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常见问题

燃煤电厂电袋复合布袋除尘器现状及问题分析

时间:2015-03-19  点击:1987次

近年來,在燃煤电厂中,电袋复合布袋除尘器在部分电厂使用,权威部门通过对33台电袋复合布袋除尘器分析,最短在4个月、少数几台在2年半就发生大量破袋而全部更换,其原因是前级电除尘器产生臭氧使烟气中NO2SO3等有所增加,引起下游的除尘滤袋大面积强力下降大量破损。所以推广应用中要慎重,避免造成不必要的损失。

燃煤电厂除尘滤袋

前言

国内燃煤电厂招标时大都选用电-袋复合式除尘器。2009后采用纯袋式除尘器逐渐回升,主要已运行的135MW以上机组47台电袋中已有33台出现強力大面积下降造成破袋,还有强力明显下降,撕开力已很低,甚至用手可撕裂;阻力上升过快,大都一年左右阻力超过 lOOOPa〜1200Pa以上,部分高至1500Pa。这都说明电袋并不是想象那么好,存在着我们原来认识不到的地方。

电袋复合布袋除尘器应用及问题分析

截止2010年5月,我国运行的47台电-袋复合式除尘器中,已有33台除尘器出现PPS滤袋强力严重下降、大面积破损等情况占70%;投运后降低电除尘器区的运行电压、电流,约占10%;其余尚未暴露出问题。2010年出现强力明显下降或破袋最多,而且大多为300MW大机组;一些电袋复合布袋除尘器设计时取较低的过滤风速,违背了通过提高过滤风速降低投资成本初衷,或运行时调低了电除尘器区的运行电压、电流(或火花频率次数);部分电袋复合布袋除尘器投运后,PPS除尘滤袋短期内出现非寿命期大面积损坏的现象,pps除尘滤袋耐化学腐蚀但是耐氧化能力弱,而且有的运行阻力也大大超过了设计值,所以,对这种工艺技术有必要深入地研究分析。

某厂2X600MW机组的电袋复合布袋除尘器运行状况分析

这是一台2008年6月由四电场电除尘器改造为电袋复合布袋除尘器,运行8个月后发现PPS除尘滤袋出现大面积強力下降破袋,滤袋沿经向强力大大低于300N的临界值,纬向均值为153N,电子显微镜下看到纤维明显的裂痕和断裂,结论为:PPS除尘滤袋被严重氧化及硝化酸腐蚀。曾经有人认为分室上的密封盖板漏风所致,但下面是净气室不会影响除尘滤袋。随后又说看到盖板在下雨水漏入,但除尘器顶上还有封闭式顶棚,不可能进水。又有说选用不合格的PPS滤料,那为什么#2炉A厂供应的pps除尘滤袋同样损坏,也是不合格的PPS,这就说不过去了。该厂# 2炉2009年4月4日投运的电袋复合布袋除尘器运行19个月后也出现同样情况,已更换50%的滤袋(6600条)。这台除尘器运行时间是#1炉的一倍,其原因也很明显,它的烟气温度比#1号炉低约10°C,符合化学反应速度加倍的规律,加上除尘滤袋供应商又以550g/㎡克重和长纤维作基布的PPS按常规500g/m2滤袋供应,方取得较长运行时间。

11X300MW机组的电袋复合布袋除尘器除尘滤袋失效分析

国内某电厂一台300MW机组2008年5月投运的电袋,运行一年2009年停机大修中,发现电袋复合布袋除尘器将近有2000多条除尘滤袋破损,逄检査大部分破损裂口沿框架竖筋线,从滤袋头部至底部有完全一致的受损表现,初步分析认为与滤袋强力下降有关。经检测发现PPS除尘滤袋因为受到高浓度的烟气氧化成份如N02和H2SO4气溶胶造成酸损伤等的共同作用而失效破损。在半年后全部更换新袋。所用滤袋是除尘滤袋优质先进生产厂家抚顺洁花工业用布有限公司生产的,所以,破袋不能说是使用质量不合格的PPS滤料所造成,在某地区XM电厂2台2008年11月投运,使用复膜PPS滤袋其中#1号炉运行1年半強力下降50%,目前己破袋40%以上,其余强力已很低(径向335N、纬向307N,撕开力径向10N、纬向12N),准备全部更换,用红外谱图、热差检测结果;显示氧化及酸腐蚀造成,其滤袋头部及中部已有微细浸入纤维中。另一台2009年5月投运,显示氧化腐蚀已有破袋,近期也准备换袋。

