濾袋清灰能力下降的原因分析

清灰系統是過濾裝置的關鍵部件,如果清灰系統設計合理並且各個部分運作正常,則只需對清灰壓力和清灰週期進行調整,便可使優質濾袋最大限度地發揮其效能。但是如果清灰系統設計不合理或出現故障,就會影響濾袋的過濾效果及使用壽命。

濾袋清灰能力下降的原因分析

清灰時間過短,濾袋錶面的粉塵還沒有完全清洗乾淨就開始進行過濾,粉塵就會逐漸累積在濾袋的表面,從而造成濾袋堵塞。濾袋堵塞的主要原因是過濾風速過大、粉塵過細、粉塵具有粘性、濾袋清洗不良、濾袋受潮。脈衝袋式除塵器一般採用壓縮空氣進行噴吹清灰,壓縮空氣含有較多油、水、雜質,如不經過淨化直接噴入濾袋內,就會使濾袋受汙、受潮導致結露。如果除塵器處理的是高溫、高溼氣體,一旦噴入冷的壓縮空氣,冷熱交匯如達到露點溫度就會在濾袋錶面產生結露,粘附大量粉塵後造成板結。要想避免壓縮空氣中的雜質導致糊袋板結,就必須堅持每天開啟儲氣罐、氣源三聯件、脈衝閥分氣包的排汙閥排除油水汙物,並可在脈衝閥分氣包前安裝冷凍乾燥機和加熱器,使壓縮空氣進一步脫水和升溫後再噴入濾袋進行清灰。

濾袋清灰能力下降的原因分析

清灰系統不良會增加執行費用,這主要是因為:

(1)由於清灰效果差,除塵系統的壓差阻力過高,風機執行超負荷,能源損耗增大;

(2)由於清灰力度不夠,導致結露現象,濾袋使用壽命縮短,使整臺除塵器的除塵效率降低。清灰系統不良還會引起嚴重安全事故:如果煙氣中含有易燃易爆氣體,再加上濾袋阻力的增大,可能會導致重大燃燒、爆炸等危險事故的發生。

產生清灰不良的主要因素有:

1、壓縮空氣壓力不穩

脈衝閥噴吹量與氣源壓力相關,在相同的脈衝時間內(80ms)、不同的氣包壓力下,其脈衝閥噴吹量與壓力成線性關係,如氣包壓力在500kPa和2000kPa的條件下,脈衝閥的耗氣量相差兩倍左右。由於氣包內壓力高,其對濾袋的反向加速度就大,清灰效果就好。通常在夜間管網壓力降低時,會造成清灰較差,從而使得濾袋阻力居高不下,影響除塵器正常執行。

2、脈衝閥損壞不工作

脈衝閥是清灰效果好壞的關鍵所在,雖然近年來脈衝閥的質量得到了極大提高,壓縮空氣也得到淨化,但脈衝閥在實際執行過程中,仍不斷出現問題。

主要表現在:1)電源斷電或清灰控制器失靈;2)脈衝閥漏氣;3)脈衝閥線圈燒壞;4)壓縮空氣壓力太低,脈衝閥不啟動。而在一個清灰系統中,往往會由於一隻閥門漏氣而導致整個系統癱瘓。

造成脈衝閥漏氣的主要原因有:1)電磁脈衝閥的膜片損壞;2)膜片的墊片與出氣口端面之間有鐵鏽、焊渣等雜物,二者無法密合,導致電磁脈衝閥漏氣;3)對於淹沒式脈衝閥,如果氣包中的噴吹管有漏洞,就會導致壓縮空氣不經過脈衝閥直接進入噴吹管洩漏而影響正常清灰。

針對這些問題,本文就濾袋清灰能力低效的原因進行分析。

1 無效的清灰

如圖1所示,清灰過程中,脈衝僅僅能去除濾袋上部的粉塵。為了進行分析,在清灰前後分別測量了透氣量。如果清灰後的頂部的透氣量很高,而底部的透氣量卻明顯下降,這就說明了清灰壓力太低。這種情況常見於裝有長袋、清灰壓力過低、粘性粉塵的過濾裝置中。

濾袋清灰能力下降的原因分析

必須說明,本文中水洗濾袋只是為了測試使用過的濾袋的效能,而非鼓勵將濾袋水洗後再投人使用。

2 過度的清灰

本著“越高越好”的想法,操作者將清灰壓強調整到較高的數值,以期獲得最好的清灰效果和較低的壓差。但事實卻恰恰相反。由於清灰脈衝的初始噴吹太過強烈,濾袋的頂部會形成一個負壓區。因此頂部永遠也得不到清灰,更糟的是,在清灰過程中經受了區域性增高的過濾速度,這將導致粉塵滲入以及糊袋。透氣量的測試結果表明,濾袋頂部的清灰低效而底部的清灰非常高效(圖2)。

濾袋清灰能力下降的原因分析

而清灰次數頻繁、清灰時間過長。清灰次數過頻容易使濾袋纖維組織鬆散從而增加廢氣中的微細粉塵堵塞濾袋。

圖3顯示了濾袋的下部存在靜壓力(見圖中的灰線)。在清灰過程中,清灰壓強從-1000Pa增加到+2000Pa,這對於相關的過濾裝置來說過於強烈了。最佳的數值估計應在+1000Pa左右。

