滤袋机械破损原因分析及改进方案
摘 要： 滤袋是袋式除尘器的核心部件,滤袋的机械破损是滤袋频繁破损的主要原因。通过对滤袋机械破损原因的分析,提出将反吸风除尘器滤袋的原上拉紧机构改为下拉紧机构,取消脉冲袋式除尘器滤袋袋笼,改进滤袋结构设计和安装方法,从而达到降低滤袋的制造难度,方便安装,消除滤袋在保管、运输、安装和使用过程中的损坏,延长使用寿命,降低制造成本和运行费用,实现袋式除尘器的稳定达标排放。
1 袋式除尘器在环境保护中的地位和作用
袋式除尘器自问世以来，经过国内外的广泛使用和不断改进，除尘效率已达到99.9％以上，粉尘排放浓度低于50mg/Nm³，特别是在捕集PM2.5微细、超微细粉尘方面发挥了重要作用。袋式除尘器（特别是低压长袋脉冲袋式除尘器）已广泛应用于冶金、建材、水泥、化工、电力、轻工等行业的含尘烟气净化及粉尘回收，是治理大气污染的主要设备。
滤袋是袋式除尘器的“心脏”，滤袋的设计、制造、安装、使用质量直接影响袋式除尘器的除尘效率。一台大型袋式除尘器滤袋多达几千条，滤袋占袋式除尘器制造成本的15％～20％，更换滤袋费用占运行费用的20％～70％。因此，滤袋及滤袋配件设计应先进、科学、实用，方便制造、运输、安装和维修，避免在使用过程中的非正常损坏，保证滤袋的使用寿命。
2 滤袋机械破损的原因分析
滤袋破损的原因很多，如：机械破损、化学腐蚀、高温烧灼、结露堵塞等，但主要是机械破损。袋式除尘器按清灰方式分为机械振打清灰袋式除尘器、反吹（吸）清灰袋式除尘器和脉冲清灰袋式除尘器。滤袋按形状分为圆形、偏圆形、楔形和信封形，应用最多的是圆形。本文针对应用最多的反吸风袋式除尘器和脉冲袋式除尘器的圆形滤袋机械破损进行分析。
2.1 反吸风袋式除尘器滤袋机械破损
反吸风袋式除尘器为下进风、正压内滤式。滤袋采用不同材质的薄形滤料缝制而成，滤料厚度0.4～0.6mm、滤袋直径250～300mm、长度10～12m，滤袋外设有间距不等的多道防瘪环，滤袋下端用卡箍或钢丝将滤袋固定在花板孔口的短管上，上端安装有吊帽、弹簧和拉链将滤袋吊挂在除尘器箱体上部的挂架上，用拉链将滤袋向上拉紧。滤袋破损主要发生在滤袋下部和中部。
（1）底部破损的主要原因是：花板孔口用于安装滤袋的短菅太短，一般只有40～50mm，含尘气流从花板孔进入对滤袋底部容易造成横向冲刷使滤袋迎风面破损；用钢丝捆扎滤袋容易造成滤袋纤维断裂。
（2）在高温环境下，滤袋的自身重量及积灰重量会使滤袋拉长，当上部拉簧不足以克服滤袋拉长时，滤袋底部就会出现坐袋现象，在过滤清灰时滤袋发生摆动与滤袋环上端口发生摩擦磨破滤袋，此现象发生最为严重。
（3）滤袋中部破损的主要原因是滤袋的间距太小，一般只有70～80mm，当滤袋伸长10mm则发生弯曲，中部和下部就会发生相互碰撞而损坏。
（4）钢制防瘪环易锈蚀，锈蚀后的防瘪环极易将滤袋磨破。
2.2 脉冲袋式除尘器滤袋破损原因分析
脉冲袋式除尘器为负压外滤式，下进风、上排风。利用压缩空气对滤袋进行脉冲清灰。滤袋上端口设有涨环，利用涨环将滤袋固定在花板孔内，滤袋内装有袋笼和文氏管。滤袋由不同材质的针刺毡缝制而成，其材料厚度为1.5～2.5mm、直径130～160mm、长度2450～8000mm。滤袋损坏主要发生在上端袋口、袋身和底部。
2.2.1 上端袋口破损原因
袋口破损多发生在滤袋涨环与花板孔接触部位和离袋口以下30cm以内，主要原因是滤袋涨环与花板孔配合不好，当出现过盈量2～3mm时，滤袋就无法安装到位，用力敲击或用力踩会造成花板孔出现锐角或毛刺将滤袋刺破；当出现负偏差时滤袋会出现上下窜动磨损，甚至发生掉袋；喷吹管上的喷嘴和文氏管安装与滤袋不同心歪斜，产生脉冲喷吹时高速气流对滤袋冲刷磨损。
