袋式除塵技術在我國燃煤電廠的應用

（中國環境保護產業協會袋式除塵委員會，北京 100037）

1 前言

2013年國務院頒發的《大氣污染防治行動計劃》（國發﹝2013﹞37號）指出，“當前，我國大氣污染形勢嚴峻，以可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）為特征污染物的區域性大氣環境問題日益突出，損害人民群眾身體健康，影響社會和諧穩定”。該《行動計劃》要求，“加快重點行業脫硫、脫硝、除塵改造工程建設。所有燃煤電廠、鋼鐵企業的燒結機和球團生產設備、石油煉制企業的催化裂化裝置、有色金屬冶煉企業都要安裝脫硫設施，每小時20蒸噸及以上的燃煤鍋爐要實施脫硫。除循環流化床鍋爐以外的燃煤機組均應安裝脫硝設施，新型干法水泥窯要實施低氮燃燒技術改造并安裝脫硝設施。燃煤鍋爐和工業窯爐現有除塵設施要實施升級改造”。

為了落實《大氣污染防治行動計劃》，為燃煤電廠鍋爐除塵設施的升級改造提供依據，2013年10月11日至18日，由中國環境保護產業協會袋式除塵委員會組織，對國內10個典型燃煤電廠袋式除塵技術的應用情況進行了調查。這些電廠分別位于我國東部、中部和北部地區，其中既有主力電廠，也有熱電廠；既有數十年的老廠，也有近年新建的電廠。其機組的裝機容量分別為：135MW、220MW、320MW、630MW、1000MW。

調查電廠涉及的袋式除塵器總計28臺。其類型既有純袋式除塵器，也有電袋除塵器；清灰皆為脈沖噴吹方式，其中既有行噴吹，也有回轉噴吹；除塵器既有新建的，也有電改袋的。有的電廠同時擁有純袋式除塵器和電袋除塵器。

濾袋材質有：PPS/PPS、PPS + P84/PPS、PPS/PTFE、PPS + PTFE/PTFE，表層PTFE浸漬滲膜處理。

2 袋式除塵器運行情況

2.1 出口煙塵濃度

被調研10個電廠的袋式除塵器出口煙塵濃度見表1。數據表明，28臺設備的出口煙塵濃度全部低于30mg/Nm3，其中19臺低于20mg/Nm3，占總數的67.8%；6臺低于10mg/Nm3，占總數的21.4%。除塵效果見圖1。

表1 袋式除塵器出口煙塵濃度

圖1 除塵效果

2.2 袋式除塵器阻力

被調研10個電廠的袋式除塵器阻力見表2。數據表明，被調查袋式除塵器的阻力全部低于1200Pa，其中20臺的阻力低于1000Pa，占總數的71.4%。部分電廠的袋式除塵器系統畫面見圖2。

2.3 濾袋使用壽命

被調研10個電廠的袋式除塵器濾袋使用壽命情況見表3。

從表3可以看出，濾袋使用壽命超過52個月的除塵器有11臺（占總數的39.3%），其中使用時間最長的3臺分別為92、90和85個月，還有兩臺的濾袋壽命為60個月；另有4臺除塵器的濾袋已經使用了52～57個月，現在仍在使用。此外，有15臺除塵器投運時間還未達到4年，濾袋在正常使用，壽命尚在積累，其中兩臺已分別使用36個月和40個月。28臺除塵器中，濾袋早期失效的有2臺（占7.1%），其中1臺因機組反復停機和啟動而導致糊袋，至42個月時將濾袋更換；另1臺是由于燃用高硫煤，煙氣中SOx的濃度高達4000～5000mg/Nm3，最高為6000～8000mg/Nm3，濾袋因腐蝕而失去強度，后通過合理調配燃煤含硫量，改變濾料結構，問題得以妥善解決。

