摘 要:以北京高井熱(re)電廠為(wei)對(dui)(dui)象，運(yun)用(yong)故障(zhang)樹分析的方法，對(dui)(dui)袋式除塵器(qi)及(ji)濾袋失效進行了故障(zhang)樹分析，并(bing)將(jiang)之演變為(wei)成功樹，提(ti)出了防(fang)止濾袋失效的措(cuo)施。

關鍵詞:電廠煙塵,袋(dai)式除塵器,濾袋(dai)失效,故(gu)障樹(shu)分析

1 引言

高井熱電(dian)廠(chang)(chang)地處北京(jing)石(shi)景山區，總(zong)裝機容量 6×100MW，是首都西部最重要的電(dian)源支撐點。2008年奧運期間，該(gai)廠(chang)(chang)煙(yan)塵(chen)(chen)排(pai)(pai)(pai)放按照(zhao)北京(jing)Ⅱ時段環(huan)保標(biao)準(zhun)(zhun)實施，排(pai)(pai)(pai)放要求≤20mg/Nm3，此后的排(pai)(pai)(pai)放目標(biao)為歐(ou)盟標(biao)準(zhun)(zhun)，顆粒物排(pai)(pai)(pai)放濃度(du)(du)保證值為≤10mg/Nm3，期望值在5mg/Nm3[1-3]以(yi)(yi)下。高井熱電(dian)廠(chang)(chang)煙(yan)氣的除塵(chen)(chen)原(yuan)來使用(yong)電(dian)除塵(chen)(chen)器，排(pai)(pai)(pai)放濃度(du)(du)為 48mg/Nm3，由于(yu)不(bu)能(neng)滿足(zu)新排(pai)(pai)(pai)放標(biao)準(zhun)(zhun)，于(yu)2005年起陸續改(gai)造為袋式除塵(chen)(chen)器，并(bing)增加了脫(tuo)硫(liu)和(he)脫(tuo)硝設備，煙(yan)塵(chen)(chen)排(pai)(pai)(pai)放濃度(du)(du)在20mg/Nm3以(yi)(yi)下。

高(gao)井熱電廠袋(dai)(dai)(dai)式除塵(chen)器(qi)采用迴轉反吹法，在幾年的(de)使用中，總體效(xiao)果良好，但也(ye)存在個別問題。通過(guo)系(xi)統觀察、分(fen)析和針對性的(de)測試，根據袋(dai)(dai)(dai)式除塵(chen)器(qi)失效(xiao)的(de)各種(zhong)現(xian)象，進(jin)(jin)而查明了濾袋(dai)(dai)(dai)的(de)失效(xiao)原因。通過(guo)試驗采取了一系(xi)列治理措(cuo)施(shi)后，問題基本得(de)到解決。本文(wen)運用故障(zhang)樹分(fen)析的(de)方法，對袋(dai)(dai)(dai)式除塵(chen)器(qi)及濾袋(dai)(dai)(dai)失效(xiao)進(jin)(jin)行(xing)了故障(zhang)樹分(fen)析，并將之(zhi)演變為成功樹，提出(chu)了防(fang)止(zhi)濾袋(dai)(dai)(dai)失效(xiao)的(de)改(gai)進(jin)(jin)措(cuo)施(shi)。

