布袋除尘器布袋压差高及破损分析与处理措施

刘会来

（中国石油大庆石化公司热电厂，黑龙江大庆 163711）

0 引言

大型燃煤电厂广泛使用布袋除尘器对烟气中的灰尘进行处理，以达到环保要求，保证布袋除尘器的安全可靠，提升布袋除尘器的寿命和经济性已经成为各大电厂的迫切需求。布袋压差过高会带来一定的安全隐患，提升布袋除尘器的成本，布袋破损甚至会直接导致布袋除尘器失去作用，导致燃煤电厂无法达到环保要求。

1 布袋除尘器运行情况

大型燃煤电厂正常运行时，布袋除尘器在设计范围内工作，其压差应在1200 Pa 以下，但随着大型燃煤电厂的持续运行，锅炉泄漏或布袋除尘器的寿命问题都会导致差压升高，这时锅炉排烟系统的阻力增加，引风机电机耗电量持续升高，有可能威胁锅炉机组的安全运行。

2 压差升高原因分析

2.1 锅炉氨逃逸较高

锅炉机组经过长时间运行后，有可能发生催化剂失效问题，大量的氨无法被中合而混入烟气，与SO3发生化学反应生成NH4HSO4附着在布袋表面，阻塞布袋的缝隙，使布袋的除尘效果下降，气流通过布袋的阻力增加，引起冷风机的功耗上升，消弱了锅炉机组的经济性。气流通过布袋的阻力增加还会形成引风机强风效应，威胁机组的运行安全。由此可知，布袋表面结晶阻塞布袋的缝隙是导致布袋差压升高的主因，而这种结晶通过反吹无法去除，严重影响布袋的透气率。图1 为布袋表面结晶、板结，图2 为仓室内的结晶。

图1 布袋除尘器布袋表面结晶、板结

图2 布袋除尘器仓室结晶

2.2 吹扫气源结露

除尘器使用压缩空气清灰，压缩空气的湿度为100%，当湿润的空气与布袋表面发生接触时，由于温度降低而凝结为小水滴，发生结露现象，并与布袋表面的灰尘相互混合附着于布袋表面，阻塞布袋的缝隙。烟气中也含有一定的水蒸气，这些水蒸气随着烟气吹入布袋，也会由于温度下降而产生结露现象，受吹灰气流的影响，布袋表面长时间结露就会使布袋变质，增大布袋压差。

3 布袋破损原因分析

3.1 反吹压力高

当布袋差压升高而没有及时更换布袋时，通常会采用提高吹灰压力来清除布袋表面积灰，这时布袋会迅速涨大，布袋的收缩速率较快，使布袋与袋笼发生剧烈摩擦而产生破损（图3）。

图3 布袋间的摩擦、破损

3.2 烟气中固体颗粒对布袋的磨损

煤粉燃烧不完全会产生大量的固体颗粒，这些固体颗粒随气流冲击布袋表面，也会加速布袋的磨损，并且这些固体颗粒的温度很高，进一步增加了布带的磨损程度，最终导致布袋被磨漏（图4）。

图4 颗粒对布袋的磨损

3.3 布袋超期运行

布袋的设计使用寿命是3000 h，但一些热电厂为了提高布袋除尘器的经济性，超期使用布袋，也会导致布袋破损。

4 布袋除尘器差压升高处理措施

4.1 增大吹扫气量

（1）增加进气量。增大布袋除尘器的进气量，为布袋除尘器增加辅助气源，当原有风机供风量不足时，仅需5 s 就能提高气源进气量，使清灰压力达到60 kPa，提高布袋除尘器的清灰效果。

（2）优化气阀结构。传统的布袋除尘器使用蝶阀作为气阀，蝶阀的作用是控制进气压力，随进气压力的变化进行动作，但蝶阀的反应不够灵敏，需要30 s 以上的反应时间，无法跟上气源压力的变化，蝶阀长期处于调整状态，大大增加了蝶阀的能耗。对此，可以将蝶阀更换为反应更加灵敏的安全阀，更换为安全阀后，只需设置进气压力就可保持气源的压力稳定，因为安全阀的反应时间短，系统处于低负荷时，仅需1 台鼓风机就可提供充足的气源，系统处于高负荷时，也只需2 台鼓风机就可以满足系统的进气要求，大大提高了布袋除尘器的效率，降低系统能耗。