圖2 部分電廠袋式除塵器控制畫面

表2 被調研10個電廠的袋式除塵器阻力

表3 被調研電廠袋式除塵器濾袋使用壽命情況

2.4 除塵器電耗及運行費用

（1）WG電廠

1#機組除塵器電改袋后，系統裝機容量減少313kW，計算用電負荷減少350kVA。

（2）SZ電廠

原電除塵器每臺的年電費約522萬元，改造后袋式除塵器每臺的年電費約302萬元，每年可節省電費220萬元左右。

在正常運行條件下，每臺電除塵器每年平均維護費約為100萬元，而每臺袋式除塵器每年平均維護費約為250萬元，因此電改袋后每年增加維護費用約150萬元。

（3）ZC電廠

袋式除塵器的電耗顯著低于電除塵器，三年后累計節省的電費足夠更換濾袋之用。

（4）XL電廠

與原電除塵器比較，一個機組的袋式除塵器裝機總功率為169kW，原電除塵器為1250kW。

（5）XB電廠

電耗方面，將電改袋時為脫硝預留的風機全壓包括在內，結果仍是袋除塵比電除塵稍低。

（6）SJ電廠

就五電場電除塵器而言，電改袋后，每臺除塵器每年降低電耗500萬～600萬度（從功率表的數據統計而得）。

2.5 維護管理工作量

（1）ZC電廠

袋式除塵器的維護管理工作量比電除塵器小很多，電除塵器的極板會積灰，需人員進入電場清理，且每次清理通常需數日。

（2）XL電廠

原電除塵器每臺有振打等機構眾多，維護工作量相當大。袋式除塵器僅需關注脈沖閥的大、小膜片，且可在不停機的狀態下檢查和更換。

（3）XB電廠

廠方認為，袋式除塵器運行簡單、工作量小，而電除塵器運行中的維護工作量大很多，例如：極線中斷，極線掛在極板上導致短路；極板變形等，需要人員進入除塵器處理。平均每臺除塵器每年需要處理1次。

（4）JS電廠

袋式除塵器的維護工作量很小，從未因袋式除塵器的原因而影響機組的運行。

2.6 對后續脫硫裝置的影響及脫汞效果

（1）WG電廠

采用電除塵器時，進入脫硫裝置的煙氣含塵濃度高，約3個月就需對GGH進行清理；電改袋后，GGH不堵塞。

2011年3月經中國環境科學研究院實測，1#機組袋式除塵器出口汞排放濃度5.96μg/Nm3，脫汞效率為72.55%。

（2）TJ電廠

仍采用電除塵器的6#機組GGH經常堵塞，每隔2～3個月便需停機清理，每次需2天。除霧器阻力100Pa，最高達到300Pa。該廠5#機組由于改為電袋除塵器，脫硫裝置除霧器阻力為64Pa（未設GGH）。

（3）XB電廠

采用電除塵器時進入脫硫系統的粉塵量大，為保證脫硫效率，需要經常置換漿液，且“石膏雨”嚴重。電改袋后，漿液不需要置換，煙囪出口僅排出雨霧。

（4）SJ電廠

全廠3套脫硫裝置（1#和2#機組共用一套），由于上游改用袋式除塵器而實現穩定運行，最長的已運行12年，從未出現“石膏雨”。

（5）JS電廠

由于除塵器效果好，煙囪出口不存在“石膏雨”。引風機葉片也未出現動平衡問題，僅在大修期間對葉片補焊一次。而采用電除塵器的其他電廠，有的風機葉片磨損嚴重（如刀片一樣），在一個大修期內，葉輪補焊數次。

2.7 燃煤電廠對袋式除塵技術的認識和貢獻

（1）TC電廠

2012年大修期間進行了電改袋。在確定方案的過程中，對電袋、純袋、旋轉電極、低低溫等技術進行評估，最后確定采用電袋除塵器。

（2）TJ電廠

除塵改造方案制定時，走訪了10個電廠，考察了有關的除塵技術。得出結論：電除塵器（包括新技術）都難穩定達到煙塵排放濃度≤30mg/Nm3。

電廠對環保設施管理很重視。對環保設施建立專門機構進行管理，其中，管理人員2人，值班10人，檢修10人。對于爆管等可能出現的突發情況都有預案，對鍋爐每根管都打了鋼號，落實到人，若檢查不到位而出現爆管，便將受罰，不出問題則受獎。自2009年至今未曾出現爆管。同時對于排灰不暢、保溫缺陷等問題也都及時處理。TJ電廠正在努力爭取對該廠6#機組電除塵器采用電袋方案進行改造。

（3）ZC電廠

設有專班負責除塵和脫硫系統的運行和管理。

（4）XL電廠

設有專班，分別負責除塵系統的運行、管理和檢修。

（5）YZ電廠

燃用新密貧煤，超低硫、高比電阻。一期2×300MW機組配設五電場電除塵器，排放濃度高達300mg/Nm3，4～5電場灰斗內幾乎無收下塵。為此，在籌建二期2×1000MW機組時，為確保穩定達到新排放標準限值30mg/Nm3，經多方案比選，最終采用分區組合型電袋除塵器，經實施后，取得良好效果。

