锅炉除尘器破损原因分析及喷吹系统设计

1外观检查与分析

停止运行后的除尘器经检查，在圆筒体上没有发现任何裂纹，圆筒体内壁有磨刷锈蚀痕迹，也没有发现内凹坑蚀现象；锥体焊缝正对气流一侧边缘出现较大的细长裂缝，裂缝内断口呈脆性破坏，显微分析可在断口附近发现许多裂纹，裂纹形状复杂，呈分叉树枝形状；靠近锥底裂纹处有内凹坑蚀现象，锥体其他地方有磨刷锈蚀痕迹，且比圆筒内壁明显，但没有发现有坑蚀现象。锥体中残液pH=7.5~8.2，呈弱碱性。初步断定锥体破损原因是：①在高速含尘气流作用下，粉尘对除尘器内壁的冲刷磨损，越靠近磨损越厉害；②残液对除尘器内壁的腐蚀。

2分析讨论

从锥体焊缝一侧和远离锥体焊缝的地方取材，利用显微硬度仪测定硬度大小分别为40~41及30~31；而锅炉飞灰尘粒摩氏硬度为6.57~7.70。焊缝边缘钢材硬度明显低于远离焊缝的其他地方钢材硬度，这是由于不锈钢在焊接时温度升高导致焊缝边缘硬度下降。粉尘的硬度Hp低于被磨损材料的硬度，磨损照样会发生。比较尘粒和不锈钢的硬度，以及从圆筒体和锥体内壁磨损情况来分析，粉尘的硬度不足以在短时间内磨穿不锈钢表面，如果不存在焊接质量方面的问题，锥体不会被磨穿。

3分析讨论

1)从除尘机理分析：含尘气流由进气管以较高速度沿切线方向进入锅炉除尘器内，在圆筒体、锥体内作旋动，随着气流向下旋转，进入锥体，由于锥体半径减小，气流速度越来越大，气流中的尘粒对锥体的冲击、磨损越来越大。因而破损的地方可能会出现在锥体的下半部分，但由于运行时间短，还来不及磨穿内壁；另一方面，由于焊缝处有阻碍气流的作用，局部磨损增大，出现了内凹坑蚀现象。至于粉尘特性如粒度分布、尘粒硬度、粉尘浓度等因素，已有学者[问。由于这种磨损对筒体、锥体磨损情况相同，可不考虑粉尘特性因素对除尘器的磨损，而主要考虑气流冲刷除尘器的磨损。

2)从不锈钢的材质分析：考虑到除尘器工作环境差，腐蚀性大，选用1Cr17Ni2不锈钢，厚度为20mm。这种不锈钢虽然，但易局部腐蚀，对应力腐蚀敏感。

(3)从焊接工艺分析：1Cr17Ni2不锈钢可焊接性差，焊后在空冷条件下，马氏体组织，具有的淬硬倾向，焊后残余应力大，易产生裂纹。尤其是在不锈钢表面有微小凹坑时，易产生细长裂纹，且裂纹扩展很快，在短时间内发生严重破坏。

为防止应力腐蚀断裂的产生，需进行回火处理，但如果回火温度控制不当，也会影响硬度，回火温度对钢的硬度影响。

随着温度的升高，硬度升高很快，到1050~1100℃时，硬度达到较大，此时温度为较佳淬火温度。这是因为随温度升高，未熔碳化物逐渐熔解，使淬火后马氏体中的含碳量增加；马氏体中的含碳量增加使得硬度增加地阻止裂纹扩展。温度超过1100℃时，由于组织中铁素体增加及出现残留奥氏体，使淬火后的硬度降低，这是因为淬后加热温度过高，一方面使奥氏体中溶解大量的碳及合金元素，稳定性增加，另一方面，当高温时析出铁素体以后，使奥氏体的合金元素，特别是起稳定作用的合金元素相对地增加，使马氏体转变点降低，因此残留奥氏体度量增加，残留奥氏体将分 解转变成渗透碳体，降低晶间结合强度，从而有利于裂纹的形成和发展。

