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燃煤电厂袋式除尘器滤料性能失效过程研究

作　者: 丁炜
导　师: 朱林
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 环境科学
关键词: 燃煤电厂袋式除尘器滤料失效
分类号: X701.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

修订中的燃煤电厂烟尘排放标准拟将最高允许排放浓度限制在30mg/m3以下，由此预计配以合适滤料的袋式除尘器将会得到快速应用发展。滤料是袋式除尘器的核心部件之一，但目前国内大型燃煤机组袋式除尘器的滤料寿命普遍达不到3万小时。滤料失效通常是由多种因素综合作用的结果，主要影响因素为空气动力损伤、机械损伤、化学损伤和热损伤四大类。本课题为国内首针对滤料失效过程进行综合性的试验研究，并结合实例进行分析，提出应对措施。爐料耐化学腐蚀性能方面，在酸性条件下，HNO3对PPS、PTFE两种纤维的腐蚀性要强于H2SO4，且对PPS的腐蚀性更为严重。在碱性条件下，滤强力随着PTFE纤维含量的增加而增加；PTFE的熔化温度降低对其热稳定性的影响大于酸性环境。保证袋式除尘器运行气温度高于烟气露点温度以防结露、糊袋，根据烟气成分、粉尘性质等优选袋式除尘器的类型及滤料材质等措施，可有效提高滤料耐腐性能。滤料动态过滤性能方面，同等条件下PPS、PTFE两种纤维混合面层滤料的残余阻力、排放浓度较之单一纤维面层的滤料要低，相同时间内清灰次数也低。清灰过程对复合滤料造成的损伤要低于单一滤料，更有利于延长复合滤料的使用寿命。较低的过滤风速可延长滤料使用寿命，复合或覆膜滤料、滤料纤维比表面积大、滤料后处理等均可改善滤料过滤性能。耐磨损性能方面，除尘器运行时间越长，滤袋阻力、过滤风速、滤袋冲刷程度就越高。PTFE的抗磨损性能优于PPS。PTFE含量与抗磨损性成正比。PPS和PTFE优化混合后具有更好的摩擦和磨损性能，经后处理后其抗磨损性能更优。合理确定滤袋间距、选择合适的清灰方式及时间，减少相互摩擦和碰撞，优化气流分布、提高除尘器密封性等措施，均可以有效提高滤料的机械性能。本课题以东北某电厂2×300MW机组除尘器实际运行工况为实例，从袋头、袋身、袋底三部分深入分析滤料损坏的形式，分析造成滤料失效的过程原因，袋头的损伤主要由清灰过程中的机械运动造成，袋身的破损和气流分布不均匀、过滤风速过高、清灰压力有关，袋底的损伤是由于气流分布不均匀、清灰压力过高和灰斗设计不合理等。该结论为国内燃煤电厂袋式除尘器滤料选择、新型滤料的研发提供了有益参考。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
第1章绪论  9-21
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
    1.1.1 课题研究背景  9
    1.1.2 课题研究意义  9
    1.1.3 课题研究目的  9
    1.1.4 课题研究的技术路线  9-10
  1.2 袋式除尘技术的历史及发展现状  10-12
    1.2.1 国外袋式除尘器的发展  10-11
    1.2.2 国内袋式除尘器的发展  11-12
  1.3 滤料技术的历史及发展现状  12-14
    1.3.1 国外滤料技术的历史及发展现状  12-13
    1.3.2 国内滤料技术的历史及发展现状  13-14
  1.4 滤料性能的研究  14-17
    1.4.1 燃煤电厂滤料要求  14-15
    1.4.2 滤料耐腐蚀性能研究  15
    1.4.3 滤料过滤机理及性能研究  15-16
    1.4.4 滤料耐磨损性能研究  16-17
    1.4.5 滤料清灰控制方式研究  17
  1.5 造成滤料失效的因素分析  17-21
    1.5.1 化学腐蚀  17-18
    1.5.2 机械磨损  18-19
    1.5.3 其他影响因素  19-21
第2章滤料耐酸、碱腐蚀性能试验研究  21-37
  2.1 试验装置及方法  21-23
    2.1.1 试验仪器  21
    2.1.2 试验方法  21-22
    2.1.3 试验步骤  22
    2.1.4 试验对象  22-23
  2.2 试验结果及分析  23-36
    2.2.1 强力测试结果分析  23-27
    2.2.2 扫描电镜结果分析  27-28
    2.2.3 FT-IR结果分析  28-31
    2.2.4 差热结果分析  31-36
  2.3 增强滤料耐酸、碱腐蚀性能的措施  36
  2.4 本章小结  36-37
第3章滤料过滤性能试验研究  37-47
  3.1 试验装置及方法  37-39
    3.1.1 试验仪器  37-38
    3.1.2 试验方法  38-39
    3.1.3 试验对象  39
  3.2 试验结果及分析  39-44
    3.2.1 试运行阶段  39-41
    3.2.2 恢复阶段  41-42
    3.2.3 性能测试期  42-44
  3.3 提高滤料过滤性能的措施  44-45
  3.4 本章小结  45-47
第4章滤料机械性能试验研究  47-53
  4.1 滤料耐磨损性能试验  47-49
    4.1.1 试验仪器  47
    4.1.2 试验方法  47
    4.1.3 试验步骤  47
    4.1.4 试验对象  47
    4.1.5 试验结果及分析  47-49
    4.1.6 加强滤料耐磨损性能的措施  49
    4.1.7 改进试验方法的建议  49
  4.2 滤料清灰周期研究  49-51
    4.2.1 滤料压力损失理论分析  49-50
    4.2.2 降低过滤层阻力的措施  50
    4.2.3 滤料清灰周期的计算  50-51
  4.3 本章小结  51-53
第5章滤料失效的表现、原因分析  53-65
  5.1 滤料失效的表现及原因  53-56
    5.1.1 滤袋的麿损  53-54
    5.1.2 滤袋热损伤  54-55
    5.1.3 化学腐蚀  55
    5.1.4 阻力高  55-56
    5.1.5 气流分布不均  56
  5.2 滤料失效的过程分析  56-59
  5.3 工程实例分析  59-64
  5.4 本章小结  64-65
第6章结论与建议  65-67
  6.1 结论  65
  6.2 创新点  65
  6.3 建议  65-67
参考文献  67-70
作者简介  70-71
致谢  71

燃煤电厂袋式除尘器滤料性能失效过程研究

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