探讨除尘器袋式除尘器PPS滤料破损理由初探

论文导读：
【摘 要】袋式除尘器在上世纪末再次在我国的燃煤电站得到推广并成功应用，在袋式除尘器的使用中，我国广泛使用的为前电后袋的电袋式除尘器，而布袋的选型又是保证除尘效率的重要组成部分。文章结合大唐淮南洛河电厂#2炉电袋除尘器布袋大面积破损的情况，通过对PPS滤料的氧化特性的分析，提出如何避免滤料失效的方法。
【关键词】袋式除尘器；滤料；PPS 氧化；破损原因；避免方法
1 袋式除尘器滤料

1.1 除尘器滤料的现状

除尘器过滤材料是袋式除尘器的核心部件之一，多采用耐高温非织造布制成。目前高温领域使用的滤料包括玻纤、PPS， P84， Nomex， PTFE以及其它一些复合滤料等。在电站燃煤锅炉除尘行业中，国外发达国家（例如美、英、澳大利亚等）在电站燃煤锅炉袋式除尘器上成功使用的滤料主要为PPS， P84针刺毡以及PPS和P84复合滤料等。 其中又以PPS的利用最为广泛。而PPS的氧化又是PPS滤料失效的最主要原因。PPS与其它常用滤料相比，抗氧化性是最短板，需要特别注意。
2 大唐淮南洛河电厂#2机组使用布袋情况

2.1 除尘器改造情况简介

大唐淮南洛河电厂于2008年5月将#2机组原有的电除尘器改造为电袋复合除尘器。原第一电场阴阳极系统更换，布置全新的BE型电场，采用三个分区供电，拆除第二、三、四电场阴阳极、高低压设备，其空间组成袋区，布置滤袋；改造后除尘器不增加原有横向和纵向跨距；改造进口喇叭，加高侧板，更换内部气流分布板；改造出口喇叭，将新增的出口烟道与旧出口喇叭贯通联接成一体，引风机烟道无改动。
一级除尘收集较大颗粒的粉尘，二级除尘收集细小颗粒的粉尘，减少了对布袋的磨损。
电区具有预除尘作用，设计可预收烟气中80%-85%的粉尘量，降低进入袋区的烟尘浓度，降低烟尘中粗颗粒含量，改善烟气工况条件，使滤袋阻力上升率平稳、清灰周期延长、避免粗颗粒冲刷磨损。进入袋区大部分烟尘经过荷电，改变滤袋沉积粉尘结构，滤袋表面同极荷电烟尘相互排斥，颗粒之间排列规则有序，粉尘层孔隙率高、透气性好、易于剥落。

2.2 改造后的使用情况简介

我厂#2炉电袋除尘器改造后预喷涂投运后，在一年内运行情况良好
（1）从运行状况参数来看，漏风率<2%，出口烟气浓度<50mg/Nm，正常运行时达到28-38mg/Nm （第三方检测）；
（2）节能效果直接：除尘器区域的耗电节能达到6源于：论文模板www.7ctime.com
0%，改造后引风机的电流运行在设计值60-80%的区间。
（3）各项设计指标达到要求：
旁路烟道可以满足50%烟气量下的启动和运行要求，实际使用最大到70%（阻力<1200 Pa）；
可以在连续满负荷320MW下运行。
在连续满负荷315-320MW情况下，来煤灰份在35%-39%的条件下，喷吹周期和喷吹压力基本保持不变化，进出口压差在550-650 Pa之间变化；
预涂灰装置能够完成锅炉启动时的保护作用，首次预涂统灰300吨（统灰）即可（设计预涂灰120吨）；
（4）烟温和含氧量基本正常

2.3 运行后发现的问题

#2炉电袋除尘器运行一年后逐步发生滤袋破损。
2008年5月改造完成后投运，2009年5月7日临停检查布袋有破损，更换约83条，事后龙净7月7日对破损布袋进行检查并出具检查报告，为腐蚀造成的损坏。2009年10月根据银光粉检测结果更换1300条布袋。
2010年12月停炉后发现布袋基本上全部损坏，不得已将布袋全部更换，更换布袋材质为（100%ptfe基布+100%pps纤维 三维丝），同时，我们将损坏后更换下来的布袋进行检测，检测的结果如下。
“仔细观察PPS滤袋的袋身，还发现有小洞状的破损，并且袋身表面有却多裂纹，虽然还没有完全破损，但已明显可看到纤维磨损，并露出基布，用手撕可轻易撕开滤布。”
“PPS滤袋透气性测试：PPS滤袋原始样品的平均透气量为 3.1，透气性较好。（透气率低于1视为滤袋堵塞）。再用毛刷轻刷样品袋的薄膜面后，平均透气量为

