雷新維，唐 勇

(大唐國際高井熱電廠，北京 100041)

電廠袋式除塵器濾袋故障分析及處理

雷新維，唐 勇

(大唐國際高井熱電廠，北京 100041)

以北京高井熱電廠為對象，運(yùn)用故障樹分析的方法，對袋式除塵器及濾袋失效進(jìn)行了故障樹分析，并將之演變?yōu)槌晒?，提出了防止濾袋失效的措施。

電廠煙塵;袋式除塵器;濾袋失效;故障樹分析

1 引言

高井熱電廠地處北京石景山區(qū)，總裝機(jī)容量6×100MW，是首都西部最重要的電源支撐點(diǎn)。2008年奧運(yùn)期間，該廠煙塵排放按照北京Ⅱ時(shí)段環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，排放要求≤20mg/Nm3，此后的排放目標(biāo)為歐盟標(biāo)準(zhǔn)，顆粒物排放濃度保證值為≤10mg/Nm3，期望值在5mg/Nm3[1-3]以下。高井熱電廠煙氣的除塵原來使用電除塵器，排放濃度為48mg/Nm3，由于不能滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)，于2005年起陸續(xù)改造為袋式除塵器，并增加了脫硫和脫硝設(shè)備，煙塵排放濃度在20mg/Nm3以下。

高井熱電廠袋式除塵器采用迴轉(zhuǎn)反吹法，在幾年的使用中，總體效果良好，但也存在個(gè)別問題。通過系統(tǒng)觀察、分析和針對性的測試，根據(jù)袋式除塵器失效的各種現(xiàn)象，進(jìn)而查明了濾袋的失效原因。通過試驗(yàn)采取了一系列治理措施后，問題基本得到解決。本文運(yùn)用故障樹分析的方法，對袋式除塵器及濾袋失效進(jìn)行了故障樹分析，并將之演變?yōu)槌晒?，提出了防止濾袋失效的改進(jìn)措施。

2 袋式除塵器濾袋失效故障樹分析

2.1 常見袋式除塵器故障

電廠袋式除塵器系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)發(fā)生一些故障[4-5]，高井熱電廠出現(xiàn)的故障為：1）排放的煙塵濃度偶爾超標(biāo)，導(dǎo)致煙囪冒黑煙；2）濾袋出現(xiàn)破損，破損部位有的呈圓洞狀或條形縫隙狀（袋籠筋處），部位多在接近袋口1000～1500mm處，破損位置集中在除塵器入口附近和花板單元的邊緣；3）凈氣室內(nèi)部積灰，濾袋口周圍落灰，凈氣室內(nèi)部的支撐件表面粘灰；4）進(jìn)氣喇叭口的氣流分布板的上游板和下游板分別有規(guī)則和不規(guī)則孔洞，在氣流分布板的表面有積灰；5）儀表顯示清灰工作正常，濾袋阻力不見下降有時(shí)還有所增加；6）濾袋熱收縮過大，濾袋和袋籠的接觸比較緊，濾袋的自由活動(dòng)空間較小，袋籠表面有銹蝕和有機(jī)硅涂層脫落的現(xiàn)象；7）系統(tǒng)工況不穩(wěn)，頻繁起停爐，負(fù)荷、煙氣溫度、含塵量、含氧量、含濕量有時(shí)波動(dòng)較大。

2.2 袋式除塵器濾袋失效故障樹分析

濾袋是袋式除塵器的核心，袋式除塵器失效主要表現(xiàn)在濾袋故障上[6-7]。在對袋式除塵系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行袋式除塵器濾袋失效簡易故障樹分析（FTA），見圖1。

2.3 高井熱電廠袋式除塵器問題分析

高井熱電廠煙氣袋式除塵在運(yùn)行過程中曾經(jīng)出現(xiàn)過的問題有：

（1）袋式除塵器煙囪冒煙

圖1 袋式除塵器濾袋失效故障樹分析

由圖1可知，該情況發(fā)生是由濾袋破損、局部短路漏塵和脫硝系統(tǒng)的氨化物粒子所致；濾袋破損是由于機(jī)械損傷、空氣動(dòng)力損傷、熱力損傷或聚合物纖維裂解的任一因素引起的；局部短路漏塵是由旁路煙道漏塵、擋板門及封堵不嚴(yán)、管道漏風(fēng)、濾袋連接不嚴(yán)的任一因素所致；氨化物粒子是由反應(yīng)不完全的氨漏失和煙氣中殘留的SOx、NOx、CO同時(shí)發(fā)生引起的。

