热电厂锅炉布袋除尘器可靠性分析

贾洪彬

（中国石油大庆石化公司热电厂，黑龙江大庆163714）

热电厂锅炉尾气中含有的有害气体，是导致大气污染的元凶之一，2008年我国出台新的《热电厂锅炉大气污染物排放标准》［1］，对锅炉尾气中污染物的限制进一步加强，根据国家标准研制新型高效除尘设备已刻不容缓。当前热电厂中用于除尘的设备主要有电除尘器和布袋除尘器，布袋除尘器除尘效果好、通用性强、易维护性好、投资少，得到广泛应用［1］。布袋除尘器的主要故障表现为：烧袋、糊袋、气室出口提升阀突然关闭、气室压力波动大和电气误动等，不但降低了布袋除尘器的使用寿命，也威胁了锅炉和热电厂的安全［2］。因此在布袋除尘器设计时，可靠性是重中之重。

1 布袋除尘器工作过程

技术最先进的脉冲布袋除尘器具有高效、稳定的优点，组成部分有卸灰系统、过滤系统、喷吹系统、烟道系统和控制系统等。进气结构多采用下进气方式，在灰斗上方设置有进风口，烟尘气进入后由于自身重力作用，较大的尘粒落入灰斗中，剩余烟尘气继续向上进入布袋，利用布袋过滤掉剩余烟尘气中的灰尘，过滤后的气体经由净气室，从提升阀进入出风口，最后经烟囱排入大气［3］。

随着使用时间增加，灰尘逐渐沉积在滤袋壁上，阻塞滤袋孔隙，降低过滤效果。当滤尘阻力或工作时间达到上限后，清灰装置会进行滤袋的清灰，过程为：关闭其中1个袋室的过滤气流，然后对滤袋进行喷吹，喷吹时气流经由喷嘴喷出，使滤袋产生高频震动，迫使滤袋壁上的灰尘碎裂脱落。灰尘掉落过程结束后，当前滤袋的清灰过程结束，重新进入工作状态［4］。

2 布袋除尘器工作可靠性分析

2.1 除尘效率逐渐下降的原因及对策

除尘效率是衡量布袋除尘器维持除尘效率及其可靠性的关键指标。在布袋除尘器使用寿命的前期一般能够保证较高的除尘效率，进入使用寿命的中后期时，由于破损等问题，有时无法保证合格的除尘效率，导致布袋破损的原因有4种［5］。

（1）设计布袋时，选择阻燃性好的材质；（2）对布袋进行与喷涂处理，在布袋表面建立1层保护层，以隔绝火星与布袋材料的直接接触；（3）采用灭火工艺在烟尘气进入布袋前进行灭火处理，过滤掉烟尘气中的火星，可以设置旋风除尘器消除火星，或者加装挡板来减少烧灼；（4）当烟尘气温度过高时，可在烟尘气进入布袋前的某一环节进行喷水降温，不但可以降低烟尘气温度，还能消灭火星。有时也可以将喷水与旋风除尘器混合使用，获得更好的降温与消除火星的效果。

2.4 烟道和本体漏风对布袋性能的影响分析

布袋除尘器的材料大多数为PPS，其柔韧性与强度能够满足除尘需求，但抗氧化能力较弱，氧气含量高时，使用寿命会大大降低。氧化后材料的性能下降，极易破裂，导致布袋除尘器失效。氧气含量越高时，PPS的耐热温度越低，当氧气含量超过8%时，PPS的工作温度会降至155℃以下，当氧气含量超过10%时，PPS的工作温度会降至150℃以下［6］。由此可见烟尘气中的含氧量对布袋除尘器的可靠性有很大的影响，应采用合适的方式降低烟尘气中的氧气含量。并且温度过高，PPS布袋发生破损时，会在顶部产生负压，吸入雨水造成糊袋，导致布袋除尘器可靠性进一步降低。

2.5 气动阀组的可靠性分析与探讨

布袋除尘器一般采用气动阀作为烟尘气气路的控制装置，气动阀的可靠性直接关乎气路安全，也是提高除尘器可靠性的主要保障之一。除尘器工作时，烟尘气经由气路从锅炉端输送到布袋除尘器中，假如气动阀出现故障，气路阻塞，烟尘气无法排除，增加炉内压力，轻者影响布袋除尘器正常工作，重者有发生爆炸的危险，导致布袋除尘器倒塌和锅炉损毁，甚至威胁人身安全。当除尘器处于休息状态时，旁路阀门打开，使烟尘气不经布袋除尘器而直接排除，旁路阀门发生故障亦会导致上述危险，因此必须提高各个阀门的可靠性。气动阀门依靠压缩空气进行动作，气压在0.2 MPa以上，阀门可靠性主要取决于压缩空气的可靠性。提高压缩空气可靠性的办法有3个。（1）设置压力下限，当压缩空气的压力小于0.3 MPa时，停止其它用途压缩空气的供给，将压缩空气优先供给升阀和旁路阀，保障气路安全；（2）在单向流通气路中加装止回阀，防止气体回流，影响气路安全；（3）增加气路中压缩空气的储备，设置备用气泵，当储气罐内的压力低于0.3 MPa时，启动备用气泵，稳定压缩空气的供给，保障气路安全。

布袋除尘器中烟尘气经由布袋还是旁路排出是依靠提升阀和旁路阀的互锁动作完成的，烟尘气改变路径时，必须保证除尘器内压力平稳。某火力发电厂布袋除尘器调试时发现，烟尘气改变路径时，布袋内压力瞬时上升，经反复排查发现问题出在提升阀。由于摩擦力作用，原本设定同时动作的旁通阀与提升阀并未同时动作，而是有1 s的滞后时间，经过调整PLC控制逻辑，将后续动作额阀门动作时间提前5 s，解决了压力上升问题。

2.6 控制系统工作的可靠性分析与探讨

布袋除尘器一般采用PLC作为逻辑控制元件。在实际工况下，由于电磁环境复杂，经常发生控制系统误操作的现象，因此提升控制系统的稳定性也是提高除尘器可靠性的主要保障之一。

布袋除尘器工作时外部的干扰因素很多，一般会通过电源和信号线引入PLC控制系统也需要使用工频电源，电网受到外界因素干扰产生的感应电压和电流都会对控制系统造成影响。电网自身的一些操作也会对电网产生干扰，如浪涌、电器谐波、电网故障等，都会通过电源线传递给PLC控制系统并造成影响。此外，PLC控制系统内部的数据线也会受外部信号干扰，如电网信号或空间电磁信号的影响。提高PLC控制系统抗干扰能力的主要办法有4个。（1）选用具有稳波和滤波功能的电源；（2）选用屏蔽层质量高的数据线，在干扰源存在的位置加装信号屏蔽装置；（3）选用高规格的电源线；（4）布袋除尘器及控制系统要设置地线。

3 结束语

布袋除尘器的可靠性对于火电厂的运行安全和大气环境保护具有重要意义。文中系统归纳了影响布袋除尘器可靠性的因素，有针对性的提出提高布袋除尘器可靠性的具体办法，为设计者们提供完整的关于布袋除尘器可靠性方面的信息。