某垃圾焚烧电厂布袋除尘器滤袋频繁破损分析及建议

某垃圾焚烧电厂布袋除尘器滤袋频繁破损分析及建议

黄鸿满

广州环投福山环保能源有限公司   广州市  510555

摘要：

近期，某垃圾焚烧电厂布袋除尘器滤袋频繁破损，尤其是该垃圾焚烧电厂#2炉经常出现滤袋破损的情况，导致烟囱出口粉尘浓度升高，粉尘指标超标风险大，对垃圾焚烧电厂安全、环保运行造成严重威胁。针对该电厂布袋除尘器存在的滤袋频繁破损问题，文章从滤袋材质、运行工况、滤袋储存等方面剖析布袋破损原因，并提出改善建议，为解决布袋除尘器滤袋破损问题提供指导方向。

关键字：垃圾焚烧电厂、布袋除尘器滤袋、粉尘指标

一、背景

近期，某垃圾焚烧电厂#2炉布袋除尘器频繁出现漏袋，导致烟囱出口粉尘偏高，据统计，2023年1-3月#2炉生态环境部监管平台标记为“正常”工况有1853小时，颗粒物平均浓度为7.65mg/m3，其中颗粒物排放浓度≥10mg/m3有332小时，颗粒物平均浓度为12.89mg/m3，如表1所示。较某超低排放垃圾焚烧电厂排放浓度高，以该超低排放垃圾焚烧电厂为例，正常情况下颗粒物排放浓度在2-4mg/m3之间，自2019年投产以来未出现因滤袋穿孔导致颗粒物浓度排放超标的情况（颗粒物排放限值为10mg/m3）。除尘滤袋频繁破损不仅增大颗粒物排放浓度，检查及更换滤袋消耗大量的人力及时间，同时在处理布袋破损过程中影响锅炉负荷，进而影响全厂经济性。以下从滤袋材质、运行工况、滤袋储存等方面分析布袋破损原因，提出改善建议。

表1 2023年1-3月#2炉“正常”运行工况下颗粒物排放统计

二、原因分析

1、滤袋材质较薄

根据采购部提供滤袋参数，该垃圾焚烧电厂使用的滤袋为50%PPS+50%PTFE滤料，PTFE覆膜材质，重量为550g/m3，单价为205元/条，较上述超低排放垃圾焚烧电厂薄1.5倍（上述超低排放垃圾焚烧电厂滤袋材质为100%PTFE针刺毡覆膜滤料，PTFE覆膜，每条重量约为800g/m3，单价为620元/条）。观察破损滤袋情况，滤袋穿孔部位属磨损或机械伤害，且滤袋强度较弱，用硬质物体可轻易将滤袋戳破，如图1所示。罗铮[1]等人认为，颗粒物对滤袋的磨损是滤袋破损的重要因素，因滤袋材质较薄，滤袋更容易受颗粒物磨损。

2、锅炉漏风严重，烟气量超滤袋负荷

2月份#2炉生态环境部监管平台标记“正常”的工况下烟气排放流量为106757.14Nm3/h，折算为布袋运行工况下烟气流量如式1-1所示[2]

=174329.27m3/h                （1-1）

式中：

Q0——标准状态下的烟气流量，Nm3/h；

P0——标准大气压，101.325kPa；

T0——取273.15K；

Q1 ——烟气工况流量，m3/h；

P1——烟气工况压力，取101.325-5.2kPa；

T1——烟气工况温度，取273.15+150K

根据设计说明书布袋过滤面积为2750m3，计算正常运行下布袋过滤速度为

V1=Q1/2750=1.057m/min

当布袋离线清灰时，过流面积降低为5/6，计算得离线喷吹下布袋过滤速度为

V2==1.268m/min

《垃圾焚烧袋式除尘工程技术规范》第6.2.2条规定，袋式除尘器过滤速度宜≤0.9m/min。根据厂家提供的说明书规定，布袋过滤风速≤1m/min。通过上式计算正常运行工况下布袋过滤速度略大于厂家规定的数值，当布袋离线喷吹时，布袋过滤面积下降至5/6，布袋过滤风速增加至1.27m/min，加剧滤袋磨损。当前锅炉负荷尚未达到额定负荷，布袋过滤已超过额定负荷，根据现场检查及烟囱出口氧量分析发现锅炉漏风严重，加重布袋运行负荷。