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(dai)式除(chu)塵(chen)(chen)器系統在運(yun)行(xing)中會發(fa)生一些故障(zhang)(zhang)[4-5]，高井熱(re)電廠出(chu)現(xian)的(de)故障(zhang)(zhang)為：1）排(pai)放(fang)的(de)煙(yan)塵(chen)(chen)濃度偶(ou)爾(er)超標，導(dao)致煙(yan)囪冒黑(hei)煙(yan)；2）濾袋(dai)出(chu)現(xian)破損，破損部位有(you)的(de)呈圓洞狀(zhuang)或(huo)條(tiao)形縫(feng)隙狀(zhuang)（袋(dai)籠筋處(chu)），部位多在接近袋(dai)口1000～1500mm處(chu)，破損位置集(ji)中在除(chu)塵(chen)(chen)器入口附近和花板(ban)(ban)單元(yuan)的(de)邊緣；3）凈(jing)氣(qi)(qi)(qi)室內部積(ji)灰(hui)，濾袋(dai)口周圍(wei)落(luo)灰(hui)，凈(jing)氣(qi)(qi)(qi)室內部的(de)支撐件(jian)表面粘灰(hui)；4）進氣(qi)(qi)(qi)喇(la)叭口的(de)氣(qi)(qi)(qi)流分(fen)布板(ban)(ban)的(de)上游板(ban)(ban)和下游板(ban)(ban)分(fen)別有(you)規則(ze)和不(bu)(bu)規則(ze)孔洞，在氣(qi)(qi)(qi)流分(fen)布板(ban)(ban)的(de)表面有(you)積(ji)灰(hui)；5）儀表顯示清灰(hui)工(gong)作正(zheng)常，濾袋(dai)阻(zu)力不(bu)(bu)見(jian)下降有(you)時還(huan)有(you)所增加；6）濾袋(dai)熱(re)收(shou)縮(suo)過(guo)大，濾袋(dai)和袋(dai)籠的(de)接觸比較緊，濾袋(dai)的(de)自由活(huo)動空間(jian)較小，袋(dai)籠表面有(you)銹蝕(shi)和有(you)機硅涂(tu)層脫落(luo)的(de)現(xian)象；7）系統工(gong)況不(bu)(bu)穩，頻繁起停爐(lu)，負荷、煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)溫度、含塵(chen)(chen)量、含氧量、含濕量有(you)時波動較大。

2.2 袋式除塵器濾袋失效故障樹分析

濾袋(dai)(dai)是袋(dai)(dai)式(shi)除(chu)(chu)塵器的核心，袋(dai)(dai)式(shi)除(chu)(chu)塵器失效主要表現(xian)在濾袋(dai)(dai)故障(zhang)上(shang)[6-7]。在對袋(dai)(dai)式(shi)除(chu)(chu)塵系統進行現(xian)場全面(mian)調(diao)查(cha)的基礎上(shang)，進行袋(dai)(dai)式(shi)除(chu)(chu)塵器濾袋(dai)(dai)失效簡易(yi)故障(zhang)樹分析(xi)（FTA），見圖1。

2.3 高井熱電廠袋式除塵器問題分析

高井熱(re)電(dian)廠煙氣袋式除(chu)塵(chen)在運行過程中曾(ceng)經(jing)出現過的(de)問(wen)題有：

（1）袋式除塵器煙(yan)囪(cong)冒煙(yan)

由(you)圖1可知，該情(qing)況發生是由(you)濾(lv)袋(dai)破損(sun)(sun)、局部(bu)短路漏塵(chen)和脫硝系統的(de)氨(an)(an)化物(wu)(wu)粒子所(suo)致(zhi)；濾(lv)袋(dai)破損(sun)(sun)是由(you)于機械損(sun)(sun)傷、空氣動力損(sun)(sun)傷、熱力損(sun)(sun)傷或聚合物(wu)(wu)纖維裂解的(de)任一因素引起(qi)的(de)；局部(bu)短路漏塵(chen)是由(you)旁路煙道(dao)(dao)漏塵(chen)、擋板門及封堵不(bu)嚴、管道(dao)(dao)漏風、濾(lv)袋(dai)連接不(bu)嚴的(de)任一因素所(suo)致(zhi)；氨(an)(an)化物(wu)(wu)粒子是由(you)反應不(bu)完全(quan)的(de)氨(an)(an)漏失和煙氣中殘留的(de)SOx、NOx、CO同時發生引起(qi)的(de)。

對大量破損(sun)濾(lv)袋(dai)(dai)(dai)實地觀(guan)察表明，濾(lv)袋(dai)(dai)(dai)的破損(sun)部位(wei)幾乎都是形狀接近圓形的破洞(dong)和長條狀裂縫。測試還表明，破損(sun)濾(lv)袋(dai)(dai)(dai)的未(wei)損(sun)部分以及過濾(lv)單元(yuan)中的其他濾(lv)袋(dai)(dai)(dai)均無明顯變形，其強力(li)殘留率也(ye)基(ji)本正常。這說(shuo)明聚合(he)物纖(xian)維濾(lv)料(liao)在使用(yong)中未(wei)發生顯著裂解。

