柳静献，毛宁，孙熙，王金波

（东北大学滤料检测中心，沈阳 110004）

1 概述

袋除尘作为控制烟尘排放的最有效途径，在工业烟尘治理，尤其是微细颗粒物控制方面发挥着重要作用。由于现场应用条件的不同和滤袋本身的差异以及除尘器的设计安装等因素的影响，滤袋在使用中过早失效的案例时有发生。如何确保滤袋安全可靠的应用，一直是业内关注的焦点[1～3]。

针对失效事件的致因，可以采用故障树分析，配合割集合、径集合来研究失效事件发生与不发生的可能性[4]；针对预防失效发生措施的研究，可以应用故障树的对偶树—成功树来分析[5-6]。本文应用成功树来研究袋除尘器滤袋失效的预防措施，为现场安全可靠使用袋除尘器提供帮助。

2 滤料不发生失效的条件

袋除尘器滤袋失效包括：滤料破损失效、滤料阻力大失效或滤料透滤所致排放超标失效。要使滤料不失效，必须保证滤料无破损失效、滤料无阻力大失效、滤料无透滤所致排放超标失效，事件的关系可用成功树表示（图1）。

图1 袋除尘器滤料不失效的成功树

成功树通常由故障树的对偶树转化而来，把原故障树中的失效事件加上否定词，变成了“不失效”，也即成功事件；另外，故障树中的逻辑“与”门变成“或”门，“或”门变成“与”门。与门用“”表示，或门用“”表示。能使“S袋除尘器滤料不失效（即滤料安全可靠使用事件）”发生的条件为“S1滤料无破损失效”“S2滤料无阻力大失效”“S3滤料无透滤致排放超标失效”，即S1、S2和S3三个事件同时发生，顶事件S才会发生。

3 滤料不发生破损失效的措施

通过理论分析及现场调研发现，滤料破损包括空气动力损伤破损、机械损伤破损、化学损伤破损和热损伤破损四个方面。针对这些事件，可以画出防治破损事件发生的成功树（图2）。

图2 滤料无破损失效成功树分析

要保证滤料无空气动力损伤，就需要滤料能抗气流冲刷，或者除尘器中不仅无喷吹气流顶部冲刷，而且也没有滤袋外尘气流冲刷。喷吹管安装正，或者滤袋口有金属保护筒，这些是滤料不发生喷吹气流顶部冲刷破损的条件。要避免滤袋外部尘气流的冲刷，需要做到箱体入口风流均匀风速适中，并且各仓室间分风均匀，还要保证灰斗维持正常料位，不能超限。

要保证滤料不产生机械损伤，需要滤料能抗机械损伤，或者除尘系统不存在机械损伤因素。欲使除尘系统不存在机械损伤因素，则要保证滤袋安装垂直、相互间底部不摩擦；并且滤袋之间、滤料与袋笼、滤袋与箱体间不磨碰；而且滤袋在安装过程中不能由于挂碰致漏；还要保证滤袋在装运、存储、运输过程中不损坏。

滤袋的化学性损伤来自烟气组分的影响，包括酸碱腐蚀、氧化、水解损伤。要保证滤袋不产生酸碱腐蚀，需要滤料能够耐酸碱，或者烟气无酸碱腐蚀；能使烟气无酸碱腐蚀的条件包括烟气本身无酸碱腐蚀组分，或者烟气温度在酸露点以上；烟气温度高并且除尘器保温性好是保证烟温在酸露点以上的必要条件。欲使滤袋无氧化水解损伤，滤料本身具有抗氧化和水解是途径之一；途径之二是控制炉窑燃烧时空气过剩系数低、烟气在紧急情况时掺风喷水适量、烟道无漏风，以避免烟气中氧和水的含量超标。

要保证滤料无热损伤，除了要滤料本身耐温性能好外，还要保证烟气温度不超限，始终保持正常，或者降温措施可靠。

4 滤料不发生高阻力失效的条件

滤袋在使用中由于阻力增大而导致失效，分两种情况：1）滤料使用时间到其使用寿命，滤料内部被粉尘堵塞；2）由于异常因素导致滤料发生堵塞。针对滤料阻力增大失效预防，画出成功树如图3所示。

要避免滤料由于阻力增大而失效，就要求滤料尚未到寿命期限，并且滤料内部未发生异常的粉尘堵塞。要保证滤料不发生异常堵塞，滤料就应该没有表面黏尘堵塞，也没有滤料内部粉尘堵塞。滤料无表面黏尘堵塞就要求滤料不结露而且无黏性粉尘糊袋。保证无结露糊袋的条件包括烟气含湿量小，或者烟气温度高于露点，即烟气不结露。烟气不结露需要烟气预热器吸热不要过多且除尘器保温性好，还要烟气含硫量小。防止黏性粉尘糊袋的措施包括：滤袋要预涂灰，或者滤料经过拒水防油的表面处理，或者没有黏性烟气尘。如要避免产生黏性烟气尘，就要保证滤料上无油性污染物，烟气中粉尘为非黏性粉尘，并且烟气中的粉尘遇水不会生成水解性粉尘。

保证滤料不产生内部塞满粉尘导致堵塞的条件包括：滤袋本身对粉尘的剥离性好，并且有合适的清灰强度。清灰强度受多个因素影响，要保证清灰强度合适，就需要清灰方法得当、清灰周期短、脉冲压力清灰的波形正常、清灰用的压力动力足。

图3 滤料无阻力增大失效成功树分析

5 滤料不发生透滤排放超标失效的条件

袋除尘器粉尘排放浓度是工程项目关注的焦点，针对滤料透滤排放超标失效，做出预防其发生的成功树，（图4）。

图4 滤料无透滤排放超标失效成功树分析

要保证滤料无透滤排放超标失效，不仅要求滤料无破损失效、滤料本身不透滤、袋缝制质量好，还要求除尘器的过滤风速不过高。滤料本身不透滤则要求粉尘的粒径不能太细，要适合滤袋，或者滤料无质量问题。针对未覆膜滤料，不仅要求克重达到一定值，而且滤料透气度合适，还要有好的后处理。针对覆膜滤料而言，不仅要求表面覆的膜不脱落，而且膜不能破损，还要保证膜孔不能大。

保证滤料缝制的质量，要求滤袋缝针孔不能太大，缝针和缝线之间配合紧密，或者对较大的针孔进行涂胶或密封处理。

过滤风速不能高，则要保证除尘器设计风速不能高（正常），系统处理的烟气量不能超过设计值，除尘器的安装质量要有保证。

6 结语

要保证滤袋在使用中不失效，则需要同时采取一些预防措施，满足一定的条件。

（1）袋除尘器滤料失效可分为滤料破损失效、滤料阻力大失效和滤料透滤致排放超标失效三种类型。要预防滤料失效，就需要采取措施同时避免这三种形式的失效。

（2）针对失效事件的预防，可以采用故障树的对偶树—成功树来分析。

（3）针对滤料不产生破损失效、滤料不产生阻力大失效和滤料不产生透滤致排放超标失效，分别画出其成功树，通过逻辑演绎推理，得出相应的失效防止措施。