對大量破損濾袋實(shí)地觀察表明，濾袋的破損部位幾乎都是形狀接近圓形的破洞和長條狀裂縫。測試還表明，破損濾袋的未損部分以及過濾單元中的其他濾袋均無明顯變形，其強(qiáng)力殘留率也基本正常。這說明聚合物纖維濾料在使用中未發(fā)生顯著裂解。

（2）濾袋破損

濾袋破損可由機(jī)械損傷、空氣動(dòng)力損傷、熱力損傷和聚合物纖維裂解的任何一個(gè)因素引起。

在使用過程中，花板變形造成濾袋傾斜，濾袋底部間距不均。在機(jī)械振動(dòng)和氣流作用下濾袋底部產(chǎn)生碰撞，造成靠近除塵器入口附近的濾袋出現(xiàn)孔洞和裂縫，形成機(jī)械損傷；濾袋與骨架的配合不夠貼切，清灰過程中，濾袋的膨脹和收縮與骨架產(chǎn)生碰壓，加重了破損程度。

濾袋的空氣動(dòng)力損傷主要是除塵器入口高速含塵氣流的沖刷，或者由于濾袋破損，致使凈氣室內(nèi)堆積粉塵，反吹時(shí)粉塵隨氣流運(yùn)動(dòng)對濾袋造成沖刷，加大了濾袋的破損。此外，除塵器入口設(shè)導(dǎo)流板，其目的是為了分散和引導(dǎo)氣流，避免高速含塵氣流直接沖刷濾袋，但觀察表明，導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)、安裝不當(dāng)，不僅不能起到應(yīng)有的疏導(dǎo)和分散氣流的作用，減輕含塵氣流對濾袋的沖刷，而且它自身還會(huì)被沖刷產(chǎn)生孔洞，形成局部高速含塵氣流，又造成了新的沖刷點(diǎn)，加速了濾袋的破損；當(dāng)旋轉(zhuǎn)脈沖清灰裝置發(fā)生故障時(shí)，觀測孔看不到旋轉(zhuǎn)臂的狀況，旋轉(zhuǎn)臂已停轉(zhuǎn)時(shí)未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因此長時(shí)間連續(xù)在一個(gè)位置定位噴吹，其它濾袋沒有得到清灰，致使阻力不降反增，由于在一個(gè)地點(diǎn)長時(shí)間連續(xù)噴吹，導(dǎo)致個(gè)別濾袋破損。

（3）脫硝系統(tǒng)所致冒煙

當(dāng)袋式除塵系統(tǒng)工作正常，試驗(yàn)脫硝、除塵、脫硫系統(tǒng)時(shí)，出現(xiàn)煙囪“冒煙”現(xiàn)象。但當(dāng)脫硝裝置停止運(yùn)行（不噴氨）后，煙囪就不再“冒煙”。脫硝系統(tǒng)采用選擇性催化還原技術(shù)，通過注入NH3作為還原劑，與NOx反應(yīng)達(dá)到去除NOx的目的。但氨氣稀釋比在8%左右時(shí)，在催化劑的作用下不能和NOx實(shí)現(xiàn)完全反應(yīng)，多余的氨透過濾袋，產(chǎn)生“氨穿透”，進(jìn)入煙囪。它與煙囪中CO、殘余的SOx發(fā)生反應(yīng)可生成（NH4）2SO3，（NH4）2CO3，NH4HSO3等微小結(jié)晶顆粒，隨煙氣排入大氣，表現(xiàn)為煙囪“冒煙”。減少NH3的投入量，控制氨的逃逸率在3ppm以內(nèi)，使煙氣中NH3全部參加反應(yīng)，可避免形成“氨穿透”，煙囪停止“冒煙”。

3 袋式除塵器破損故障防治

針對袋式除塵器濾袋破損的故障，結(jié)合高井熱電廠煙氣治理的經(jīng)驗(yàn)，做出濾料無破損的成功樹（如圖2所示），提出防止濾袋損傷的技術(shù)措施。