（2）濾袋破損

濾袋破損可由機械損傷(shang)、空氣動力損傷(shang)、熱力損傷(shang)和聚合物(wu)纖(xian)維裂解(jie)的任(ren)何一個因素引起。

在(zai)使用(yong)過(guo)程中(zhong)，花板(ban)變(bian)形造成(cheng)濾袋(dai)傾斜，濾袋(dai)底部(bu)間(jian)距不均。在(zai)機(ji)械振動和氣流作用(yong)下濾袋(dai)底部(bu)產生碰撞，造成(cheng)靠近(jin)除塵器入口(kou)附近(jin)的濾袋(dai)出(chu)現孔(kong)洞和裂縫，形成(cheng)機(ji)械損(sun)傷；濾袋(dai)與骨(gu)架的配合不夠貼切(qie)，清(qing)灰過(guo)程中(zhong)，濾袋(dai)的膨(peng)脹和收縮(suo)與骨(gu)架產生碰壓，加重了破損(sun)程度(du)。

濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)空氣(qi)動(dong)力損傷主要(yao)是除(chu)塵(chen)器(qi)入(ru)口(kou)高(gao)速(su)含(han)(han)塵(chen)氣(qi)流的(de)(de)(de)沖(chong)刷(shua)，或者由于濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)破(po)損，致(zhi)使(shi)凈氣(qi)室內堆積粉(fen)塵(chen)，反(fan)吹(chui)時(shi)粉(fen)塵(chen)隨氣(qi)流運動(dong)對濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)造成沖(chong)刷(shua)，加大(da)了(le)濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)破(po)損。此外，除(chu)塵(chen)器(qi)入(ru)口(kou)設(she)導(dao)(dao)流板(ban)，其目的(de)(de)(de)是為了(le)分(fen)散(san)和引導(dao)(dao)氣(qi)流，避免高(gao)速(su)含(han)(han)塵(chen)氣(qi)流直(zhi)接沖(chong)刷(shua)濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)，但觀(guan)察表明，導(dao)(dao)流板(ban)的(de)(de)(de)設(she)計、安(an)裝不當(dang)(dang)，不僅(jin)不能起到(dao)(dao)應有的(de)(de)(de)疏導(dao)(dao)和分(fen)散(san)氣(qi)流的(de)(de)(de)作用，減(jian)輕(qing)含(han)(han)塵(chen)氣(qi)流對濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)沖(chong)刷(shua)，而且(qie)它自身(shen)還(huan)會被沖(chong)刷(shua)產(chan)生(sheng)孔洞，形(xing)成局部高(gao)速(su)含(han)(han)塵(chen)氣(qi)流，又造成了(le)新(xin)的(de)(de)(de)沖(chong)刷(shua)點(dian)，加速(su)了(le)濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)破(po)損；當(dang)(dang)旋轉(zhuan)(zhuan)脈沖(chong)清(qing)灰裝置(zhi)發生(sheng)故(gu)障時(shi)，觀(guan)測(ce)孔看不到(dao)(dao)旋轉(zhuan)(zhuan)臂(bei)(bei)的(de)(de)(de)狀況(kuang)，旋轉(zhuan)(zhuan)臂(bei)(bei)已停轉(zhuan)(zhuan)時(shi)未(wei)及時(shi)發現，因此長時(shi)間連續在一(yi)(yi)個位置(zhi)定位噴吹(chui)，其它濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)沒有得到(dao)(dao)清(qing)灰，致(zhi)使(shi)阻力不降反(fan)增(zeng)，由于在一(yi)(yi)個地點(dian)長時(shi)間連續噴吹(chui)，導(dao)(dao)致(zhi)個別濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)破(po)損。