2.2.2 袋身破损原因
袋身破损主要是袋笼横竖钢筋与滤袋来回摩擦造成的，当袋笼钢筋锈蚀后磨损最为严重。
2.2.3 袋底破损的原因
袋底破损现象最为常见，其主要原因是：袋笼底部尺寸太小，滤袋过长造成滤袋内侧磨损；花板变形、袋笼弯曲，袋笼安装不垂直，在滤袋底部不固定的情况下相互碰撞造成滤袋外部损坏。
2.2.4 袋笼损坏的原因
袋笼长径一般都在40cm以上，由3～4mm钢丝焊接而成，在搬运、保管、安装、更换滤袋时极易造成弯曲变形、脱焊，碳钢袋笼在高温、含湿、含腐蚀性气体的情况下易锈蚀，容易和滤袋黏附在一起，更换滤袋时很难从滤袋中抽出，导致滤袋损坏无法继续使用。
3 改进方案
3.1 反吸风袋式除尘器改进方案
（1）取消滤袋上端口吊帽、弹簧及拉链，改用图1中（b）所示扣件10，将滤袋上端固定在挂架梁8下的挂架9上。
（2）在花板上平面安装图1（a）所示的向下拉紧装置，该装备由密封圈2、卡箍3、滤袋环4、内套管5、弹簧6组成。内套管长度应大于150mm，弹簧数量3根，总拉力250～300N。
3.2 脉冲袋式除尘器改进方案
（1）取消滤袋袋笼增大滤袋直径增设防瘪环，改进后的滤袋结构见图2，滤袋上部结构如图2A放大图所示由滤袋1、衬套2、密封圈4、卡箍5、文氏6管组成，滤袋直径不应小于160mm。滤袋中部结构按图2B放大图所示，在滤袋外增多道防瘪环，间距不大于1000mm。滤袋底部结构见图2C放大图所示由底盘11、卡箍10、吊环12、螺母13组成。
（2）滤袋安装方法：滤袋与防瘪环在工厂制成独立部件，其余零件均可单独包装运输到现场组装。滤袋与花板孔为间隙配合，隙间3～5mm。滤袋底部用拉簧15固定在挂架14上。
3.3 滤袋配件材料选用及制造方法
所有滤袋配件均采用耐高温、耐腐蚀、抗老化的工程塑料模塑成型，保证零件尺寸精度，避免锐角。凡滤袋与配件之间会出现位移的部位应涂刷耐高温硅胶粘结剂，以减轻配件对滤袋的磨损。
4 改进方案的可行性
（1）反吸风袋式除尘器将原来的上拉紧滤袋改为下拉紧，改进拉紧装置后，由于滤袋的重量、积灰重量铅锤向下，向下拉紧力比向上拉紧力小得多，当下拉力大于250N就不会出现坐袋，也不会造成滤袋的机械破损。
（2）脉冲袋式除尘器去掉袋笼增设防瘪环，当滤袋直径为160mm、防瘪环间距为1000mm、滤袋内外压差1000Pa、下端弹簧拉力300N时，理论计算过滤时滤袋直径缩小20mm，由于滤袋周长未发生变化，截面成梅花形，故对气流流通面积和气流流速影响很小。如采用135mm口径的柱塞式脉冲阀，滤袋直径还可适当加大，可降低气流上升阻力。
（3）所有滤袋配件全部采用耐高温、耐腐蚀、耐老化的工程塑料模塑成形，可以提高配件精度，降低配件对滤袋磨损，提高配件的重复利用率。
（4）配件采用工程塑料制造，材料价格比钢材高，但总造价不会增加，且滤袋的非正常破损大幅度减少，运行费用大幅度降低。在正常情况下滤袋的寿命为2～5年，上海宝钢有的达到7年。通过采取有效技术措施，通过延长滤袋使用寿命对节省除尘器的运行费用具有重大意义。
5 结语
袋式除尘器是治理大气粉尘污染不可缺少的设备，滤袋的频繁破损给企业造成的不仅是经济上损失，也给企业管理带来困难。造成滤袋频繁破损的原因很多，如化学腐蚀、高温烧灼、结露堵塞、气流冲刷等，只要选材正确，采用先进的控温技术这些问题都不难解决，而滤袋的机械破损受人为因素影响很大，如果不改变现有结构设计和安装方法，要解决滤袋机械破损是困难的。
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