3、运行工况

#2炉布袋喷吹压力约为0.4MPa，喷吹方式为连续离线清灰，压差为0.8-1.2kPa，布袋入口DCS温度为110-160℃之间（测量误差较大），省煤器出口氧量约为8%~13%，运行参数超过布袋使用说明书。根据使用说明书建议，喷吹压力为0.2-0.3MPa，在压差允许范围内，清灰压力设为最小，清灰周期设定最长。曾庆康[3]提出PPS材料在高温下容易氧化，对烟气温度及含氧量有要求，根据说明书要求当氧含量8%时长期使用温度小于160 ℃，当氧含量10%时长期使用温度小于150 ℃，布袋入口氧含量高使滤袋中PPS材质氧化加速。

4、储存条件

在现场巡查发现部分新滤袋放置在#3炉制浆间及#3炉布袋顶，堆放随意，滤袋塑料保护膜损坏，滤袋上面压着其他重物，且#3炉布袋顶温度高，在80℃以上。滤袋长期暴露在空气中容易氧化，高温加速氧化速度，滤袋受挤压使滤袋纤维折断，在折叠处容易出现破损，如图2所示。

三、改善建议

1、提高滤袋采购质量

该垃圾焚烧电厂当前滤袋采购价格为205元/条，是上述超低排放垃圾焚烧电厂价格的1/3，但在使用过程中经常发生滤袋破损导致颗粒物排放浓度高，滤袋使用寿命低（约1年），增大烟气排放超标风险及增加检修的工作量。而上述超低排放垃圾焚烧电厂当前滤袋采购价格为620元/条，可保障颗粒物排放在10mg/m3以下，滤袋使用寿命在4年以上，使用过程中滤袋维护工作量少（基本上只需停炉时例行检查）。建议该垃圾焚烧电厂综合考虑烟气排放限值及采购成本，在当前采购价格与上述超低排放垃圾焚烧电厂采购价格之间折中选择质量更好的滤袋。

2、调整锅炉配风，降低锅炉出口氧量

根据垃圾焚烧行业锅炉出口氧量应控制在6%-10%之间[4]，而当前某垃圾焚烧电厂焚烧炉出口氧量为8%-13%之间，且在锅炉为达到额定负荷的情况下布袋过滤负荷已超额定负荷，分析是由于锅炉配风不当或锅炉漏风导致。建议专项分析锅炉配风方式是否合理，检查锅炉漏风情况并封堵，同时降低烟气氧含量科研减缓布袋氧化速度。

3、调整喷吹方式及喷吹压力

当前布袋喷吹压力在0.4MPa左右，喷吹方式采用连续喷吹模式，布袋压差在0.8-1.2kPa之间。布袋设计阻力为1.8kPa，滤袋设计喷吹压力在0.2-0.3MPa之间。建议将连续喷吹模式改为压差控制喷吹模式，自动喷吹压力设定为1.5kPa，根据喷吹效果调整喷吹压力在0.2-0.3MPa之间。

4、改善储存条件

滤袋储存不宜超过半年，建议根据实际需求量安排滤袋送货。选择干燥、阴凉的专用仓库存储滤袋，禁止将重物挤压在滤袋上，禁止将几层滤袋堆叠在一起，滤袋使用前保持塑料袋完整。

参考文献

[1]罗铮,郭建荣,王永刚等.电厂布袋除尘器布袋差压高及布袋破损研究[J].化工设计通讯,2021,47(05):172-173.

[2]HJ 2012-2012, 垃圾焚烧袋式除尘工程技术规范[S].

[3]曾庆康.提高袋式除尘器滤袋使用寿命[J].世界有色金属,2019(22):193-195.

[4]中国城市建设研究院有限公司.生活垃圾焚烧厂运行监管标准CJJ/T 212-2015[M].中国建筑工业出版社,2015.