滤袋使用寿命预计的必要性及其判据
摘要：论述了预测袋式除尘器用滤料使用寿命的意义,在评价现用预测方法利弊的基础上,提出以“设计寿命”为基础,以除尘器运行工况、抽样检测数据为依据,判断滤料“剩余寿命”的方法。经实践证明该方法是可行和有效的。
关键词：滤袋,设计寿命,使用寿命
1 滤袋寿命预计的意义
滤袋是袋式除尘器中最重要的部件之一,其寿命直接影响袋式除尘器的使用效果和经济性。在袋式除尘器的设计和使用中,对不同的新滤袋均会有一个设计寿命。从已公开的资料来看,滤袋设计寿命的研究工作还不多,而滤袋寿命又直接影响除尘器的使用性能,因此,对滤袋实际使用寿命的预计显得十分必要。
目前在袋式除尘器的使用和维护中,对滤袋的使用有以下3 种做法: ①完全按设计寿命使用,即只要到了设计寿命, 无论滤袋破损与否,均予以全部更换。此种做法的优点是能确保除尘器的性能和使用效果,但由于受滤料性能、生产工艺、烟气条件、自然气候、除尘器结构,清灰和管理制度及设备运转率等多种因素的影响,很难准确地统计出滤袋的实际使用时间,且滤袋性能的变化无法及时准确掌握,因此完全按设计寿命更换滤袋有时显得很不经济。②以滤袋的破损为滤袋的寿命期限,即滤袋破1 条更换1 条,如果是滤袋的非正常破损,则这种做法是可行的;但如果是滤袋的自然破损,则这种做法显然不太合适,因为此时基本上所有滤袋已不符合使用要求,即其已自然老化,强度已大幅下降,故新换滤袋必然承受额外的大负荷,从而缩短新滤袋的使用寿命, 增加了除尘器的维护工作量,也影响了除尘器的使用效果。 ③以经验检查使用中的滤袋,并确定是否更换。此种做法对内滤式除尘器尚可以,但不适于外滤式除尘器。因为对前者,无需拆下滤袋即能从滤袋外表观察滤袋纤维的拉伸和粉尘穿透情况;但对后者,即使拆下滤袋亦很难对袋内侧进行观察。另外这种做法需要长期的经验积累,而且受人为因素影响较大,显得很不科学。
随着公众环保意识的增强和国家对除尘器外排粉尘量的削减,新的可提高过滤效率的滤料将不断出现,例如最近几年出现的覆膜滤料,其价格较之普通滤料高,这必然会增大袋式除尘器的运行成本,因此对滤袋使用寿命进行比较准确的判断有很大的现实意义。
2 滤袋寿命预计方法
滤袋的实际使用寿命与滤料性能和使用条件(包括生产工艺、烟气条件、自然气候、除尘器结构及其清灰方式、设备管理等) 有关,由于使用条件涉及因素多而无法较精确地进行把握,因此初步设想以设计寿命时的滤料性能来估计滤袋的实际使用寿命,亦即正常情况下,当滤袋即将到达设计寿命时期时,随机取下数条滤袋,对其进行断裂强力和伸长率及静态性能检验,以这些性能来预计滤袋的实际使用寿命。滤料的经向(即滤袋的经向) 变形常导致内滤式滤袋下进风口的堵塞,而纬向变形,对外滤式滤袋能加大滤袋与框架的冲击磨损,降低滤袋的寿命,因此对不同型式的袋滤器, 对其滤袋使用的考核指标应有所区别。另外滤袋的过滤风速与压力损失之间的关系实际是对滤料性能及滤袋使用条件的综合反映。因此这种关系也是滤袋使用寿命的一个重要指标。
基于以上考虑,可初步设定: ①在滤袋设计寿命末期,滤袋断裂强力的变化率≤10 % ,断裂伸长率的变化率≤20 % (与滤袋使用前或有关标准相比) ; ②在滤袋设计寿命末期, 滤袋工况下过滤风速与压力损失基本维持在设计水平。如果以上2 个条件能同时满足,则可判定,滤袋实际使用寿命可延长1 年。
上钢五厂100 t 直流炼钢电炉采用长袋低压脉冲袋式除尘器,过滤面积11 716 m2 ,设计处理风量80 万m3/ h ,设计过滤风速1. 14 m/ min ,设计清灰后滤袋压力损失600～700 Pa , 滤袋设计寿命3 年。在滤袋使用2 年零9 个月的时候,该厂分别在除尘器尾部两箱体中各取1 条滤袋进行检验。检验结果如下:
(1) 外观:2 条滤袋内外侧均无明显磨损及破裂现象,滤袋内侧仍非常干净,说明粉尘透过率很小。
(2) 经纬向断裂强力及伸长率见表1。
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(3) 滤袋的过滤风速与压力损失。检验时,该除尘器处理风量仍为8 万m3/ h 左右,亦即过滤风速仍为1. 14 m/ min 左右,此时清灰后滤袋的压力损失亦为600～700 Pa (每个箱体有区别) 。
该除尘器使用的美国兰特(LANTOR) 公司制造的聚脂 (Polyester) 针刺毡,该公司提供的经向断裂强力为891 N ,纬向断裂强度为1 113 N ,而伸长率的数据未提供,但根据我国编制的《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》(GB12625 90) 的要求,断裂强力经向> 600 N ,纬向> 1 kN ,断裂伸长率径向 < 35 % ,纬向< 55 %。该除尘器滤袋在使用2 年9 个月后,对检验结果进行分析可知:
(1) 经纬向断裂强力超过制造厂提供的初始值,亦超过了我国标准的规定值;
(2) 对外滤式除尘器最重要的纬向断裂伸长率与我国标准值相比下降了9. 3 %～1. 7 %;
(3) 设定过滤风速下的压力损失仍维持在设计水平。因此,当时认定,该除尘器滤袋可再继续使用1 年,即滤袋实际使用寿命为4 年。在该除尘器使用至3 年半的时候,由于电炉生产及其他情况的变化,该除尘器处理风量提到了10 万 m3/ h ,亦即过滤风速为1. 42 m/ min ,提高了25 % ,但清灰后滤袋压力损失未超过850 Pa。据此,可以认为,原预计滤袋可以多使用1 年的结论是正确的。
3 结论
综上所述,对滤袋的实际使用寿命进行预计是必要的, 亦是可以进行的。当然,使用寿命预计的判据仍有待进一步的探讨和检验。
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