布袋除塵器濾袋材質(zhì)問題及使用壽命

　　《火力發(fā)電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011)于2012-01-01執(zhí)行，其中對新建電廠煙塵排放的限值由原來的50mg/Nm3調(diào)整為30mg/Nm3。此外，隨著近年來我國環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻，越來越多的火力發(fā)電廠建設(shè)伊始即以低于5mg/Nm3作為建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。煙塵排放濃度限值的不斷降低促使絕大多數(shù)火力發(fā)電企業(yè)采用“布袋除塵器+濕式靜電除塵器”作為主要的減排方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在除塵設(shè)備總造價(jià)中，濾袋成本占40%，而濾袋的更換更達(dá)到了布袋除塵器日常檢修費(fèi)用的85%以上，因此，如何延長濾袋的使用壽命，從而降低電廠運(yùn)行成本是眾多電廠共同關(guān)心的問題。本文以大唐清苑熱電廠為例，對燃用中硫煤電廠除塵器濾袋材質(zhì)的選擇進(jìn)行分析，以期從濾袋材質(zhì)選擇層面盡量延長濾袋使用壽命，達(dá)到在減排的同時(shí)降低運(yùn)行費(fèi)用的目的。
袋式除塵器是依據(jù)濾料固有的物理過濾特性以及附著在濾料表面粉塵層的過濾性來截留煙氣中具有顆粒度的粉。它依賴于濾料在厚度方向的纖維密度來決定過濾能力，成為深層過濾技術(shù)。濾料是布袋除塵器中關(guān)鍵、易損和昂貴的部件，是影響投資、運(yùn)行成本的主項(xiàng)。濾料的選擇關(guān)系到除塵器能否長期、、地使用。因此，濾料應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況以及布袋除塵器的工作要求選擇。
按照《我國煤中硫份等級劃分標(biāo)準(zhǔn)》劃分，中硫煤系指硫分在1%}2%的燃煤(其中，1%~1.5%稱“低中硫煤”)。當(dāng)鍋爐燃用較高硫份燃煤時(shí)，煙氣中硫氧　化物、氮氧　化物濃度很高，煙氣中酸性氣體的腐蝕會(huì)造成濾料的損壞，使濾袋壽命縮短。大唐清苑熱電廠地處保定市清苑縣，裝機(jī)規(guī)模為2X300MW選用上海鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界1025t/h中間再熱自然循環(huán)鍋爐，每臺鍋爐配2臺低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹布袋除塵器，除塵器效率大于等于99.93，出口煙塵濃度小于30mg/Nm3。
1布袋除塵器濾袋材質(zhì)簡述
用于袋式除塵器的濾料主要織物、非織造材料和復(fù)合材料。機(jī)織濾料作為傳統(tǒng)的加工方式，因其生產(chǎn)成本低廉而在濾料市場上仍然占有一席之地;非織造材料由于其復(fù)雜的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在有限的材料空間內(nèi)含有大量的微孔和彎曲通道，具有良好的過濾性能，是除塵濾袋的理性材料;復(fù)合材料通過覆膜、涂層/層合、原料差別化、工藝差別化等技術(shù)手段使材料的過濾性能優(yōu)異，符合環(huán)保要求。
1.1PPS聚苯硫醚
PPS具有較佳的耐堿性和較好的耐酸性，但PPS的抗氧　化性能比較弱，在含氧量高或煤質(zhì)含硫量較高的工況中均不適用。其耐溫為160-180℃，可在160℃的溫度下連續(xù)工作運(yùn)行，瞬間可以承受190℃的高溫。當(dāng)運(yùn)行溫度超過190℃時(shí)，PPS的會(huì)急劇衰減;當(dāng)被處理的煙氣中氧（O2)含量超過8%時(shí)，PPS會(huì)被氧　化，即PPS大分子結(jié)構(gòu)中的S和O結(jié)合，產(chǎn)生SOX，使原本PPS分子結(jié)構(gòu)變化，不具有原本的耐酸、耐堿性能，從而失去，直接表現(xiàn)就是“破袋”。當(dāng)煙塵含氧量超過巧%時(shí)，就不能使用該種濾料。
1.2芳香族聚酞胺合成纖維
此類纖維應(yīng)用較多的主要是美塔斯纖維，其耐溫204℃，瞬間可達(dá)240℃。但其耐酸性、抗水解性稍差，其主要應(yīng)用于經(jīng)脫硫的循環(huán)流化床鍋爐或含硫的煙氣過濾場合。
1.3聚四氟乙烯
