直角电磁脉冲阀 滤袋清灰能力下降的原因分析

2020-08-31 23:13:36 189

清灰系统是过滤设备的关键部件,如果清灰系统设计合理并且各个部分运作正常,则只需对清灰压力和清灰周期进行调整,便可使优质滤袋最大限度地发挥其性能。但是如果清灰系统设计不合理或出现故障,就会影响滤袋的过滤效果及使用寿命。

清灰时间过短,滤袋表面的粉尘还没有完全清洗干净就开始进行过滤,粉尘就会逐渐累积在滤袋的表面,从而造成滤袋堵塞。滤袋堵塞的主要原因是过滤风速过大、粉尘过细、粉尘具有粘性、滤袋清洗不良、滤袋受潮。脉冲袋式除尘器一般采用压缩空气进行喷吹清灰,压缩空气含有较多油、水、杂质,如不经过净化直接喷入滤袋内,就会使滤袋受污、受潮导致结露。如果除尘器处理的是高温、高湿气体,一旦喷入冷的压缩空气,冷热交汇如达到露点温度就会在滤袋表面产生结露,粘附大量粉尘后造成板结。要想避免压缩空气中的杂质导致糊袋板结,就必须坚持每天打开储气罐、气源三联件、脉冲阀分气包的排污阀排除油水污物,并可在脉冲阀分气包前安装冷冻干燥机和加热器,使压缩空气进一步脱水和升温后再喷入滤袋进行清灰。

清灰系统不良会增加运行费用,这主要是因为:

(1)由于清灰效果差,除尘系统的压差阻力过高,风机运行超负荷,能源损耗增大;

(2)由于清灰力度不够,导致结露现象布袋除尘器压差过低,滤袋使用寿命缩短,使整台除尘器的除尘效率降低。清灰系统不良还会引起严重安全事故:如果烟气中含有易燃易爆气体,再加上滤袋阻力的增大,可能会导致重大燃烧、爆炸等危险事故的发生。

产生清灰不良的主要因素有:

1、压缩空气压力不稳

脉冲阀喷吹量与气源压力相关,在相同的脉冲时间内(80ms)、不同的气包压力下,其脉冲阀喷吹量与压力成线性关系,如气包压力在500kPa和2000kPa的条件下,脉冲阀的耗气量相差两倍左右。由于气包内压力高,其对滤袋的反向加速度就大,清灰效果就好。通常在夜间管网压力降低时,会造成清灰较差,从而使得滤袋阻力居高不下,影响除尘器正常运行。

2、脉冲阀损坏不工作

脉冲阀是清灰效果好坏的关键所在,虽然近年来脉冲阀的质量得到了极大提高,压缩空气也得到净化,但脉冲阀在实际运行过程中布袋除尘器压差过低,仍不断出现问题。

主要表现在:1)电源断电或清灰控制器失灵;2)脉冲阀漏气;3)脉冲阀线圈烧坏;4)压缩空气压力太低,脉冲阀不启动。而在一个清灰系统中,往往会由于一只阀门漏气而导致整个系统瘫痪。

造成脉冲阀漏气的主要原因有:1)电磁脉冲阀的膜片损坏;2)膜片的垫片与出气口端面之间有铁锈、焊渣等杂物,二者无法密合,导致电磁脉冲阀漏气;3)对于淹没式脉冲阀,如果气包中的喷吹管有漏洞,就会导致压缩空气不经过脉冲阀直接进入喷吹管泄漏而影响正常清灰。

针对这些问题,本文就滤袋清灰能力低效的原因进行分析。

1 无效的清灰

如图1所示,清灰过程中,脉冲仅仅能去除滤袋上部的粉尘。为了进行分析,在清灰前后分别测量了透气量。如果清灰后的顶部的透气量很高,而底部的透气量却明显下降,这就说明了清灰压力太低。这种情况常见于装有长袋、清灰压力过低、粘性粉尘的过滤设备中。

必须说明,本文中水洗滤袋只是为了测试使用过的滤袋的性能,而非鼓励将滤袋水洗后再投人使用。

2 过度的清灰

本着“越高越好”的想法,操作者将清灰压强调整到较高的数值,以期获得最好的清灰效果和较低的压差。但事实却恰恰相反。由于清灰脉冲的初始喷吹太过强烈,滤袋的顶部会形成一个负压区。因此顶部永远也得不到清灰,更糟的是,在清灰过程中经受了局部增高的过滤速度,这将导致粉尘渗入以及糊袋。透气量的测试结果表明,滤袋顶部的清灰低效而底部的清灰非常高效(图2)。

而清灰次数频繁、清灰时间过长。清灰次数过频容易使滤袋纤维组织松散从而增加废气中的微细粉尘堵塞滤袋。

图3显示了滤袋的下部存在静压力(见图中的灰线)。在清灰过程中,清灰压强从-1000Pa增加到+2000Pa,这对于相关的过滤设备来说过于强烈了。最佳的数值估计应在+1000Pa左右。