厂家在焊接加工时，焊后没有进行很好的热处理，导致焊缝边缘存在很大的残余应力，使得硬度明显降低，锥体、抗磨性下降，导致焊缝边缘出现破损现象。

锅炉脉冲袋式除尘器采用下进风方式，含尘气体由灰斗进入除尘器，设置在进风口部位的除尘器导流系统兼有分离含尘气体中的大颗粒粉尘和对含尘气体进行导流、匀流的作用。 含尘气体在通过导流系统时，由于风速的突然下降，含尘气体中的大颗粒粉尘发生自然沉降并经导流系统分离后直接落入灰斗、其余粉尘在导流系统的引导下，随气流进入箱体过滤区。 除尘器箱体过滤区内设置有花板，除尘器的滤袋组件利用弹簧涨圈与花板密封联接，形成洁净气体区域（上箱体）与含尘气体区域（中箱体）的分隔。花板也是除尘器滤袋检修、换的工作平台。

锅炉烟气在中箱体内在负压作用下穿透除尘器布袋，粉尘被滤袋阻挡，吸附在滤袋的外表面，过滤后的洁净气体穿透滤袋进入上箱体并通过排风总管排放。 随着除尘器过滤工作的延续，除尘器滤袋表面的粉尘将越积越厚，直接导致除尘器阻力的上升，因此，需要对滤袋表面的粉尘进行定期，即清灰。

锅炉脉冲袋式除尘器采用压缩空气进行脉冲喷吹清灰。清灰机构由气包、喷吹管和电磁脉冲控制阀等组成。过滤室内每排滤袋出口顶部装配有一根喷吹管，喷吹管下侧正对滤袋设有喷吹口，每根喷吹管上均设有一个脉冲阀并与压缩空气分配器相通。整台除尘器的清灰功能的实现通过差压（定阻）、定时或手动控制执行。 随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到量时，会使除尘器阻力上升到一个值，这时，除尘器PLC在接获差压计信号后启动清灰程序，按设定程序关闭除尘器清灰仓室、依次打开电磁脉冲阀喷吹，压缩气体以短促的时间顺序通过各个脉冲阀经喷吹管上的喷咀诱导数倍于喷射气量的空气进入滤袋，形成空气波，使滤袋由袋口至底部产生急剧的膨胀和冲击振动，引发滤袋抖动并形成由里向外的反吹气流作用，造成的逆向清洗作用，抖落滤袋上的粉尘，达到清灰的目的。 除尘器的清灰功能也可通过设置在控制系统中的定时装置实现。定时控制和定阻控制可以并存，并以先期满足条件的控制方式启动清灰程序。在检修状态下，清灰功能也能通过手动控制的方式实现。

锅炉脉冲袋式除尘器喷吹系统的设计了每排滤袋只需要经过一次喷吹清扫就能达到的清灰作用，整台除尘器所有电磁脉冲阀依次完成喷吹后除尘器清灰系统即进入下一个清灰循环。 落入灰斗中的粉尘利用输灰设施集中送出。除尘器灰斗设置加热装置，防止积灰板结；配置压缩空气炮清堵装置破拱，除尘器灰斗卸灰的顺利进行。在除尘器的灰斗上安装了料位计用于料位检测。 除尘器仓室进风口配置调节阀，阀本体的泄漏率＜1%；出风口设置离线阀、阀本体的泄漏率为零。它们的关闭除尘器单个仓室的离线，实现离线清灰功能并在除尘器正常工作状态时对单个仓室的检修维护。 电磁脉冲阀及粗管分配器及支管分配器安装在净气室外并设置专门的防雨防冻设施。

综上所述湿式旋风脱硫除尘器破损的原因是高速含尘气流对锥体的冲刷磨损与不锈钢应力腐蚀共同作用的结果。在腐蚀和磨损同时作用的情况下，由于腐蚀加快磨损，磨损腐蚀，两者交互作用，使得腐蚀磨损总量并不等于纯磨损量和纯腐蚀量的简单叠加。