柯玉娟

（上海西重所重型机械成套有限公司，上海 201900）

超高分子量聚乙烯衬板在电除尘器中的应用

柯玉娟

（上海西重所重型机械成套有限公司，上海 201900）

超高分子量聚乙烯材料（UHMW-PE）是一种性能特别优异的工程塑料，冲击强度居各种塑料之首，使用寿命高于钢质，耐磨是碳钢及不锈钢的3～7倍；摩擦系数小，自润滑，不吸水，不粘结物料；抗冲击强度高，综合机械能好，耐酸碱、盐腐蚀、不老化，卫生无毒，重量轻，比重是钢材的1/8。用其制作电除尘器的进出口气流分布板，避免了电除尘器运行中高湿烟气对进出口气流分布板的腐蚀。不仅大大降低设备的运营成本和维护费用，而且提高综合经济效益。

超高分子聚乙烯材料；气流分布板；腐蚀；成本

现有的电除尘器的气流分布装置用的最广泛的是多孔分布板均布装置，它结构简单，制造容易。但是，湿法电除尘中喷淋冲洗对气流分布板的防腐有极高的要求，否则由于烟气尤其是湿度高的烟气腐蚀，气流分布板就会出现大面积腐烂且易堵塞，严重影响静电除尘器内部风场的稳定，导致气流不均匀，电除尘器的除尘效率就会大大降低。现有的电除尘器气流分布板采用3～5mm不锈钢制造比较多，相应成本也高。本台湿法电除尘器的气流分布板采用超高分子量聚乙烯衬板替代碳钢或不锈钢材质，具有高耐磨、耐腐蚀、耐冲击等优异性能，并且不宜老化，比重轻，因而解决了碳钢气流分布板锈蚀、腐烂的现象以及降低了不锈钢材质气流分布板投资成本，并且超高分子量聚乙烯衬板制造的气流分布板安装方便，运行管理费用低。

根据美国菲利普石油公司的划分方法，分子量在150万以上的聚乙烯称为“超高分子量聚乙烯”［1］。这台除尘器的进出口气流分布板采用的是国产分子量为450万左右的超高分子量聚乙烯为原料，使用大吨位的压机及冷热载体的加热与冷却工艺装置，经过清模、筛料、秤料、混料、加料、加压、保温、冷却、脱模、冷却、标识，生产出成品。该类产品特性如表1所示［2］。

表1　湿法电除尘器产品特性表

1　电除尘器的运行现状

热轧厂1580精轧除尘系统为湿式电除尘，从1996年投产运行至今已长达15年之久。该除尘设备主要性能如下：

除尘器处理风量：5000Nm3/min·台（工况风量，常温）；处理烟气温度：25～40℃；粉尘组成：氧化铁（Fe2O3为主）；烟气中水分：2%（体积）；入口含尘浓度：0.13～0.3g/Nm3；高压电源发生装置：79kVA2台。

该除尘器湿式电除尘本体，全长为12000mm，全高为18500mm，压力损失为300Pa，极间距离为140mm（异极距），装置重量约为220t（含配套件）。除尘器设计采用进口日本技术，原设计时气流分布板采用碳钢材质未考虑有效的防腐措施，由于除尘器内部工况较差，粉尘湿度大，再加上除尘器常年运行，目前箱体内部腐蚀严重，存在严重破损现象，现场工作环境恶劣，主要有以下问题：①进出口气流分布板孔洞易堵塞且出现大面积腐烂，严重影响除尘器内部风场的稳定，导致气流不均匀；②除尘反洗喷淋装置及供配水管腐蚀断裂，脱落，经常导致异常放电现象；③内部安全走道栏杆腐蚀破损严重，人员不能在上面检查除尘器运行状况，影响日常检修和点检安全；④除尘器壳体及部分风管腐烂穿孔，导致系统漏风量增大。以上几种情况从除尘管道破损到除尘器本体结构腐蚀等造成现场不便维修，导致电除尘目前除尘性能急剧下降，除尘效率大大下降。目前除尘器一、二电场的运行电压为42kV，运行电流400mA，但是在除尘器运行之初时电压为45kV，此时电场闪落最稳定。从2011年二季度开始连续三季度烟尘排放含量超标：2011年6月为88.9mg/Nm3，2011年9月为66.1mg/Nm3，2011年12月为38.2mg/Nm3，已无法满足环保设计要求（宝钢标准为小于35mg/Nm3），必须及时进行改善措施，完善除尘器功能。破损及腐蚀的现场照片（见图1）。