这种问题在清灰压强较高、装有文氏管、处理自由流动粉尘而无需强烈清灰的除尘器中较为常见。

3 定时清灰与压差控制清灰

原则上,必达福更倾向于压差控制清灰。只要调校好清灰开始与停止的预定点,清灰系统就会自动适应不同的人口尘量和气布比。滤袋仅在需要的时候进行清灰,避免其受到机械损害以及压缩空气的大量耗费。

但定时清灰只按固定的时间间隔开始清灰,并不考虑滤袋的实际情况。大多数操作方式的时间间隔很短,以保证低压差。如图4所作的比较,实际上定时清灰在剩余压强很低时开始,但压差会稳定地上升。

4 滤料着尘面的堵塞

多数过滤设备都安装在燃烧过程之后,而在燃烧过程中会形成水分。当过滤设备的人口温度太低或设备太冷时,就有可能发生水结露甚至酸结露。在其它烟气中水分含量较高的过滤设备中,当设备开机及关机时,若操作温度经过露点,就会造成糊袋从而使滤袋运行阻力升高甚至失效。

如果燃烧过程不充分,并且烟气中仍含有未燃尽的固体颗粒,那么粘性粉尘和未燃尽的有机碳会进人过滤设备中,砧附在滤袋表面。

为了避免滤袋的堵塞,我们建议过滤设备的人口温度必须要高于水露点温度25K以上。例如如果含水量达到300g/m〕,水露点为80℃,人口温度必须在80oC+25K=105℃左右。

如果烟气中存SO3,露点会随着SO3的浓度升高。那么,就需相应地增加过滤设备的人口温度(如果纤维聚合物可耐受较高的温度),或者也可降低SO3的浓度,比如在进人过滤设备前注入石灰。

另外我们建议尽量保持持续操作,若频繁地经过酸露点会对过滤设备以及滤袋造成严重的腐蚀。如果过滤设备不得不频繁地关机,则可对灰斗加热到露点以上,以减弱酸性攻击造成的腐蚀。

由粘性粉尘而造成滤袋表面的堵塞也是经常出现的问题。特别是在燃烧不充分的垃圾焚烧炉中,过滤设备被直接安装在锅炉后会引起诸多问题。当未燃烧的有机碳的含量超过6%时,就会形成粘结而紧密的粉饼。要解决这一问题,则必须提高燃烧的质量,或者在过滤设备前注人石灰以吸收粘性成分。

目前,国家的排放标准日趋严格,同时,在很多行业中,过滤设备不仅是除尘设备,同时也是生产设备的一部分。所以我们希望在过滤过程中取得更低的排放浓度。排放浓度过高的原因,可能是滤料的质量低劣,也可能是过滤设备的超负荷运作。而且,过度清灰(高清灰压力、频繁清灰)也会导致粉尘渗入以及排放高峰。

现代的滤料多以超细纤维制造而成,目的是获得高效的、以表面隔离为主的粉尘隔离效果。以聚醋滤料为例,如果使用1.0dtex的纤维取代3.3dtex的纤维,聚醋滤料就会获得双倍的纤维过滤表面。由于纤维表面可以隔离粉尘,所以排放率因纤维表面的存在而下降。超细纤维制作的滤料,比之标准滤料可获得更低的排放率。

最终用户往往倾向于选择表面极度光滑的滤料,以为如此便具有较好的性能。但事实却恰恰相反,过度的轧光会使表面闭塞。如果有50%的表面孔隙被闭塞住,剩余的一半则必须承受两倍的过滤速度。

过高的过滤速度会导致粉尘渗人、高排放浓度以及高压差。基于这些原因,必达福仅在过滤粉尘具有粘性的情况下推荐使用轻微轧光的表面。如果粉尘是自由流动性质的,我们更倾向于推荐不经轧光的烧毛表面,以使纤维孔隙保持敞开。

如果过滤设备设计不合理,那么再好的滤料也不能发挥其应有的作用。为了压低成本,有些设备制造商会将过滤设备做得偏小,结果造成较高的气布比和粉尘上升速度。

如果清灰系统运作良好,粉饼就会在清灰过程中被除去,压差也会降到较低的水平。当粉尘的上升速度高于下降速度,细小的粉尘就会悬浮于烟气中,从而在清灰结束后被再次吸附在滤袋上(再吸附)。由于细小的轻质粉尘侵人滤料表面,压差很快地上升。唯一的解决之道是加长滤袋从而增加过滤面积或额外增加除尘室或减少烟气量。

5 滤袋净气面的污染

粉尘的泄漏会直接减少滤料的透气量,因为每一次清灰都会把粉尘吹入滤袋的内部(穿透污染);我们拍摄了这种情形的滤袋滤料的剖面证实了穿透污染,滤料的中间是干净的,但外部和内部都覆盖了粉尘。发生了穿透污染的滤袋是不可再生的,因为每一次脉冲清灰都会把粉尘更深地吹人滤料内部。这样的滤袋应该清洗甚至更换。

如果涨圈没有很好地固定在花板上,粉尘就会穿透。如果一个用过的滤袋要被取下,密封部分的粉尘必须清除。滤袋的缝线应该采用三针缝制,如果用热熔焊接的话更好。此外,污染的来源还有泄漏的焊缝、喷吹阀和维护盖板。荧光粉测试可以帮助确定泄漏的来源。

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