（3）脫(tuo)硝(xiao)系統所致冒煙

當袋式除(chu)塵系(xi)統工作(zuo)正(zheng)常，試驗(yan)脫(tuo)硝(xiao)、除(chu)塵、脫(tuo)硫系(xi)統時，出現煙(yan)(yan)(yan)(yan)囪(cong)(cong)(cong)“冒煙(yan)(yan)(yan)(yan)”現象。但當脫(tuo)硝(xiao)裝置停止運行（不(bu)噴氨(an)(an)）后，煙(yan)(yan)(yan)(yan)囪(cong)(cong)(cong)就(jiu)不(bu)再“冒煙(yan)(yan)(yan)(yan)”。脫(tuo)硝(xiao)系(xi)統采用選擇(ze)性(xing)催化還(huan)原技(ji)術，通過注入(ru)(ru)NH3作(zuo)為(wei)還(huan)原劑(ji)，與NOx反應達到去除(chu) NOx的目的。但氨(an)(an)氣稀釋(shi)比在(zai)8%左右(you)時，在(zai)催化劑(ji)的作(zuo)用下不(bu)能和NOx實現完全反應，多余的氨(an)(an)透(tou)過濾袋，產生“氨(an)(an)穿(chuan)透(tou)”，進(jin)入(ru)(ru)煙(yan)(yan)(yan)(yan)囪(cong)(cong)(cong)。它與煙(yan)(yan)(yan)(yan)囪(cong)(cong)(cong)中CO、殘余的SOx發生反應可生成（NH4）2SO3，（NH4）2CO3，NH4HSO3等微小(xiao)結晶顆粒，隨煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣排入(ru)(ru)大氣，表(biao)現為(wei)煙(yan)(yan)(yan)(yan)囪(cong)(cong)(cong)“冒煙(yan)(yan)(yan)(yan)”。減少NH3的投入(ru)(ru)量，控制氨(an)(an)的逃逸率在(zai)3ppm以內，使煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣中NH3全部參(can)加反應，可避免形成“氨(an)(an)穿(chuan)透(tou)”，煙(yan)(yan)(yan)(yan)囪(cong)(cong)(cong)停止“冒煙(yan)(yan)(yan)(yan)”。

3 袋式除塵器破損故障防治

針對袋(dai)(dai)式除塵(chen)器(qi)濾袋(dai)(dai)破(po)損(sun)的(de)故障，結合(he)高井(jing)熱電廠煙氣治理的(de)經驗，做出濾料無破(po)損(sun)的(de)成(cheng)功(gong)樹（如(ru)圖(tu)2所示(shi)），提出防止(zhi)濾袋(dai)(dai)損(sun)傷的(de)技術措施。

（1）完善(shan)煙氣處理系統(tong)工藝，改進和更新關鍵設備(bei)與(yu)配件

對(dui)袋式除(chu)塵(chen)(chen)工藝中的(de)(de)關鍵環節要精(jing)益求(qiu)精(jing)，包括強(qiang)化袋式除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)花(hua)板的(de)(de)結構(gou)，提高強(qiang)度(du)、防(fang)(fang)止變形；改(gai)善除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)入(ru)口導(dao)流(liu)板的(de)(de)結構(gou)和(he)(he)安裝角度(du)，實(shi)現有效地分流(liu)和(he)(he)導(dao)流(liu)；檢查和(he)(he)加強(qiang)旁路煙道(dao)、擋板門、煙道(dao)封堵和(he)(he)放灰孔的(de)(de)嚴(yan)密(mi)性，防(fang)(fang)止煙塵(chen)(chen)短路；檢查和(he)(he)改(gai)善濾(lv)袋與花(hua)板及(ji)骨架的(de)(de)配合，防(fang)(fang)止煙塵(chen)(chen)短路泄漏和(he)(he)濾(lv)袋的(de)(de)磨損。

