活性炭廠袋式除塵器故障分析及處理措施

趙 禹

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)金鼎活性炭山西有限公司，山西 大同 037001）

1 MC36-II 型袋式除塵器使用概況

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)金鼎活性炭山西有限公司破碎炭篩分包裝車間（442）中2 臺(tái)去石機(jī)設(shè)備雖自帶旋風(fēng)除塵風(fēng)機(jī)，但不能滿足除塵效果。該設(shè)備吸塵點(diǎn)不能與原除塵系統(tǒng)合用，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置2 臺(tái)布袋除塵器。故增加2 臺(tái)MC36-II 型布袋除塵器。

MC36-II 型布袋除塵器采用獨(dú)立式電氣控制箱，破碎炭炭化車間為防爆型。備煤及破碎炭炭化車間內(nèi)控制箱為非防爆型，放置在非防爆控制室內(nèi)，防護(hù)等級(jí)為IP65。預(yù)留遠(yuǎn)程端口，所有信號(hào)可上傳到上游DCS 系統(tǒng)中?；钚蕴繌S在前期生產(chǎn)過程中，MC36-II型布袋除塵器頻繁出現(xiàn)放空管線多次冒黑煙等故障，增加了設(shè)備故障率，影響著安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

2 MC36-Ⅱ型除塵器結(jié)構(gòu)及原理

1）結(jié)構(gòu)組成：MC36-Ⅱ型除塵器主要由卸灰閥、支架、灰斗、箱體、濾袋、籠袋、電磁脈沖閥、儲(chǔ)氣罐、噴管、清潔室、環(huán)隙引射器、凈化氣體出口、含塵氣體入口等部分組成，如圖1 所示。

圖1 MC36-Ⅱ型除塵器結(jié)構(gòu)示意圖

2）主要技術(shù)參數(shù)：MC36-Ⅱ型除塵器安裝電機(jī)功率為15 kW，風(fēng)機(jī)壓力為2950 Pa，過濾風(fēng)速為3 m/min，除塵效率為99.8%，具體如表1 所示。

表1 MC36-II 型布袋除塵器技術(shù)參數(shù)

3）除塵器工作原理：金鼎活性炭廠采用的袋式除塵器主要為干式濾塵裝置，主要用于對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的細(xì)小、揮發(fā)性強(qiáng)以及非纖維性粉塵進(jìn)行捕集，在化工、電力等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用；除塵器中采用的濾袋主要為濾布，利用纖維織物的過濾作用對(duì)含塵氣體進(jìn)行過濾，當(dāng)含有粉塵的氣體進(jìn)入除塵器后，粒徑大的粉塵顆粒在濾袋內(nèi)碰撞，利用重力作用實(shí)現(xiàn)自降。當(dāng)顆粒小且揮發(fā)性強(qiáng)的粉塵顆粒通過濾袋時(shí)被阻留，從而實(shí)現(xiàn)氣體凈化的目的[1-4]。

3 MC36-Ⅱ型除塵器常見故障及原因分析

3.1 常見故障類型

金鼎活性炭廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵氣體通過MC36-Ⅱ型除塵器后，頻繁出現(xiàn)除塵器出口放空管線冒黑煙現(xiàn)象，通過現(xiàn)場(chǎng)檢查除塵器內(nèi)的濾袋位于根部處出現(xiàn)多處破口，特別是濾袋與籠骨、隔板接觸處損壞嚴(yán)重，同時(shí)除塵器籠骨也存在變形現(xiàn)象。

3.2 除塵器故障原因分析

根據(jù)除塵器故障類型，分別從除塵器溫度、壓力、工藝等方面進(jìn)行合理分析[5-8]，發(fā)現(xiàn)除塵器故障原因主要表現(xiàn)在幾下幾方面：

1）除塵器供氣量及氣速過大：MC36-Ⅱ型除塵器在工作時(shí)允許最大氣量為720 m3/h，除塵器過濾面積為8 m2，供氣壓力為100 kPa，溫度為270 ℃，最大允許氣速為1.5 m/s。但是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，除塵器氣量為1000 m3/h，氣速可根據(jù)v=Q/60S 進(jìn)行計(jì)算，其中v 為氣速，m/s；Q 為氣量，取1000 m3/h；S 為過濾面積，取8 m2。通過計(jì)算可得實(shí)際氣速v=2.1 m/min，氣量與氣速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)值，從而造成濾袋及籠骨變形。

2）除塵器布袋材質(zhì)影響：MC36-Ⅱ型除塵器布袋主要由FMS2108 覆膜制成，該材質(zhì)的布袋在使用時(shí)具有風(fēng)速低、工作溫度低以及橫徑向所受拉力低等優(yōu)點(diǎn)。但是FMS2108 覆膜韌性相對(duì)較差且易折損，除塵器徑向噴吹清灰時(shí)很容易折斷；同時(shí)該材料布袋透氣性差，當(dāng)氣量超過設(shè)計(jì)氣量時(shí)吹風(fēng)阻力大，很容易使布袋產(chǎn)生抖動(dòng)，從而導(dǎo)致布袋破損。