PTFE，即聚四氟乙烯，具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性能，不受煙氣腐蝕，可為濾料提供強(qiáng)有力的支架，延長濾料的使用壽命。PTFE可以在240℃的連續(xù)運(yùn)行溫度，在瞬間260℃的溫度條件下，能耐全部pH值范圍內(nèi)的酸堿侵蝕。PTFE基布自潤性較佳，不吸潮，能承受紫外線輻射。用非織造針刺法制作的聚四氟乙烯纖維濾袋可以使袋式除塵器達(dá)到非常好的除塵效果，無論脈沖除塵器煙氣中粉塵的濃度有多高，除塵器出口煙氣中的粉塵濃度均可降低到20-30mg/m3，它是抗水解、性強(qiáng)的化學(xué)纖維。
1.4P84纖維(聚酞亞胺)濾料
P84纖維濾料可在260℃以下連續(xù)使用，瞬時(shí)溫度可達(dá)280℃。除此之外，P84纖維三葉形橫截面形成了非常高的纖維表面積系數(shù)，與圓形或豆形截面纖維相比，具有較大的比表面積，增大了捕集塵粒的機(jī)會(huì)，而且P84纖維的截面形態(tài)使得粉塵大部分被集中到濾料的表面，很難滲透到濾料的內(nèi)部堵塞孔隙，降低運(yùn)行阻力。
1.5玻璃纖維
玻璃纖維可以在260℃(中堿)/280℃(無堿)的溫度條件下長期工作。瞬間溫度可達(dá)350℃。它具有突出的尺寸穩(wěn)定性，拉伸斷裂，性強(qiáng)，表面光滑，憎水透氣，容易清灰，化學(xué)穩(wěn)定性好，是環(huán)境保護(hù)行業(yè)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。但是它的缺點(diǎn)是耐折性差。
2大唐清苑電廠布袋除塵器濾料方案
大唐清苑電廠燃用煤質(zhì)含硫量在1.67%-1.82%之間，屬中硫煤，煙氣中較高的sox含量提升了酸露　點(diǎn)溫度，增加了煙氣酸結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，該工程屬于供熱機(jī)組，機(jī)組負(fù)荷變化較為較大，可能出現(xiàn)頻繁起停爐的現(xiàn)象，造成濾袋多次穿越酸露　點(diǎn)，使濾袋酸腐蝕破壞，濾袋過早失效。如果機(jī)組在正常運(yùn)行中發(fā)生大量破袋現(xiàn)象，更換濾袋不僅將增加檢修維護(hù)費(fèi)用，還為滿足環(huán)保要求將迫使機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，影響發(fā)電量和供熱量。因此，濾袋材質(zhì)的選擇正確與否將直接影響機(jī)組運(yùn)行的性。根據(jù)本工程煤質(zhì)及煙氣情況，初步擬定了濾料的兩個(gè)方案，即PPs纖維+PPs基布(表面PTFE浸漬)和PPS纖維+PTFE基布。以下就兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。
PPS纖維+PPS基布(表面PTFE浸漬)是PPS針刺氈后處理的一種工藝，是針刺好的PPS濾布在含有PTFE的乳液里浸漬后，再通過高溫烘焙，使濾料表面形成一種含有PTFE材料的保護(hù)層，達(dá)到濾料具有的效果，并且能提高PPS濾料的抗氧　化性能，使濾料表面光滑，更容易清灰，從而延長濾料的使用壽命。
PPS纖維+PTFE基布由上下兩層PPS針刺氈和中間一層PTFE基布組成，針刺氈60%靠基布提供，是壽命的重要體現(xiàn)，采用PTFE基布，濾袋整體衰減更慢(PPS基布衰減50%的情況下，PTFE基布衰減只有10%，抗化學(xué)腐蝕能力和耐瞬間高溫的能力大幅提升，延長使用壽命。兩種濾料方案的性能對比。
無論是PPS纖維+PPS基布方案，還是PPS纖維+PTFE基布，均具有良好的應(yīng)用效果。方案二相對于方案一有以下優(yōu)點(diǎn):①PTFE具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性能，在運(yùn)行溫度范圍內(nèi)，能承受所有的化學(xué)腐蝕。PPS的抗氧　化性能比較弱，在含氧量高或煤質(zhì)含硫量較高的工況中均不適用。PTFE基布不受煙氣腐蝕，可為濾料提供強(qiáng)有力的支架，延長使用壽命，對煤種變化的適應(yīng)性。②針刺氈60%靠基布提供，是壽命的重要體現(xiàn)，采用PTFE基布，濾袋整體衰減更慢。結(jié)合上述分析，考慮清苑電廠燃用中硫煤，煙氣腐蝕性較強(qiáng)，且供熱電廠的性質(zhì)決定了機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)較大，因此本項(xiàng)目脫硫脫硝除塵器濾袋采用方案二:PPS纖維+PTFE基布可以提器濾袋的壽命，規(guī)避因機(jī)組簡短時(shí)期運(yùn)行工況變化大帶來的不利因素，提高機(jī)組運(yùn)行的性。