濾袋使用壽命預計的必要性及其判據
摘要：論述了預測袋式除塵器用濾料使用壽命的意義,在評價現用預測方法利弊的基礎上,提出以“設計壽命”為基礎,以除塵器運行工況、抽樣檢測數據為依據,判斷濾料“剩余壽命”的方法。經實踐證明該方法是可行和有效的。
關鍵詞：濾袋,設計壽命,使用壽命
1 濾袋壽命預計的意義
濾袋是袋式除塵器中最重要的部件之一,其壽命直接影響袋式除塵器的使用效果和經濟性。在袋式除塵器的設計和使用中,對不同的新濾袋均會有一個設計壽命。從已公開的資料來看,濾袋設計壽命的研究工作還不多,而濾袋壽命又直接影響除塵器的使用性能,因此,對濾袋實際使用壽命的預計顯得十分必要。
目前在袋式除塵器的使用和維護中,對濾袋的使用有以下3 種做法: ①完全按設計壽命使用,即只要到了設計壽命, 無論濾袋破損與否,均予以全部更換。此種做法的優點是能確保除塵器的性能和使用效果,但由于受濾料性能、生產工藝、煙氣條件、自然氣候、除塵器結構,清灰和管理制度及設備運轉率等多種因素的影響,很難準確地統計出濾袋的實際使用時間,且濾袋性能的變化無法及時準確掌握,因此完全按設計壽命更換濾袋有時顯得很不經濟。②以濾袋的破損為濾袋的壽命期限,即濾袋破1 條更換1 條,如果是濾袋的非正常破損,則這種做法是可行的;但如果是濾袋的自然破損,則這種做法顯然不太合適,因為此時基本上所有濾袋已不符合使用要求,即其已自然老化,強度已大幅下降,故新換濾袋必然承受額外的大負荷,從而縮短新濾袋的使用壽命, 增加了除塵器的維護工作量,也影響了除塵器的使用效果。 ③以經驗檢查使用中的濾袋,并確定是否更換。此種做法對內濾式除塵器尚可以,但不適于外濾式除塵器。因為對前者,無需拆下濾袋即能從濾袋外表觀察濾袋纖維的拉伸和粉塵穿透情況;但對后者,即使拆下濾袋亦很難對袋內側進行觀察。另外這種做法需要長期的經驗積累,而且受人為因素影響較大,顯得很不科學。
隨著公眾環保意識的增強和國家對除塵器外排粉塵量的削減,新的可提高過濾效率的濾料將不斷出現,例如最近幾年出現的覆膜濾料,其價格較之普通濾料高,這必然會增大袋式除塵器的運行成本,因此對濾袋使用壽命進行比較準確的判斷有很大的現實意義。
2 濾袋壽命預計方法
濾袋的實際使用壽命與濾料性能和使用條件(包括生產工藝、煙氣條件、自然氣候、除塵器結構及其清灰方式、設備管理等) 有關,由于使用條件涉及因素多而無法較精確地進行把握,因此初步設想以設計壽命時的濾料性能來估計濾袋的實際使用壽命,亦即正常情況下,當濾袋即將到達設計壽命時期時,隨機取下數條濾袋,對其進行斷裂強力和伸長率及靜態性能檢驗,以這些性能來預計濾袋的實際使用壽命。濾料的經向(即濾袋的經向) 變形常導致內濾式濾袋下進風口的堵塞,而緯向變形,對外濾式濾袋能加大濾袋與框架的沖擊磨損,降低濾袋的壽命,因此對不同型式的袋濾器, 對其濾袋使用的考核指標應有所區別。另外濾袋的過濾風速與壓力損失之間的關系實際是對濾料性能及濾袋使用條件的綜合反映。因此這種關系也是濾袋使用壽命的一個重要指標。
基于以上考慮,可初步設定: ①在濾袋設計壽命末期,濾袋斷裂強力的變化率≤10 % ,斷裂伸長率的變化率≤20 % (與濾袋使用前或有關標準相比) ; ②在濾袋設計壽命末期, 濾袋工況下過濾風速與壓力損失基本維持在設計水平。如果以上2 個條件能同時滿足,則可判定,濾袋實際使用壽命可延長1 年。
上鋼五廠100 t 直流煉鋼電爐采用長袋低壓脈沖袋式除塵器,過濾面積11 716 m2 ,設計處理風量80 萬m3/ h ,設計過濾風速1. 14 m/ min ,設計清灰后濾袋壓力損失600～700 Pa , 濾袋設計壽命3 年。在濾袋使用2 年零9 個月的時候,該廠分別在除塵器尾部兩箱體中各取1 條濾袋進行檢驗。檢驗結果如下:
(1) 外觀:2 條濾袋內外側均無明顯磨損及破裂現象,濾袋內側仍非常干凈,說明粉塵透過率很小。
(2) 經緯向斷裂強力及伸長率見表1。
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(3) 濾袋的過濾風速與壓力損失。檢驗時,該除塵器處理風量仍為8 萬m3/ h 左右,亦即過濾風速仍為1. 14 m/ min 左右,此時清灰后濾袋的壓力損失亦為600～700 Pa (每個箱體有區別) 。
該除塵器使用的美國蘭特(LANTOR) 公司制造的聚脂 (Polyester) 針刺氈,該公司提供的經向斷裂強力為891 N ,緯向斷裂強度為1 113 N ,而伸長率的數據未提供,但根據我國編制的《袋式除塵器用濾料及濾袋技術條件》(GB12625 90) 的要求,斷裂強力經向> 600 N ,緯向> 1 kN ,斷裂伸長率徑向 < 35 % ,緯向< 55 %。該除塵器濾袋在使用2 年9 個月后,對檢驗結果進行分析可知:
(1) 經緯向斷裂強力超過制造廠提供的初始值,亦超過了我國標準的規定值;
(2) 對外濾式除塵器最重要的緯向斷裂伸長率與我國標準值相比下降了9. 3 %～1. 7 %;
(3) 設定過濾風速下的壓力損失仍維持在設計水平。因此,當時認定,該除塵器濾袋可再繼續使用1 年,即濾袋實際使用壽命為4 年。在該除塵器使用至3 年半的時候,由于電爐生產及其他情況的變化,該除塵器處理風量提到了10 萬 m3/ h ,亦即過濾風速為1. 42 m/ min ,提高了25 % ,但清灰后濾袋壓力損失未超過850 Pa。據此,可以認為,原預計濾袋可以多使用1 年的結論是正確的。
3 結論
綜上所述,對濾袋的實際使用壽命進行預計是必要的, 亦是可以進行的。當然,使用壽命預計的判據仍有待進一步的探討和檢驗。
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