3）噴吹方式影響：傳統(tǒng)的除塵器濾袋上安裝噴吹管，噴吹管上布置若干個(gè)孔并對(duì)準(zhǔn)濾袋口，工作時(shí)除塵器脈沖閥發(fā)出脈沖氣流通過噴孔射入濾袋內(nèi)，從而使濾袋產(chǎn)生振動(dòng)作用，使濾袋上粉塵自動(dòng)脫落；但是金鼎活性炭廠采用的MC36-Ⅱ型除塵器共計(jì)安裝5個(gè)濾袋且分隔室空間小，所以未安裝噴吹管，從而造成濾袋表層粉塵不能完全清理，粉塵出現(xiàn)積累現(xiàn)象，大大降低了濾袋透氣性以及使用壽命。

4）籠骨結(jié)構(gòu)影響：MC36-Ⅱ型除塵器布袋長(zhǎng)度為3.5 m、直徑為160 mm，籠骨尺寸小于布袋尺寸的2～3 mm，籠骨采用10 根碳鋼鍍鋅材質(zhì)的鋼筋制成，鋼筋直徑為3 mm，圓環(huán)布置間距為200 mm，該材質(zhì)制成的籠骨承載強(qiáng)度低，且籠骨與隔板之間未采取任何措施固定，當(dāng)氣量增大時(shí)產(chǎn)生的瞬間沖擊力造成袋籠運(yùn)動(dòng)，不僅造成袋籠與隔板之間間隙變大，而且使隔板與布袋之間產(chǎn)生摩擦，從而造成布袋損壞。

4 除塵器故障處理措施

4.1 減少氣量

為了降低氣量及氣速，合理降低輸灰管道所需的氣量，將氣量降低至750 m3/h，通過計(jì)算可得氣速降低至1.56 m/min，從而防止因氣量及氣速過大導(dǎo)致籠袋振動(dòng)破損，以及造成籠骨與籠袋磨損現(xiàn)象。

4.2 提高布袋材質(zhì)

由于原FMS2108 覆膜制成的布袋材質(zhì)透氣性差，優(yōu)化后決定采用PTFE 覆膜針刺氈制成的布袋，該材質(zhì)過濾風(fēng)速為1.0～1.7 m/min，透氣量為FMS2108覆膜的2～3 倍。具體技術(shù)參數(shù)對(duì)比如表2 所示。

表2 優(yōu)化前后兩種濾袋技術(shù)參數(shù)對(duì)比

4.3 改變噴吹方式

MC36-Ⅱ型除塵器原主要采用一根直徑為87 mm的鋼管進(jìn)行噴出，未對(duì)濾袋安裝噴吹管。為了提高噴吹效果，決定對(duì)原噴吹方式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，在原噴吹的方式上對(duì)每個(gè)濾袋安裝一個(gè)噴吹口，噴吹口直徑（其中C 為系數(shù)，取55%；d 為脈沖閥出口直徑，取87 mm；n 為濾袋數(shù)量，取5 個(gè)），經(jīng)計(jì)算可得，噴吹口直徑D=28 mm，所以對(duì)每個(gè)濾袋口安裝一根直徑為28 mm 鋼管并將鋼管口與濾袋口對(duì)接。

4.4 優(yōu)化籠骨及固定方式

1）為了防止籠骨與濾袋之間產(chǎn)生摩擦作用，增加籠骨的抗變形強(qiáng)度，決定將原籠骨碳鋼鍍鋅材質(zhì)的縱筋替換為304 不銹鋼材質(zhì)縱筋，縱筋數(shù)量增加至15 根，且鋼筋直徑由原來的3 mm 變?yōu)?.5 mm，圓環(huán)間距不變，同時(shí)在圓環(huán)上增加2 根十字形加強(qiáng)筋。

2）為了防止MC36-Ⅱ型除塵器在工作過程中出現(xiàn)氣量過大導(dǎo)致袋籠出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，決定對(duì)濾袋與噴吹口處安裝固定裝置，首先在噴吹管與濾袋接口處安裝2 個(gè)支耳，在支耳底座上開2 個(gè)直徑為16 mm 螺栓孔，然后采用2 根M16 的螺栓將濾袋固定，如圖2所示。濾袋固定后可避免在大氣量瞬間沖擊力作用下出現(xiàn)濾袋上下振動(dòng)現(xiàn)象。

圖2 MC36-Ⅱ型除塵器籠骨與濾袋固定方式剖面圖

5 結(jié)語

金鼎活性炭廠針對(duì)MC36-Ⅱ型除塵器在使用過程中因供氣量大、布袋質(zhì)量差、噴出方式不合理以及籠骨質(zhì)量差、固定不合理等，導(dǎo)致除塵器頻繁出現(xiàn)故障，通過合理優(yōu)化后，除塵器在后期使用過程中發(fā)現(xiàn)其故障率大大降低，由原來的17%降低至4%，設(shè)備維修費(fèi)用減少了24.2 萬元，保證了活性炭廠安全穩(wěn)定生產(chǎn)，取得顯著應(yīng)用成效。