2.7. 透气量反而有所下降，说明滤料内部有较多的粉尘并且一般的清灰效果不佳。”

“检验结果：送检的PPS滤袋从外观看已破损严重，且有明显的腐蚀分解的痕迹，强度检测也也验证了这一点，平均顶破强度只有283 psi。因为PPS不耐氧化且耐温性能较差，并且从滤料的颜色可判断PPS可能受到了氧化腐蚀论文导读：
。并且滤袋使用的初始阶段（滤料干净）或者清灰非常强的时候，滤袋的透气率会过高而导致粉尘泄漏。”
3 滤袋破损原因的原理性分析
从检测结果看滤袋破损主要是由于氧化腐蚀，对于氧化腐蚀从原理上进行分析。

3.1 PPS的氧化原理

PPS全称聚苯硫醚是一种聚合物纤维，它具有一般聚合物纤维的特性，在一定条件下会与氧化剂反应，在除尘器中主要是和烟气中得氧气发生反应。
这种反应会使PPS纤维变短甚至在中间断开，减低滤料的抗裂强度，使得滤袋破裂失去过滤效果，进而影响除尘器的除尘效率。

3.2 PPS氧化反应强度的取决因素

3.

2.1 温度

聚苯硫醚PPS 纤维可以在150℃温度下连续工作运行，瞬间可以承受190℃的高温（无其他化学成分影响）。当运行温度超过190℃，聚苯硫醚PPS 纤维的强力会急剧衰减，一次最多可持续10分钟，每年不能超过50小时；170℃时一次最多可持续1小时，每年不能超过400小时。
Arrhenius 规则：Svante Arrhenius，（1859-1927），瑞典化学家，发现温度每升高10℃，化学反应速度就会增加一倍。也就是说，操作温度每升高10℃，对敏感的聚酯纤维的化学侵蚀就增加一倍。为使滤料达到较长久的预期的使用寿命，确定连续操作温度时必须谨慎地考虑到烟气中的化学成份和水蒸汽的含量。

3.

2.2 氧化剂的类型

（1）笼骨的锈蚀 笼骨的锈蚀可以促进PPS滤料的氧化反应，造成滤料失效。
（2）与NOx和O2的氧化反应
聚苯硫醚PPS 纤维滤料具有极佳的耐酸、碱性，广泛应用于燃烧烟气的处理领域。但当被处理的烟气中氧（O2）含量超过10%时，即使运行温度刚超过165℃，PPS 也会被氧化，即PPS 大分子结构中的S 和O 结合，生产SOx。使原本PPS 分子变化，不具有原本的耐酸、耐碱性能，从而失去强力，直接表现就是“破袋”。
通过对PPS氧化特性的分析我们发现降低PPS滤料被氧化可以从以下几点入手：
（1）严格控制除尘器入口温度，尽力做到不上下超温限。
（2）控制煤种的含硫含氮量，减少氧化性物质的产生。
（3）控制设备的漏风率，降低含氧量。
（4）在除尘器前采用脱硫，脱硝装置，降低NOx和Sox的含量。
（5）运行温度与烟气成分确实无法满足PPS滤料要求时，应选择符合实际情况的滤料材质为上策。
参考文献：
朱伟奇，任德胜，许广林，等.袋式除尘器技术在燃煤电站上的应用[M].北京：中国电力出版社出版，2007.
朱伟奇，仇雷敏，马汉军.电厂袋式除尘器稳定运行64个月浅析[C].全国袋式除尘技术研讨会论文集，2009.
作者简介：
张翼，出生于1984年5月10日，男，湖北襄阳人，本科学历，现工作于大唐淮南洛河发电厂，助理工程师，主要从事火力发电厂除灰系统运行与维护，研究方向：火力发电厂环保设施。