PPS除塵布袋破袋問題得到進一步的解決方案
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發布時間：2018-11-02
PPS除塵布袋破袋問題得到進一步的解決方案
1 袋式除塵器濾料
1.1 除塵器濾料的現狀
除塵器過濾材料是袋式除塵器的核心部件之一，多采用耐高溫非織造布制成。目前高溫領域使用的濾料包括玻纖、PPS， P84， Nomex， PTFE以及其它一些復合濾料等。在電站燃煤鍋爐除塵行業中，國外發達國家（例如美、英、澳大利亞等）在電站燃煤鍋爐袋式除塵器上成功使用的濾料主要為PPS， P84針刺氈以及PPS和P84復合濾料等。 其中又以PPS的利用為廣泛。而PPS的氧化又是PPS濾料失效的主要原因。PPS與其它常用濾料相比，抗氧化性是短板，需要特別注意。
2 淮南某電廠#2機組使用布袋情況
2.1 除塵器改造情況簡介
淮南某電廠于2008年5月將#2機組原有的電除塵器改造為電袋復合除塵器。原第一電場陰陽極系統更換，布置全新的BE型電場，采用三個分區供電，拆除第二、三、四電場陰陽極、高低壓設備，其空間組成袋區，布置濾袋；改造后除塵器不增加原有橫向和縱向跨距；改造進口喇叭，加高側板，更換內部氣流分布板；改造出口喇叭，將新增的出口煙道與舊出口喇叭貫通聯接成一體，引風機煙道無改動。
一級除塵收集較大顆粒的粉塵，二級除塵收集細小顆粒的粉塵，減少了對布袋的磨損。
電區具有預除塵作用，設計可預收煙氣中百分之80-85的粉塵量，降低進入袋區的煙塵濃度，降低煙塵中粗顆粒含量，改善煙氣工況條件，使濾袋阻力上升率平穩、清灰周期延長、避免粗顆粒沖刷磨損。進入袋區大部分煙塵經過荷電，改變濾袋沉積粉塵結構，濾袋表面同極荷電煙塵相互排斥，顆粒之間排列規則有序，粉塵層孔隙率高、透氣性好、易于剝落。
2.2 改造后的使用情況簡介
某廠#2爐電袋除塵器改造后預噴涂投運后，在一年內運行情況良好
（1）從運行狀況參數來看，漏風率<2，出口煙氣濃度<50mg/Nm，正常運行時達到28-38mg/Nm （第三方檢測）；
（2）節能效果直接：除塵器區域的耗電節能達到百分之60，改造后引風機的電流運行在設計值60-80百分比的區間。
（3）各項設計指標達到要求：
旁路煙道可以滿足百分之50煙氣量下的啟動和運行要求，實際使用大到百分之70（阻力<1200 Pa）；
可以在連續滿負荷320MW下運行。
在連續滿負荷315-320MW情況下，來煤灰份在百分之35-39的條件下，噴吹周期和噴吹壓力基本保持不變化，進出口壓差在550-650 Pa之間變化；
預涂灰裝置能夠完成鍋爐啟動時的保護作用，首次預涂統灰300噸（統灰）即可（設計預涂1級灰120噸）；
（4）煙溫和含氧量基本正常
2.3 運行后發現的問題
#2爐電袋除塵器運行一年后逐步發生濾袋破損。
2008年5月改造完成后投運，2009年5月7日臨停檢查布袋有破損，更換約83條，事后7月7日對破損布袋進行檢查并出具檢查報告，為腐蝕造成的損壞。2009年10月根據銀光粉檢測結果更換1300條布袋。
2010年12月停爐后發現布袋基本上全部損壞，不得已將布袋全部更換，更換布袋材質為（ptfe基布+pps纖維 ），同時，我們將損壞后更換下來的布袋進行檢測，檢測的結果如下。
“仔細觀察PPS濾袋的袋身，還發現有小洞狀的破損，并且袋身表面有卻多裂紋，雖然還沒有完全破損，但已明顯可看到纖維磨損，并露出基布，用手撕可輕易撕開濾布?！?/span>
“PPS濾袋透氣性測試：PPS濾袋原始樣品的平均透氣量為 3.1，透氣性較好。（透氣率低于1視為濾袋堵塞）。再用毛刷輕刷樣品袋的薄膜面后，平均透氣量為 2.7. 透氣量反而有所下降，說明濾料內部有較多的粉塵并且一般的清灰效果不佳?！?/span>
“檢驗結果：送檢的PPS濾袋從外觀看已破損嚴重，且有明顯的腐蝕分解的痕跡，強度檢測也也驗證了這一點，平均頂破強度只有283 psi。因為PPS不耐氧化且耐溫性能較差，并且從濾料的顏色可判斷PPS可能受到了氧化腐蝕。并且濾袋使用的初始階段（濾料干凈）或者清灰非常強的時候，濾袋的透氣率會過高而導致粉塵泄漏?！?/span>
3 濾袋破損原因的原理性分析
從檢測結果看濾袋破損主要是由于氧化腐蝕，對于氧化腐蝕從原理上進行分析。
3.1 PPS的氧化原理
PPS全稱聚苯硫醚是一種聚合物纖維，它具有一般聚合物纖維的特性，在一定條件下會與氧化劑反應，在除塵器中主要是和煙氣中得氧氣發生反應。
這種反應會使PPS纖維變短甚至在中間斷開，減低濾料的抗裂強度，使得濾袋破裂失去過濾效果，進而影響除塵器的除塵效率。
3.2 PPS氧化反應強度的取決因素
3.2.1 溫度
聚苯硫醚PPS 纖維可以在150℃溫度下連續工作運行，瞬間可以承受190℃的高溫（無其他化學成分影響）。當運行溫度超過190℃，聚苯硫醚PPS 纖維的強力會急劇衰減，一次多可持續10分鐘，每年不能超過50小時；170℃時一次多可持續1小時，每年不能超過400小時。
Arrhenius 規則：Svante Arrhenius，（1859-1927），瑞典化學家，發現溫度每升高10℃，化學反應速度就會增加一倍。也就是說，操作溫度每升高10℃，對敏感的聚酯纖維的化學侵蝕就增加一倍。為使濾料達到較長久的預期的使用壽命，確定連續操作溫度時須謹慎地考慮到煙氣中的化學成份和水蒸汽的含量。
3.2.2 氧化劑的類型
（1）籠骨的銹蝕
籠骨的銹蝕可以促進PPS濾料的氧化反應，造成濾料失效。
（2）與NOx和O2的氧化反應
聚苯硫醚PPS 纖維濾料具有的耐酸、堿性，廣泛應用于燃燒煙氣的處理領域。但當被處理的煙氣中氧（O2）含量超過百分之10時，即使運行溫度剛超過165℃，PPS 也會被氧化，即PPS 大分子結構中的S 和O 結合，生產SOx。使原本PPS 分子變化，不具有原本的耐酸、耐堿性能，從而失去強力，直接表現就是“破袋”。
通過對PPS氧化特性的分析我們發現降低PPS濾料被氧化可以從以下幾點入手：
（1）嚴格控制除塵器入口溫度，盡力做到不上下超溫限。
（2）控制煤種的含硫含氮量，減少氧化性物質的產生。
（3）控制設備的漏風率，降低含氧量。
（4）在除塵器前采用脫硫，脫硝裝置，降低NOx和Sox的含量。
（5）運行溫度與煙氣成分確實無法滿足PPS濾料要求時，應選擇符合實際情況的濾料材質為上策。