4.2 延长吹扫气流作用时间

传统的布袋除尘器喷嘴采用高速旋转的工作形式，致使喷嘴作用时间较短，气流无法到达布袋底部，使布袋底部的灰尘无法得到清理，从而增加了系统的阻力。为此，对布袋除尘器加装减速机，使喷嘴的旋转速率降低1/2，气流能够到达布袋底部，使布袋底部的灰尘得到清理，提高喷吹装置的清灰效率，进一步降低系统能耗。

4.3 定期提温隔离吹扫

由于布袋除尘器内NH4HSO4的存在，使布袋长期处于阻塞状态，这是由于NH4HSO4易潮解，能够吸收空气中的水分，产生粘稠的糊状物，阻塞布袋孔隙，增加了布袋压差。因此对硫酸氢铵进行控制能够有效减少布袋的阻塞，一方面要控制氨的逃逸，尽量设置较低的考核指标；另一方面可以提高布袋温度，布袋的耐热温度能够达到170 ℃，而NH4HSO4的熔点是147 ℃，只要适当控制进风与出风位置，很容易使气流温度达到155 ℃，这时进一步提高清灰压力，就能大大减少NH4HSO4附着于布袋表面。采取这种办法进行清灰时，只需2 h 即可有效降低布袋压差300 Pa，大大降低系统阻力，使系统能耗进一步降低。

4.4 吹扫气源加热

吹扫气源结露的问题可以通过加热气源解决，采用净气室烟气加热的办法能够有效提高气源的温度，使气源温度高于结露温度。可以在进气室直接引出气源管路，利用氢气室内的灼热烟气提高气源温度，还可以避免粉尘对短路的冲击，这种方法可以有效提高气源温度30 ℃以上，避免结露对布袋造成的损坏。

5 布袋破损处理措施

5.1 试验适合工况的布袋

布袋的材料也是影响布袋除尘器性能的主要因素，传统的布袋除尘器多采用玻璃纤维作为布袋的材料，这是因为布袋运行时需要承受较高的温度，同时也要承受强烈的酸性腐蚀，因此布袋的材料决定着布袋的使用寿命。经实际使用验证，玻璃纤维的熔点能够达到327 ℃，最高耐热温度280 ℃，还具备优良的耐磨性、阻燃性和绝热性，是制作布袋的理想材料，在各种氧化环境中不会发生水解反应，被广泛应用于除尘领域。PTFE 是近年来新兴的布袋材料，该材料能够保证很好的清洁性，即使在较高的温度下也不易附着灰尘，其使用寿命比传统材料提升3 倍以上，其耐热温度较高（使用温度也能达到200 ℃以上），在有机塑料中的耐热温度处于前列，并且兼具一定的低温性能，对强酸、强碱具有很好的抵抗作用，在强酸、强碱环境中能够保持很好的材料稳定性。如果因布袋质量问题而导致颗粒物增多，将直接影响热电厂的排放标准，使其无法达到环保要求。在未来一段时间，技术人员将开发更优良的布袋材料，具有更强的耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗老化性能。目前，PTFE 仍是布袋材料的最佳选择，采用玻璃纤维作为底材，PTFE 附膜的形式能得到高质量的布袋，大幅提高布袋除尘器压差稳定性，布袋破损也进一步降低。

5.2 除尘器做更高等级保温处理

布袋除尘器增加保温层可以获得更好的保温效果，当保温层厚度为150 mm 时，布袋内的温度可以维持高于露点的水平，并同时控制漏风率不超过1.5%。但此时的烟气温度达到200 ℃，需要在除尘器内部设置耐高温材料，防止因高温造成的设备腐蚀，当除尘器内温度低于露点温度时系统发出警报，由人工或自动关闭系统。

5.3 除尘器密封处理

除尘器的密封性也将影响内部压差，要定时进行除尘器密封性检查，对漏风部位进行维修，还可以优化改进现有气路及阀门，以减少系统漏风量。

5.4 除尘器停机维护

系统需要停机时，应做好布袋除尘器的维护工作，当需要短时停机时，要清除布袋除尘器内的有害气体，并保持除尘器内温度100 ℃以上。当需要长时间停机时，应延时关闭清灰机构，尽量清除布袋表面灰尘，关闭所有阀门，保持除尘器内处于相对洁净的状态。

6 结语

从布袋除尘器运行情况、布袋差压升高的原因和布袋破损原因三方面分析现阶段热电厂布袋除尘器存在的问题，并针对这些问题提出增加吹扫气量、延长吹扫气流作用时间、定期提温隔离吹扫、吹扫气源加热、选择合适的布袋材料、除尘器做更高等级保温处理、对除尘器进行密封处理、加强除尘器停机维护等措施，进一步提升布袋的使用寿命。