燃煤电厂布袋除尘器滤料的要求及清灰过程

滤料作为布袋除尘器的核心部件，造价占整个设备总费用的10~15%。布袋除尘器的关键技术除了气流分布、清灰技术外，还包括滤料技术，而且除尘器所有的问题，较终都会反应在滤料上。因此，要想突破电力行业滤料使用时间普遍达不到3万小时的瓶颈，只有从分析滤料性能失效原因入手，从而研发并选用适合不同工况的滤料。

燃煤电厂锅炉烟气的复杂工况条件，袋式除尘用滤料提出了以下具体的要求：

1)滤料需具有耐高温、耐折、耐氧化等性能。

2)滤料有较好的耐磨性。锅炉烟气中含有硬度较高的氧化物，如：SiO2，A12O3，Fe2O3等成分，这些是造成滤袋磨损的主要因素。

3)滤料需具备耐腐蚀性。锅炉烟气中含有S，N等元素，氧化物—一酸，在高温、高湿的条件下，对滤袋会产生酸腐蚀。当滤料的耐酸性不好时，会使滤袋发生脆化，严重影响滤袋寿命。

4)在保证一定除尘效率下，要求滤布有较好的透气性，滤布的透气率与滤袋的阻力损失有直接的关系。滤布的透气性必须从洁净滤袋和含尘滤袋的透气率两方面来综合考虑。

5)滤袋要有稳定的热收缩性。尤其是由电除尘器改造的布袋除尘器，由于条件的限制，其滤袋与滤袋之间的间隙相对较小。因而，对滤料的尺寸稳定性要求越来越高。

6)滤料需具备耐水解性。锅炉运行时难免发生“四管”爆裂的状况，这对滤料也是极大的考验。

清灰过程是滤袋膨胀、收缩、扭曲、拉伸的过程，目前滤料清灰周期的设定往往依赖于经验值，不正确的清灰周期往往引起频繁清灰，增加滤袋与滤袋之间、滤袋与袋笼之间、滤袋与箱体之间的摩擦或碰撞次数。

1)滤袋的运动

滤袋在清灰过程中受到了以下因素的作用：加速度、剪切、屈伸一拉伸、扭曲、逆向气流和较大反向加速度等。大多数研究者认为起主要作用的是较大反向加速度。脉冲喷吹时，高速气流进入喷吹管时，即成为受限气流，动压转为静压，形成高压气团作用于滤袋壁，滤袋内的压力急速上升，这使得滤袋迅速向外膨胀，当袋壁“膨胀“到极限位置时，很大的张力使滤袋收到强烈的冲击振动并获得较大反向加速度，从而开始向内收缩。但附着在滤袋表面的粉尘层在惯性的作用下，不受张力而从滤袋上脱落。随着高压气团由上而下的移动，滤袋上的粉尘层依次被清除掉。

2)滤袋损伤

工程实例中发现，滤袋损伤较严重的位置，多出现在滤袋与袋笼接触的地方。若增加袋笼的竖筋数量，降低滤袋表面的受力，对延长滤袋的使用寿命有一定的好处，但同时也产生了一些负面影响：

(1)滤袋的自由变形程度越大，清灰效果越好，这样在横筋和竖筋所处的位置，就是清灰的薄弱环节，竖筋的数量越多，清灰不良的面积就越大，削弱了清灰强度。

(2)筋的数量过多，滤袋的有效过滤面积减少，导致实际过滤风速提高，布袋除尘器的阻力增加，进而影响滤袋的寿命。因此，只有设定合理的清灰周期，才能真正降低滤料的机械磨损，保证其使用寿命。

其他影响因素

1)气流分布不均匀对滤料的影响

除尘器内气体流场对过滤压力和过滤效率都有一定影响，系统设计造成的气流分布不均匀，不仅影响除尘器的除尘效率，而且由于局部流速过高将对滤袋造成冲刷磨损，从而影响滤袋的寿命。为防止空气动力损伤需保证含尘气流的均匀度，需要调整好含尘气体入口的导流装置，脉冲喷吹型布袋除尘器喷吹管、喷嘴和滤袋三圆同心，防止喷吹气体直接冲刷袋口。

2)粉尘的吸湿性和潮解性对滤料的影响

粉尘潮解后，其性质和形态均发生变化，粉尘潮解后会糊住滤袋表面，难以清灰使透气性降低，阻力增大。对于吸湿性、潮解性的粉尘，在选用滤料时应注意滤料的光滑、不起绒和憎水性，其中以覆膜滤料为优选。然而，吸湿性强的粉尘许多薪着性也强，对于布袋除尘器而言，若豁着力过小，将失去捕集粉尘的能力，而勃着力过大又造成粉尘凝聚、清灰困难。对豁着性强的粉尘同样应选用表面烧毛、压光、镜面处理的针刺毡滤袋，并用浸渍、涂布和覆膜技术讲行处理。

3)粉尘的磨啄性对滤料的影响

粉尘流动速度大，磨啄性增强时会直接磨损滤袋，降低其使用寿命。表面粗糙，不规则的尘粒比表面光滑的球形尘粒磨损性大10倍。尘粒粒径为90μm左右的磨啄性较大，当粒径减小到5~10μm时的磨啄性已十分微弱。磨啄性与气流速度的2~3万次方和粒径的1.5次方成正比。因此，要减少粉尘磨啄性对滤袋的损伤必须严格控制气流速度及其均布性。

4)粉尘的可燃性和爆炸性对滤料的影响

粉尘的可燃性与其粒径、成分、浓度、燃烧热以及燃烧速度等多种因素有关，多数爆炸性粉尘粒径在1~150可燃范围以内。粒径越小，比表面积越大，越易点燃。粉尘中的惰性成分(灰分等)小于11%时尚能引燃。粉尘的爆炸浓度下限一般为每立方米几十至几百克，粉尘的燃烧热和燃烧速度越高，其爆炸威力越大。

燃烧气氛主要指氧含量、气体湿度、温度和压力。氧含量越高越易爆炸，5%~8%为安全限度。可燃性气体与可燃粉尘共存时可以降低爆炸浓度下限和较小点燃能量。气体含湿量促使粉尘凝聚、消耗点燃能量，降低燃烧温度，因而是一种安全因素。

火源主要来源于摩擦火花、静电火花、带入的炽热颗粒物。粉尘的较小着火能量一般为十到数百毫焦耳，相当于气体着火能量的100倍。对于易燃易爆粉尘宜选用阻燃型、消静电滤料，同时在设计除尘设备和系统中还须采取其他必要的阻燃防爆措施，如在烟气中掺入惰性气体，增大气体含湿量，增设泄压安全装置等。

对于滤料材质的选择，一般认为氧指数(LOI)大于30的纤维为阻燃型，进行浸渍处理，如聚丙烯、聚酞胺、聚酷、亚酞胺等滤料。消静电滤料是在滤料本纤维中混入导电纤维，使其在径向或纬向具有导电性能。馄入方式有等间隔编入导电均匀混入经纬线、均匀混入絮棉层等。导电纤维混入量约为基本纤维的2~5%。对于一般抗静电采用炭纤维混纺和不锈钢丝混纺滤料，中度抗静电采用不锈钢丝植入滤料，高度抗静电采用不锈钢丝网植入滤料。