1 引言
高井熱電廠(chǎng)地處北京石景山區，總裝機容量 6X100MW，是首都西部重要的電源支撐點(diǎn)。2008年奧運期間，該廠(chǎng)煙塵排放按照北京Ⅱ時(shí)段環(huán)保標準實(shí)施，排放要求<=20mg/nm3，此后的排放目標為歐盟標準，顆粒物排放濃度確保值為<=10mg/nm3，期望值在5mg/nm3[1-3]以下。高井熱電廠(chǎng)煙氣的除塵原來(lái)使用電除塵器，排放濃度為 48mg/Nm3，由于不能滿(mǎn)足新排放標準，于2005年起陸續改造為
袋式除塵器，并增加了脫硫和脫硝設備，煙塵排放濃度在20mg/Nm3以下。
高井熱電廠(chǎng)袋式除塵器采用迴轉反吹法，在幾年的使用中，總體效果良好，但也存在個(gè)別問(wèn)題。通過(guò)系統觀(guān)察、分析和針對性的測試，根據袋式除塵器失效的各種現象，進(jìn)而查明了濾袋的失效原因。通過(guò)試驗采取了一系列治理措施后，問(wèn)題基本得到解決。本文運用故障樹(shù)分析的方法，對袋式除塵器及
濾袋失效進(jìn)行了故障樹(shù)分析，并將之演變?yōu)槌晒?shù)，提出了防止
濾袋失效的改進(jìn)措施。
2 袋式除塵器
濾袋失效故障樹(shù)分析
2.1 常見(jiàn)袋式除塵器故障
電廠(chǎng)袋式除塵器系統在運行中會(huì )發(fā)生一些故障[4-5]，高井熱電廠(chǎng)出現的故障為：1)排放的煙塵濃度偶爾超標，導致煙囪冒黑煙；2)濾袋出現破損，破損部位有的呈圓洞狀或條形縫隙狀(
袋籠筋處)，部位多在接近袋口1000～1500mm處，破損位置集中在除塵器入口附近和花板單元的邊緣；3)凈氣室內部積灰，濾袋口周?chē)浠?，凈氣室內部的支撐件表面粘灰?)進(jìn)氣喇叭口的氣流分布板的上游板和下游板分別有規則和不規則孔洞，在氣流分布板的表面有積灰；5)儀表顯示清灰工作正常，濾袋阻力不見(jiàn)下降有時(shí)還有所增加；6)濾袋熱收縮過(guò)大，濾袋和袋籠的接觸比較緊，濾袋的自由活動(dòng)空間較小，袋籠表面有銹蝕和有機硅涂層脫落的現象；7)系統工況不穩，頻繁起停爐，負荷、煙氣溫度、含塵量、含氧量、含濕量有時(shí)波動(dòng)較大。
2.2 袋式除塵器
濾袋失效故障樹(shù)分析
濾袋是袋式除塵器的核心，袋式除塵器失效主要表現在濾袋故障上[6-7]。在對袋式除塵系統進(jìn)行現場(chǎng)全面調查的基礎上，進(jìn)行袋式除塵器
濾袋失效簡(jiǎn)易故障樹(shù)分析(FTA)，見(jiàn)圖1。
2.3 高井熱電廠(chǎng)袋式除塵器問(wèn)題分析
高井熱電廠(chǎng)煙氣袋式除塵在運行過(guò)程中曾經(jīng)出現過(guò)的問(wèn)題有：
(1)袋式除塵器煙囪冒煙
由圖1可知，該情況發(fā)生是由濾袋破損、局部短路漏塵和脫硝系統的氨化物粒子所致；濾袋破損是由于機械損傷、空氣動(dòng)力損傷、熱力損傷或聚合物纖維裂解的任一因素引起的；局部短路漏塵是由旁路煙道漏塵、擋板門(mén)及封堵不嚴、管道漏風(fēng)、濾袋連接不嚴的任一因素所致；氨化物粒子是由反應不完全的氨漏失和煙氣中殘留的SOx、NOx、CO同時(shí)發(fā)生引起的。
對大量破損濾袋實(shí)地觀(guān)察表明，濾袋的破損部位幾乎都是形狀接近圓形的破洞和長(cháng)條狀裂縫。測試還表明，破損濾袋的未損部分以及過(guò)濾單元中的其他濾袋均無(wú)明顯變形，其強力殘留率也基本正常。這說(shuō)明聚合物纖維濾料在使用中未發(fā)生顯著(zhù)裂解。
(2)濾袋破損
濾袋破損可由機械損傷、空氣動(dòng)力損傷、熱力損傷和聚合物纖維裂解的一個(gè)因素引起。
在使用過(guò)程中，花板變形造成濾袋傾斜，濾袋底部間距不均。在機械振動(dòng)和氣流作用下濾袋底部產(chǎn)生碰撞，造成靠近除塵器入口附近的濾袋出現孔洞和裂縫，形成機械損傷；濾袋與骨架的配合不夠貼切，清灰過(guò)程中，濾袋的膨脹和收縮與骨架產(chǎn)生碰壓，加重了破損程度。