另一个电厂2009年10月投运,滤袋单位靣积克重为550g/,运行5个月强力下降25%,但在袋下部在显微镜见到微细粉尘已进行纤维中约60%,运行阻力达到1500Pa,运行13个月后显微镜显示横截面全部都是粉尘,说明不利于过滤微细粉尘。该电厂投运时就已经将电除尘器降低电流、电压和火花频率运行,晚上则停用电除尘。就是在这种运行情况下,13个月后的检测结果,己发现己经有几处小孔,強力平均下降到65%,径向和纬向撕开力分别为20N和22N,预示6个月左右会开始破袋:同一地区另一电厂#6炉电袋复合布袋除尘器2009年7月投运,运行15个月后显微镜显示PPS纤维为棕色,这是严重的热氧化现象,也是聚合物分子发生化学变化的提示,除尘滤袋强力径向下降到45. 8%、炜向83 %,另外材料的纬向撕裂力数值很低13N,都说明滤袋今后运行6个月内,可能会发生机械受损破袋: 同地区其他电厂(2008年12月投运)一台300MW机组的电-袋复合式除尘器运行不到一年覆膜pps除尘布袋的强力下降35%,运行一年10个月已开始约100多条布袋破损,经29月运行后,经差示扫描量热曲线图显示布袋高分子结构已经严重退化氧化侵蚀结果,强力径向平均383N,纬向平均320N,撕开力径向平均10N、纬向平均9N,滤袋轻易用手撕裂,得出立即换新袋的结论。

     再有MZ电厂(2010年4月投运)电袋复合布袋除尘器运行四个月,检测强力大下降幅度较大(径问383. 42N、纬向847. 96N),撕开力很低可以用手撕开,滤袋大量破损,已全更换,结论:烟气硫酸结露,有板结,粉尘显酸性,滤袋受酸及氧化腐蚀失效。另有SM电厂电-袋除尘器运行(2009年10月)投运将近1年半强力下降约35%,红外检测显示氧化及,酸腐蚀,由镜显示纤维破损和断裂,更换1/4滤袋,不久后已全部更换。

华北地ENrnhm坑口电厂2台电-袋除尘器先后运行4个月大面积強力下降破损,已更换新袋。东北SH电厂3X200MW机组采用NID除尘脱硫一体化袋式除尘器(2007. 10投运),保留前置电除尘器,投运一年后大面积损坏,换新袋后一年半再损坏,经检测损坏原因是氧化腐蚀所造成。后换用PTFE+PPS各50%并使用PTFE作基布的滤袋,费用增加。

问题分析

电袋复合布袋除尘器与纯袋式除尘器的滤袋破损,两者有很大不同,前者强力呈全面性下降、大量的滤袋出现破损,用手都可撕裂,滤袋破损原因比预料复杂得多;后者破损仅出现在局部地域,强力未全面性下降,可通过在线检修继续使用。

      不易收超微细粉尘和重金属

袋式除尘器的除尘效率与滤料种类以及滤料上附着粉尘的状况有关。新滤袋除尘效率较低,当滤袋上附着的粉尘达到大约2〜3g/时,除尘效率就能超过90%;达150g/时,就能超过99%。清灰后,还残留一些粉尘,经历一段周期性的过滤清灰后,残留的粉尘就趋于稳定。这时除尘效率一般保持大于99%,如使用得当,甚至可超过99. 9%。在正常状态下,它对粉尘中亚微米(粒径<1μm) 部分的除尘效率通常是大于90%。电袋复合布袋除尘器中,前置电除尘除去80%的粉尘,大量荷电的微细粉尘进入滤袋区,由于荷电微细粉尘不易建立粉尘层,互相排斥形成稀松的粉尘层,使2.5μm及以下的微细粉尘容易进入滤布内层,逐步阻力增加,除尘滤袋的自然寿命提前终结(2500Pa),同时部分微细粉尘窜过除尘滤袋造成超标排放。从一台运行5个月使用电袋复合布袋除尘器的300MW机组,取袋样检查发现滤袋下部已有粉尘进入60%,同时在满负荷运行时阻力到1500Pa以上,13个月后检测细粉尘已全侵入滤袋整个截面。据当前收集到的数据,所有电袋复合布袋除尘器运行一年左右阻力都达到1000〜1200Pa,显微镜下观察得出结论:超微细粉尘进入除尘滤袋中也是缩短使用寿命和不易收集超细微尘的重要原因。