濾袋清灰能力下降的原因分析

這種問題在清灰壓強較高、裝有文氏管、處理自由流動粉塵而無需強烈清灰的除塵器中較為常見。

3 定時清灰與壓差控制清灰

原則上,必達福更傾向於壓差控制清灰。只要調校好清灰開始與停止的預定點,清灰系統就會自動適應不同的人口塵量和氣布比。濾袋僅在需要的時候進行清灰,避免其受到機械損害以及壓縮空氣的大量耗費。

但定時清灰只按固定的時間間隔開始清灰,並不考慮濾袋的實際情況。大多數操作方式的時間間隔很短,以保證低壓差。如圖4所作的比較,實際上定時清灰在剩餘壓強很低時開始,但壓差會穩定地上升。

濾袋清灰能力下降的原因分析

4 濾料著塵面的堵塞

多數過濾裝置都安裝在燃燒過程之後,而在燃燒過程中會形成水分。當過濾裝置的人口溫度太低或裝置太冷時,就有可能發生水結露甚至酸結露。在其它煙氣中水分含量較高的過濾裝置中,當裝置開機及關機時,若操作溫度經過露點,就會造成糊袋從而使濾袋執行阻力升高甚至失效。

如果燃燒過程不充分,並且煙氣中仍含有未燃盡的固體顆粒,那麼粘性粉塵和未燃盡的有機碳會進人過濾裝置中,砧附在濾袋錶面。

為了避免濾袋的堵塞,我們建議過濾裝置的人口溫度必須要高於水露點溫度25K以上。例如如果含水量達到300g/m〕,水露點為80℃,人口溫度必須在80oC+25K=105℃左右。

如果煙氣中存SO3,露點會隨著SO3的濃度升高。那麼,就需相應地增加過濾裝置的人口溫度(如果纖維聚合物可耐受較高的溫度),或者也可降低SO3的濃度,比如在進人過濾裝置前注入石灰。

另外我們建議儘量保持持續操作,若頻繁地經過酸露點會對過濾裝置以及濾袋造成嚴重的腐蝕。如果過濾裝置不得不頻繁地關機,則可對灰鬥加熱到露點以上,以減弱酸性攻擊造成的腐蝕。

由粘性粉塵而造成濾袋錶面的堵塞也是經常出現的問題。特別是在燃燒不充分的垃圾焚燒爐中,過濾裝置被直接安裝在鍋爐後會引起諸多問題。當未燃燒的有機碳的含量超過6%時,就會形成粘結而緊密的粉餅。要解決這一問題,則必須提高燃燒的質量,或者在過濾裝置前注人石灰以吸收粘性成分。

濾袋清灰能力下降的原因分析

目前,國家的排放標準日趨嚴格,同時,在很多行業中,過濾裝置不僅是除塵裝置,同時也是生產裝置的一部分。所以我們希望在過濾過程中取得更低的排放濃度。排放濃度過高的原因,可能是濾料的質量低劣,也可能是過濾裝置的超負荷運作。而且,過度清灰(高畫質灰壓力、頻繁清灰)也會導致粉塵滲入以及排放高峰。

現代的濾料多以超細纖維製造而成,目的是獲得高效的、以表面隔離為主的粉塵隔離效果。以聚醋濾料為例,如果使用1。0dtex的纖維取代3。3dtex的纖維,聚醋濾料就會獲得雙倍的纖維過濾表面。由於纖維表面可以隔離粉塵,所以排放率因纖維表面的存在而下降。超細纖維製作的濾料,比之標準濾料可獲得更低的排放率。

終端使用者往往傾向於選擇表面極度光滑的濾料,以為如此便具有較好的效能。但事實卻恰恰相反,過度的軋光會使表面閉塞。如果有50%的表面孔隙被閉塞住,剩餘的一半則必須承受兩倍的過濾速度。

過高的過濾速度會導致粉塵滲人、高排放濃度以及高壓差。基於這些原因,必達福僅在過濾粉塵具有粘性的情況下推薦使用輕微軋光的表面。如果粉塵是自由流動性質的,我們更傾向於推薦不經軋光的燒毛表面,以使纖維孔隙保持敞開。

如果過濾裝置設計不合理,那麼再好的濾料也不能發揮其應有的作用。為了壓低成本,有些裝置製造商會將過濾裝置做得偏小,結果造成較高的氣布比和粉塵上升速度。

如果清灰系統運作良好,粉餅就會在清灰過程中被除去,壓差也會降到較低的水平。當粉塵的上升速度高於下降速度,細小的粉塵就會懸浮於煙氣中,從而在清灰結束後被再次吸附在濾袋上(再吸附)。由於細小的輕質粉塵侵人濾料表面,壓差很快地上升。唯一的解決之道是加長濾袋從而增加過濾面積或額外增加除塵室或減少煙氣量。

濾袋清灰能力下降的原因分析

5 濾袋淨氣面的汙染

粉塵的洩漏會直接減少濾料的透氣量,因為每一次清灰都會把粉塵吹入濾袋的內部(穿透汙染);我們拍攝了這種情形的濾袋濾料的剖面證實了穿透汙染,濾料的中間是乾淨的,但外部和內部都覆蓋了粉塵。發生了穿透汙染的濾袋是不可再生的,因為每一次脈衝清灰都會把粉塵更深地吹人濾料內部。這樣的濾袋應該清洗甚至更換。

如果漲圈沒有很好地固定在花板上,粉塵就會穿透。如果一個用過的濾袋要被取下,密封部分的粉塵必須清除。濾袋的縫線應該採用三針縫製,如果用熱熔焊接的話更好。此外,汙染的來源還有洩漏的焊縫、噴吹閥和維護蓋板。熒光粉測試可以幫助確定洩漏的來源。