图1　出口气流分布板破损

此除尘器属于1580精轧除尘系统，通过现场检查，该除尘器进、出口分布板堵塞、脱落情况是除尘效率降低，不能达标排放的主要原因。分布板的损坏，使进入除尘器电场气流分布不均匀，形成部分区域气流速度快，部分区域气流速度低，造成各区域电场风速不均匀，除尘器除尘效率下降。

2　电除尘器的改造

①除尘器进出口气流分布板通过重新设计，采用超高分子量聚乙烯材质的多孔板［3-4］，固定多孔板的板框采用碳钢表面涂刷防腐油漆，改善除尘器内部气场均匀性和稳定性，导流板增加防腐性能；②除尘器内喷淋装置及供配水管优化，改进喷淋方式，改善反冲洗效果，提高防腐性能，所有管件采用不锈钢SUS304；③除尘器内部走道平台及栏杆重新设计，采用防腐材质，能够支撑长期使用，做到维修简便。内部走道平台采用塑钢格栅板，塑钢格栅板要求具有一定厚度的塑料合金包覆层，既有金属的强度，又具有塑料优异的防腐蚀综合性能［5］。栏杆采用塑料包覆金属无缝钢管结构，栏杆及栏杆的底座的制作和连接采用螺纹连接方法。连接管件采用包塑弯头、三通、四通、束节等标准管件，可自由装配，避免焊接处塑料脱落腐蚀；④箱体内部分严重腐蚀的板框、支架重新设计和选材并制造更换；⑤少量除尘风管进行修补并做好防腐，根据实际情况增设支架；⑥现场需对极距进行重新调整，将极距调整到合理范围内（见图2、图3）。

图2　改造后进口气流分布板

图3　改造后进口气流分布板

3　结束语

通过上述改造设计，恢复了热轧厂精轧电除尘器各部分的功能，除尘系统能够稳定运行，粉尘逃逸得到有效控制。进出口气流分布板和除尘器内喷淋装置及供配水管优化，有利于现场设备的维护和保养，减少事故的发生，确保除尘器的正常运行的目的。

［1］赵刚，赵莉，谢雄军.超高分子量聚乙烯纤维的技术与市场发展［J］.纤维复合材料，2011，（3）.

［2］黄安平，朱博超，贾军纪，等.超高分子量聚乙烯的研发及应用［J］.高分子通报，2012，（4）：127-132.

［3］郎毅翔，高敏，关山.超高分子量聚乙烯塑料板代替球磨机高锰钢衬板的研究［J］.矿山机械，2004，（7）：24-4.

［4］梁雄，马将，徐斌，雷建国，彭太江，刘志远.超声粉末模压成型超高分子量聚乙烯微塑件的相结构演变规律［J］.高分子材料科学与工程，2016，（4）：111-114.

［5］赵晓琳，杜建华，杨宏伟，贾成厂，吕莹莹.超高分子量聚乙烯纤维的表面改性［J］.粉末冶金技术，2015，（1）：58-63.

TQ325.1+2

A

1671-3818（2016）10-00125-02

柯玉娟（1983-），女，汉族，湖北襄阳人，中级职称，任职上海西重所重型机械成套有限公司，环境工程专业，研究方向：废气粉尘治理。