 

除尘滤袋破损综合原因分析

(1)  红外光谱、能谱分析表明PPS分子结构发生变化,主要是氧化与硫酸磺化和硝化。在DSC分析第二轮升温中熔点峰值完全消失,也说明材质受化学分解,为氧化和酸腐蚀;

(2)  使用NID半干法脱硫除尘一体化工艺中,由于脱除大量的502和503,滤袋上覆盖了 CaS03 和CaO有一定保护作用,所以,产生滤袋损坏分析结果是氧腐蚀,说明去除S03不产生酸腐蚀,相比 之下可以延长滤袋破损时间;

(3)  燃煤含硫量高时,电袋最短只运行4个月左右,最长也不过1年半左右。而且含硫量越高运行时间越短,这在纯袋中这种情况不这么明显。

(4)  电-袋复合式除尘器的使用,关键是延长滤袋使用寿命。从目前收集的材料来看,恰恰相反,臭氧的存在,转化为H2SO3而对滤袋造成氧化及酸腐蚀损伤。硫酸、S03都是磺化剂、生成硝酸后是硝化剂,可以取代苯环中碳原子上的氢直接磺化、硝化加速了滤袋破损,这种新的特征应引起注意。另外S03的增加提高酸露点温度,增加产生酸腐蚀的机率。

(5)  己经建成的电袋除尘器,最好是第一电场除尘作沉降室使用,尽量延长滤袋运行寿命。必要时将第一电场也改为袋式除尘。

(6)  研究高效低价适合燃煤电厂使用、抗氧化的复合滤料,使袋式除尘器得到更好发展使用( 如采用PPS+PTFE+PTFE基布可能有一定作用,目前有PTFE面层+PTFEPPS混纺+PTFE基布针刺毡滤料)和采用550g/m2等增加代价的措施.

(7)  锅炉经常低负荷运行烟温低时,易低于酸露点运行,带来酸结露的危害,对滤袋及袋笼和喷吹阀带来酸腐蚀N02、氧化损伤综合性危害,运行单位应注意避免这种情况出现。

 

结束语

(1) 创新是否有价值要经实际应用来检验,目前2/3以上的电袋使用中最长2年半,最短仅2个多月,2010年大机组发生问题最多,而纯袋最长使用有90个月和73个月(燃用挥发分在11%的 贫煤)的运行业绩,相比之下,值得深入思考。

(2)  有专家说电袋出现问题,是设计、结构、选用不合格的PPS滤料所造成,这话有一定道理,但从统计来看,所有几个大的总承包制造厂以及国内及国外在国内设厂生产滤袋的等知名厂家,在电袋提供应用中无一幸免,这种共性值得大家共同面对,不是互相指责的时候了。

(3)  使用复合滤料(如50%PTFE+50%PPS+PTFE基布、PPS+PTFE复合水刺毡等)会有一定作用, 用高一档的覆膜玻纤、覆膜PTFE、改性的针刺毡等滤料,会解决电袋在不同的燃煤电厂上应用。但价格是否能让用户接受,这由市场来考核了。

(4)  纯袋在燃煤电厂大都运行很好,有必要使用寿命不是想象中那么好的电袋技术工艺,为了使用预除尘延长滤袋寿命,用机械结构方式的重力沉降加惯性除尘方式就足够了。

(5)  通过实践,不回避在电厂发生的问题,深入分析研究,有可能得到解决,或产生新的工艺技术

 

 

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