（1）完善煙氣處理系統(tǒng)工藝，改進(jìn)和更新關(guān)鍵設(shè)備與配件

對袋式除塵工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)要精益求精，包括強(qiáng)化袋式除塵器花板的結(jié)構(gòu)，提高強(qiáng)度、防止變形；改善除塵器入口導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)和安裝角度，實(shí)現(xiàn)有效地分流和導(dǎo)流；檢查和加強(qiáng)旁路煙道、擋板門、煙道封堵和放灰孔的嚴(yán)密性，防止煙塵短路；檢查和改善濾袋與花板及骨架的配合，防止煙塵短路泄漏和濾袋的磨損。

（2）優(yōu)選濾料，使濾料適應(yīng)電廠的煙塵特性并嚴(yán)格控制濾料的質(zhì)量

在總結(jié)使用濾料經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選出適宜高井熱電廠燃煤鍋爐煙塵特性的濾料；堅(jiān)持對濾料的纖維類型、結(jié)構(gòu)特征、加工工藝、后處理方法等的嚴(yán)格要求；更換濾料類型時(shí)進(jìn)行認(rèn)真研討并委托權(quán)威檢測部門進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測；根據(jù)所選骨架尺寸，精確設(shè)計(jì)濾袋的尺寸并考慮濾料的熱收縮率留有余地；制定濾袋安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格實(shí)施和檢查；除利用儀表對煙塵進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測外，還要實(shí)施定期或“逢停必查”的措施，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)處理。

（3）完善袋式除塵器的清灰系統(tǒng)

圖2 濾料無破損的成功樹

清灰系統(tǒng)是袋式除塵器的重要設(shè)施，對除塵器的運(yùn)行起關(guān)鍵作用。要合理設(shè)計(jì)、精心安裝、定時(shí)維護(hù)，保證清灰系統(tǒng)的正常運(yùn)行。防止發(fā)生清灰氣流偏吹、速度過大、噴吹過重等故障。

（4）加強(qiáng)對除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行管理與監(jiān)控

制定“除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)”的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制系統(tǒng)的處理風(fēng)量、煙氣溫度、噴油、爆管、入口含塵濃度、摻風(fēng)量、噴氨量等各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)；對原有監(jiān)控儀表進(jìn)行檢查維修和補(bǔ)充完善；改進(jìn)凈氣室人工觀察孔，方便經(jīng)常性的人工檢查；建立并堅(jiān)持實(shí)施“經(jīng)常性”和“逢停必查”的監(jiān)測制度。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)逐步提高的今天，袋式除塵器正在被廣泛應(yīng)用于電廠煙塵治理。在實(shí)際的應(yīng)用中，高井熱電廠將電除塵器改為袋式除塵器并實(shí)施脫硫、脫硝，電廠鍋爐煙塵實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放，取得了顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；袋式除塵系統(tǒng)運(yùn)行初期曾出現(xiàn)一些問題，但經(jīng)過系統(tǒng)地調(diào)查研究、全面分析，查出了問題原因，試驗(yàn)并成功應(yīng)用了有效治理措施和監(jiān)控系統(tǒng)，取得了鍋爐煙塵達(dá)標(biāo)排放的良好成果。

袋式除塵系統(tǒng)雖已在高井熱電廠得到成功應(yīng)用，但仍存在濾袋檢漏困難、運(yùn)行阻力較大以及濾袋更換不便等問題，有待電廠和研究設(shè)計(jì)部門共同合作解決。

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Abstract:By taking Gaojing Power Plant in Beijing as an object and using the method of failure tree analysis, the losing efficiency of bag hose precipitator and filter bag is made by failure tree analysis, as a result, the failure tree is evolved into successful tree. The paper puts forward the measures in preventing the losing efficiency of filter bag.

Key words:flue dust of power plant; bag hose precipitator; losing efficiency of filter bag; failure tree analysis

Failure Analysis and Processing on Filter Bag of Bag Hose Precipitator in Power Plant

LEI Xin-wei, TANG Yong

(Datang International Power Generation Co., Ltd., Beijing 100041, China)

X701

A

1006-5377（2010）08-0038-03