（2）優選(xuan)濾料，使濾料適(shi)應電廠的煙塵特(te)性并嚴格控制濾料的質量

在總(zong)結使用(yong)濾(lv)料(liao)(liao)經驗的(de)基礎上(shang)，選出(chu)適宜高井熱(re)電廠燃煤鍋爐(lu)煙(yan)塵(chen)特性(xing)的(de)濾(lv)料(liao)(liao)；堅持對(dui)濾(lv)料(liao)(liao)的(de)纖維類型(xing)、結構特征(zheng)、加工(gong)工(gong)藝、后處(chu)理方法等的(de)嚴(yan)格(ge)要求；更換濾(lv)料(liao)(liao)類型(xing)時進行(xing)認真研討(tao)并委托(tuo)權威檢(jian)測部(bu)門進行(xing)質(zhi)量監測；根據所選骨架尺寸，精(jing)確設(she)計濾(lv)袋(dai)的(de)尺寸并考慮濾(lv)料(liao)(liao)的(de)熱(re)收縮率留有(you)余地；制(zhi)定(ding)濾(lv)袋(dai)安裝(zhuang)質(zhi)量標(biao)準并嚴(yan)格(ge)實(shi)施和檢(jian)查(cha)；除利用(yong)儀表對(dui)煙(yan)塵(chen)進行(xing)連續監測外(wai)，還要實(shi)施定(ding)期或(huo)“逢停必(bi)查(cha)”的(de)措施，及時進行(xing)現場檢(jian)查(cha)，發現異常情況時及時處(chu)理。

（3）完善袋式除塵器的清灰系(xi)統(tong)

清(qing)灰系(xi)統是(shi)袋(dai)式除(chu)塵器(qi)的(de)重要(yao)設施，對除(chu)塵器(qi)的(de)運(yun)行(xing)(xing)起關鍵作用。要(yao)合理設計、精心安裝(zhuang)、定時維(wei)護，保證清(qing)灰系(xi)統的(de)正(zheng)常運(yun)行(xing)(xing)。防止發生清(qing)灰氣流(liu)偏吹、速度(du)過(guo)大、噴吹過(guo)重等故(gu)障。

（4）加強對除(chu)塵、脫硫(liu)、脫硝(xiao)系統的(de)運行管理與監(jian)控

制定“除塵(chen)、脫硫、脫硝系(xi)統(tong)”的(de)運行標準，嚴格控(kong)制系(xi)統(tong)的(de)處理(li)風量(liang)、煙氣(qi)溫度、噴油(you)、爆管、入口含塵(chen)濃(nong)度、摻風量(liang)、噴氨(an)量(liang)等各項關(guan)鍵參數；對原(yuan)有監(jian)控(kong)儀表進行檢查維修和(he)補充完(wan)善；改(gai)進凈(jing)氣(qi)室人工(gong)觀察孔，方便經常(chang)性的(de)人工(gong)檢查；建(jian)立并堅持(chi)實施“經常(chang)性”和(he)“逢(feng)停必查”的(de)監(jian)測(ce)制度。

4 結語

實踐證(zheng)明，在環(huan)保標準逐步提高(gao)的(de)今天，袋式除塵(chen)(chen)器正在被(bei)廣泛應用于電廠(chang)煙塵(chen)(chen)治理(li)。在實際的(de)應用中，高(gao)井熱電廠(chang)將電除塵(chen)(chen)器改為袋式除塵(chen)(chen)器并實施(shi)脫硫、脫硝(xiao)，電廠(chang)鍋爐煙塵(chen)(chen)實現了達標排(pai)放(fang)，取得了顯著的(de)環(huan)境效(xiao)益(yi)、經濟效(xiao)益(yi)和(he)社會效(xiao)益(yi)；袋式除塵(chen)(chen)系統運行初期曾出(chu)現一些問題(ti)，但經過系統地調查(cha)(cha)研(yan)究、全面分(fen)析，查(cha)(cha)出(chu)了問題(ti)原因，試驗并成功應用了有效(xiao)治理(li)措施(shi)和(he)監控(kong)系統，取得了鍋爐煙塵(chen)(chen)達標排(pai)放(fang)的(de)良好成果。

袋(dai)式除塵系統雖已在高井熱電廠得到(dao)成(cheng)功應(ying)用(yong)，但仍存在濾袋(dai)檢漏困(kun)難、運行阻力(li)較大以及濾袋(dai)更換不便等問題，有待電廠和研(yan)究(jiu)設(she)計部(bu)門共同合作解(jie)決。

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