濾袋的空氣動(dòng)力損傷主要是除塵器入口高速含塵氣流的沖刷，或者由于濾袋破損，致使凈氣室內堆積粉塵，反吹時(shí)粉塵隨氣流運動(dòng)對濾袋造成沖刷，加大了濾袋的破損。此外，除塵器入口設導流板，其目的是為了分散和引導氣流，避免高速含塵氣流直接沖刷濾袋，但觀(guān)察表明，導流板的設計、安裝不當，不僅不能起到應有的疏導和分散氣流的作用，減輕含塵氣流對濾袋的沖刷，而且它自身還會(huì )被沖刷產(chǎn)生孔洞，形成局部高速含塵氣流，又造成了新的沖刷點(diǎn)，加速了濾袋的破損；當旋轉脈沖清灰裝置發(fā)生故障時(shí)，觀(guān)測孔看不到旋轉臂的狀況，旋轉臂已停轉時(shí)未及時(shí)發(fā)現，因此長(cháng)時(shí)間連續在一個(gè)位置定位噴吹，其它濾袋沒(méi)有得到清灰，致使阻力不降反增，由于在一個(gè)地點(diǎn)長(cháng)時(shí)間連續噴吹，導致個(gè)別濾袋破損。
(3)脫硝系統所致冒煙
當袋式除塵系統工作正常，試驗脫硝、除塵、脫硫系統時(shí)，出現煙囪“冒煙”現象。但當脫硝裝置停止運行(不噴氨)后，煙囪就不再“冒煙”。脫硝系統采用選擇性催化還原技術(shù)，通過(guò)注入NH3作為還原劑，與NOx反應達到去除 NOx的目的。但氨氣稀釋比在8%左右時(shí)，在催化劑的作用下不能和NOx實(shí)現完全反應，多余的氨透過(guò)濾袋，產(chǎn)生“氨穿透”，進(jìn)入煙囪。它與煙囪中CO、殘余的SOx發(fā)生反應可生成(NH4)2SO3，(NH4)2CO3，NH4HSO3等微小結晶顆粒，隨煙氣排入大氣，表現為煙囪“冒煙”。減少NH3的投入量，控制氨的逃逸率在3ppm以?xún)?，使煙氣中NH3全部參加反應，可避免形成“氨穿透”，煙囪停止“冒煙”。
3 袋式除塵器破損故障防治
針對袋式除塵器濾袋破損的故障，結合高井熱電廠(chǎng)煙氣治理的經(jīng)驗，做出濾料無(wú)破損的成功樹(shù)(如圖2所示)，提出防止濾袋損傷的技術(shù)措施。
(3)完善袋式除塵器的清灰系統
清灰系統是袋式除塵器的重要設施，對除塵器的運行起關(guān)鍵作用。要合理設計、精心安裝、定時(shí)維護，確保清灰系統的正常運行。防止發(fā)生清灰氣流偏吹、速度過(guò)大、噴吹過(guò)重等故障。
(4)加強對除塵、脫硫、脫硝系統的運行管理與監控
制定“除塵、脫硫、脫硝系統”的運行標準，嚴格控制系統的處理風(fēng)量、煙氣溫度、噴油、爆管、入口含塵濃度、摻風(fēng)量、噴氨量等各項關(guān)鍵參數；對原有監控儀表進(jìn)行檢查維修和補充完善；改進(jìn)凈氣室人工觀(guān)察孔，方便經(jīng)常性的人工檢查；建立并堅持實(shí)施“經(jīng)常性”和“逢停必查”的監測制度。
4 結語(yǔ)
實(shí)踐證明，在環(huán)保標準逐步提高的今天，袋式除塵器正在被廣泛應用于
電廠(chǎng)煙塵治理。在實(shí)際的應用中，高井熱電廠(chǎng)將電除塵器改為袋式除塵器并實(shí)施脫硫、脫硝，電廠(chǎng)鍋爐煙塵實(shí)現了達標排放，取得了顯著(zhù)的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會(huì )效益；袋式除塵系統運行初期曾出現一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)系統地調查研究、全面分析，查出了問(wèn)題原因，試驗并成功應用了有效治理措施和監控系統，取得了鍋爐煙塵達標排放的良好成果。
袋式除塵系統雖已在高井熱電廠(chǎng)得到成功應用，但仍存在濾袋檢漏困難、運行阻力較大以及濾袋更換不便等問(wèn)題，有待電廠(chǎng)和研究設計部門(mén)共同合作解決。
