內，防護等級為IP65。預留遠程端口，所有信號可上傳到上游DCS 系統中。活性炭廠在前期生產過程中，MC36-II型布袋除塵器頻繁出現放空管線多次冒黑煙等故障，增加了設備故障率，影響著安全穩定生產。

2 MC36-Ⅱ型除塵器結構及原理

1）結構組成：MC36-Ⅱ型除塵器主要由卸灰閥、支架、灰斗、箱體、濾袋、籠袋、電磁脈沖閥、儲氣罐、噴管、清潔室、環隙引射器、凈化氣體出口、含塵氣體入口等部分組成，如圖1 所示。

圖1 MC36-Ⅱ型除塵器結構示意圖

2）主要技術參數：MC36-Ⅱ型除塵器安裝電機功率為15 kW，風機壓力為2950 Pa，過濾風速為3 m/min，除塵效率為99.8%，具體如表1 所示。

表1 MC36-II 型布袋除塵器技術參數

3）除塵器工作原理：金鼎活性炭廠采用的袋式除塵器主要為干式濾塵裝置，主要用于對生產過程中產生的細小、揮發性強以及非纖維性粉塵進行捕集，在化工、電力等領域中被廣泛應用；除塵器中采用的濾袋主要為濾布，利用纖維織物的過濾作用對含塵氣體進行過濾，當含有粉塵的氣體進入除塵器后，粒徑大的粉塵顆粒在濾袋內碰撞，利用重力作用實現自降。當顆粒小且揮發性強的粉塵顆粒通過濾袋時被阻留，從而實現氣體凈化的目的[1-4]。

3 MC36-Ⅱ型除塵器常見故障及原因分析

3.1 常見故障類型

金鼎活性炭廠在生產過程中產生的粉塵氣體通過MC36-Ⅱ型除塵器后，頻繁出現除塵器出口放空管線冒黑煙現象，通過現場檢查除塵器內的濾袋位于根部處出現多處破口，特別是濾袋與籠骨、隔板接觸處損壞嚴重，同時除塵器籠骨也存在變形現象。

3.2 除塵器故障原因分析

根據除塵器故障類型，分別從除塵器溫度、壓力、工藝等方面進行合理分析[5-8]，發現除塵器故障原因主要表現在幾下幾方面：

1）除塵器供氣量及氣速過大：MC36-Ⅱ型除塵器在工作時允許最大氣量為720 m3/h，除塵器過濾面積為8 m2，供氣壓力為100 kPa，溫度為270 ℃，最大允許氣速為1.5 m/s。但是現場實測發現，除塵器氣量為1000 m3/h，氣速可根據v=Q/60S 進行計算，其中v 為氣速，m/s；Q 為氣量，取1000 m3/h；S 為過濾面積，取8 m2。通過計算可得實際氣速v=2.1 m/min，氣量與氣速遠遠超過設計值，從而造成濾袋及籠骨變形。

2）除塵器布袋材質影響：MC36-Ⅱ型除塵器布袋主要由FMS2108 覆膜制成，該材質的布袋在使用時具有風速低、工作溫度低以及橫徑向所受拉力低等優點。但是FMS2108 覆膜韌性相對較差且易折損，除塵器徑向噴吹清灰時很容易折斷；同時該材料布袋透氣性差，當氣量超過設計氣量時吹風阻力大，很容易使布袋產生抖動，從而導致布袋破損。

3）噴吹方式影響：傳統的除塵器濾袋上安裝噴吹管，噴吹管上布置若干個孔并對準濾袋口，工作時除塵器脈沖閥發出脈沖氣流通過噴孔射入濾袋內，從而使濾袋產生振動作用，使濾袋上粉塵自動脫落；但是金鼎活性炭廠采用的MC36-Ⅱ型除塵器共計安裝5個濾袋且分隔室空間小，所以未安裝噴吹管，從而造成濾袋表層粉塵不能完全清理，粉塵出現積累現象，大大降低了濾袋透氣性以及使用壽命。

4）籠骨結構影響：MC36-Ⅱ型除塵器布袋長度為3.5 m、直徑為160 mm，籠骨尺寸小于布袋尺寸的2～3 mm，籠骨采用10 根碳鋼鍍鋅材質的鋼筋制成，鋼筋直徑為3 mm，圓環布置間距為200 mm，該材質制成的籠骨承載強度低，且籠骨與隔板之間未采取任何措施固定，當氣量增大時產生的瞬間沖擊力造成袋籠運動，不僅造成袋籠與隔板之間間隙變大，而且使隔板與布袋之間產生摩擦，從而造成布袋損壞。

4 除塵器故障處理措施

4.1 減少氣量

為了降低氣量及氣速，合理降低輸灰管道所需的氣量，將氣量降低至750 m3/h，通過計算可得氣速降低至1.56 m/min，從而防止因氣量及氣速過大導致籠袋振動破損，以及造成籠骨與籠袋磨損現象。

4.2 提高布袋材質

由于原FMS2108 覆膜制成的布袋材質透氣性差，優化后決定采用PTFE 覆膜針刺氈制成的布袋，該材質過濾風速為1.0～1.7 m/min，透氣量為FMS2108覆膜的2～3 倍。具體技術參數對比如表2 所示。

表2 優化前后兩種濾袋技術參數對比

4.3 改變噴吹方式

MC36-Ⅱ型除塵器原主要采用一根直徑為87 mm的鋼管進行噴出，未對濾袋安裝噴吹管。為了提高噴吹效果，決定對原噴吹方式進行優化改進，在原噴吹的方式上對每個濾袋安裝一個噴吹口，噴吹口直徑（其中C 為系數，取55%；d 為脈沖閥出口直徑，取87 mm；n 為濾袋數量，取5 個），經計算可得，噴吹口直徑D=28 mm，所以對每個濾袋口安裝一根直徑為28 mm 鋼管并將鋼管口與濾袋口對接。

4.4 優化籠骨及固定方式

1）為了防止籠骨與濾袋之間產生摩擦作用，增加籠骨的抗變形強度，決定將原籠骨碳鋼鍍鋅材質的縱筋替換為304 不銹鋼材質縱筋，縱筋數量增加至15 根，且鋼筋直徑由原來的3 mm 變為3.5 mm，圓環間距不變，同時在圓環上增加2 根十字形加強筋。

2）為了防止MC36-Ⅱ型除塵器在工作過程中出現氣量過大導致袋籠出現抖動現象，決定對濾袋與噴吹口處安裝固定裝置，首先在噴吹管與濾袋接口處安裝2 個支耳，在支耳底座上開2 個直徑為16 mm 螺栓孔，然后采用2 根M16 的螺栓將濾袋固定，如圖2所示。濾袋固定后可避免在大氣量瞬間沖擊力作用下出現濾袋上下振動現象。

圖2 MC36-Ⅱ型除塵器籠骨與濾袋固定方式剖面圖

5 結語

金鼎活性炭廠針對MC36-Ⅱ型除塵器在使用過程中因供氣量大、布袋質量差、噴出方式不合理以及籠骨質量差、固定不合理等，導致除塵器頻繁出現故障，通過合理優化后，除塵器在后期使用過程中發現其故障率大大降低，由原來的17%降低至4%，設備維修費用減少了24.2 萬元，保證了活性炭廠安全穩定生產，取得顯著應用成效。