（6）SJ電廠

在管理方面注意了壓氣除水；噴吹壓力控制在0.25M～0.3MPa范圍內，不追求過低的壓差（小于800Pa），以減少噴吹次數，并確保低濃度排放；重視對制造、安裝環節的監控，對濾袋及框架的質量嚴格把關；對花板的加工進行監造；對安裝全過程現場監督，例如：不允許以利器對濾袋進行開包等。有檢修隊伍，無論何種工序都全程介入、跟蹤了解，包括各種細節，并注意總結。運行中，停機三天就要徹底清灰，再次啟動時必須預涂灰。對工程質量實行車間、檢修公司、管理部門三級驗收。當有停機的機會時，一定對濾袋進行檢查，定期抽檢濾袋測試參數。該集團規定，當煙氣溫度為170℃時，鍋爐減負荷；達到180℃時，鍋爐滅火。

2#除塵器的旁路原采用風機保持氣密，電廠自行將風機停運，僅靠提升閥的閥板與閥座密封墊之間保持密封。為了確保密封效果，利用春、秋兩季停機的時間對旁路閥進行檢查和加強密封，對結合面的間隙用塞尺檢驗。

（7）JS電廠

曾出現鍋爐泄漏（爆管），一旦出現，立即停機。該廠可做到在不停機的條件下中斷一個通道，方便進入檢修和處理個別漏袋。

3 調研小結

（1）袋式除塵技術能夠有效控制燃煤電廠的煙塵排放，這種良好效果可以長年保持，出口煙塵濃度不但低于新的排放限值，而且能夠滿足今后可能頒布的更嚴格的排放標準。

隨著技術的不斷進步，袋式除塵必將成為PM2.5控制的主流技術之一，在火電行業的PM2.5控制中做出重要貢獻。

（2）自2001年內蒙豐泰電廠開創袋式除塵技術成功應用的新局面以來，經過十多年的不斷進步，袋式除塵器的阻力已顯著降低。被調研10個電廠28臺設備的表現證明，袋式除塵器的阻力可以穩定控制在1200Pa以下，并且保持這種低阻力長達數年。

（3）濾袋破損曾經是令人擔心的問題，但隨著袋式除塵技術的進步和濾料制造水平和質量的提高，以及電廠對袋式除塵技術認識的深化和維護管理的規范化，使這一問題不再令人擔心。10個電廠28臺袋式除塵器中，濾袋壽命超過4年的占39.3%，其中不少除塵器的濾袋創紀錄地使用了85～92個月；機組投運未超過4年、濾袋在正常使用的占53.6%。只有兩臺除塵器的濾袋早期失效，其原因是：一個機組頻繁啟停導致糊袋；另一個機組燃用高硫煤引發濾袋腐蝕。

（4）10個電廠的經驗證明，袋式除塵器的能耗不比電除塵器高。采用袋式除塵器后，雖因阻力大于電除塵器而增加了引風機的電耗，但省去了電場高、低壓供電的電耗。10個電廠從應用實踐得出結論：就三電場電除塵器而言，袋式除塵器的電耗與之基本持平；而與四電場以上的電除塵器相比，則袋式除塵器的電耗顯著降低。

（5）一些電場曾經擔心袋式除塵器的維護檢修工作量大。10個電廠的應用實踐證明，只要袋式除塵器濾料正常使用壽命達到電廠要求的3～4年，其維護管理工作量比電除塵器小得多。

（6）袋式除塵器的應用有利于后續脫硫裝置的運行。進入脫硫裝置的煙塵量大幅度減少，不但有利于提高脫硫效率，也避免或減緩了脫硫裝置的堵塞現象。一些電廠三個月清理一次GGH和除霧器的情況，在改用袋式除塵器后已不復存在。

（7）電力行業對袋式除塵技術的認識在不斷深化，對袋式除塵系統的重視程度顯著提高，對袋式除塵系統的管理顯著加強，這是袋式除塵系統能夠長期正常運行的重要因素。眾多電廠對袋式除塵技術的推廣應用作出了積極的貢獻。這也說明袋式除塵器技術的確給電廠帶來實實在在的效益。

（8）袋式除塵技術應當而且能夠與電除塵技術一道，在火電行業普遍推廣應用，為火電行業的節能減排和PM2.5治理作出應有的貢獻。