袋式除尘器故障分析

2013-09-04阿不都可力木阿不都拉付长兵

机械工程与自动化 2013年6期

阿不都可力木·阿不都拉，付长兵

（克拉玛依石化公司，新疆克拉玛依 834003）

1 概述

锅炉煤粉燃烧后，除一部分落入炉膛渣池，大部分随烟气排出。为减少大气中粉尘的污染，需对烟气进行除尘处理。较常见的电除尘技术就是利用高压放电将烟气中的粉尘电离，使其带电荷，然后由电极将带电粉尘吸附，再通过对电极的振打将粉尘振落，通过回收还可用于制作水泥的原料。袋式除尘是继电除尘后发展起来的新型除尘技术，某公司锅炉烟气除尘采用的是电除尘与袋式除尘的复合式除尘，除尘效果达到95%以上，满足了日益增强的环保需求。但在除尘器的使用过程中发生牵引钢丝绳断裂的故障，对生产造成了较大的影响，本文将针对此故障进行分析探讨，并进行改造以减少故障频率。

2 袋式除尘结构与原理

布袋除尘是利用复合材料制成的布袋，将烟气中的煤粉灰阻挡在外，只让烟气通过，以达到除尘效果的设备。布袋做成长条形，袋内套装支撑架将布袋撑开，成中空状，再将布袋紧密排列安装，其截面形状如图1所示。布袋层层叠放，充满整个烟道截面。烟气通过时需经过布袋，煤粉灰由于颗粒度大于布袋缝隙而被阻止通过，吸附于布袋上，烟气能顺利通过布袋。煤粉灰吸附于布袋上，量多时会增大烟气的通过阻力，降低通过效率。因此，需要定期对布袋上的煤粉灰进行处理，利用除尘后的尾部烟气反向对布袋进行吹风，将吸附于布袋的煤粉灰吹落，再进行煤粉灰收集。

为提高除尘效率，除尘器烟气通道截面较大，对袋式除尘器，反吹风是利用一个风筒来同时对一定区域内的布袋进行反吹风。因此，风筒需要来回运动以保证整个截面上的布袋都能吹到风。风筒的运动是通过支撑托架、牵引机构和导轨等共同作用来实现的。风筒竖直放置，在中间部位连接有反吹风管，反吹风管在水平方向段能绕自身轴线回转。同时在风筒的上部和下部同时各装有一个支撑托架，托架支撑于导轨上，能在导轨上自由行走。通过牵引钢丝绳拉动风筒在导轨上来回行走，从而实现对所有布袋的反吹风。风筒的结构布置简图如图2所示。

图1 布袋安装截面图

图2 风筒结构布置简图

3 运行故障原因分析

布袋除尘器在使用过程中，牵引钢丝绳频繁断裂，对生产影响较大。钢丝绳断裂，反吹风系统失效，布袋除尘无法运行，需要及时将钢丝绳更换。除尘器内部烟气温度达140°左右，且含有氮氧化合物、二氧化硫、一氧化碳等有毒有害气体，因此，必须停炉进行处理，这会对生产造成影响。特别是在冬季，气候寒冷，锅炉都处于高负荷运行状态下，一旦停炉，必然导致其他锅炉负荷更高，对蒸汽生产也有较大影响，必须及时处理。从公司使用情况来看，钢丝绳断裂较为频繁，且冬季发生频率更高。通过分析，造成钢丝绳断裂的主要原因有以下几点：

（1）风筒上、下部牵引力不平衡：风筒行走是由风筒的上部和下部两条钢丝绳同时牵引实现的，而两条钢丝绳是由同一卷扬机带动。如果两纲丝绳自风筒至卷扬机距离相差太大，必定引起风筒上部和下部牵引力不均，就会导致风筒倾斜，支撑托架与导轨间在行进中阻力大大增加，甚至将风筒卡死，从而导致卷扬机将钢丝绳拉断。

（2）温差大引起脆断：钢丝绳使用的是纤维绳芯，在除尘器内部温度达到140°，卷扬机处在除尘器外部，为室外自然温度。钢丝绳行走时一端进入除尘器，一端出除尘器。在冬季，出口端钢丝绳从140°环境进入到－20°环境，进口端钢丝绳经过一段时间冰冻，进入除尘器加热，纤维绳芯受热受冷都对钢丝绳的机械性能产生较大影响。受热后，纤维绳芯变软，抗拉强度变弱；受冷后，绳芯冷硬，变的易碎，抗拉强度降低。当阻力高于抗拉强度时，就会使钢丝绳拉断。

（3）周期性应力：钢丝绳在经过卷扬机卷筒时，钢丝绳逐渐偏离其中心位置，偏离的钢丝绳卷曲时与卷筒产生摩擦，且这种摩擦力呈周期性的发生。此外，钢丝绳卷曲时产生周期性弯曲应力，这种周期性应力长时间作用于钢丝绳，使钢丝绳机械性能降低。