遼寧某燃煤火電廠電除塵器改造研究

2014-03-22 03:37:16徐智陽

資源節約與環保 2014年11期

徐智陽

（撫順市環境科學研究院遼寧撫順 113006）

1 前言

2003年國家環保總局頒布了強制性《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2003），根據此標準，遼寧某電廠1號、2號鍋爐屬于第Ⅱ時段，煙塵排放濃度不得超過50mg/Nm3（α=1.4）。

隨著電力的發展，針對電廠污染物排放的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）已發布，現有電廠將在2014年執行，按照新標準，煙塵排放濃度均不得超過30mg/Nm3（α=1.4）。該電廠現有機組現有的煙塵排放濃度經實測電除塵器排放濃度達到了50mg/Nm3以上，對鍋爐尾部煙道及引風機通流部件造成嚴重磨損，影響鍋爐的正常運行，也對引風機的壽命造成影響。

如果要保證風機設備和后續脫硫設備的安全穩定運行要求，擬改造的除塵器出口排放煙塵濃度應不應超過30mg/Nm3。

為此該電廠將1＃、2＃機組電除塵改造作為重要改造項目，于2013年11月開始先后對1＃、2＃機組大修時進行此項改造工作。

2 鍋爐系統現狀

2.1 鍋爐技術參數

2臺350MW燃煤機組鍋爐型式：亞臨界參數汽包爐，采用自然循環、一次中間再熱、四角切向燃燒方式、單爐膛平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構、運轉層以上緊身封閉的П 型燃煤鍋爐。

2.2 鍋爐現狀煙氣排放情況

鍋爐煙氣經過脫硝、電除塵、濕法脫硫等處理措施后，經過240m高的煙囪達標排放。目前，電除塵器除塵效率為99.5%，濕法脫硫工藝除塵效率為50%。本項目僅進行電除塵器部分的除塵改造。

2.3 現有電除塵器基本情況

每臺鍋爐配置兩臺雙室4電場電除塵器，單臺除塵器通流面積256m2，總有效截面積512m2，比集塵面積87.33m3/m2/s，設計效率99.5%，入口煙塵濃度25.67g/Nm3（設計煤種）和20.19g/Nm3（校核煤種）。

按照設計的電除塵器入口濃度和設計效率，除塵器出口煙塵＜100mg/Nm3，經過濕法脫硫以后，煙塵排放濃度是可以滿足現行的排放標準的（標準為50mg/Nm3）。

3 電袋復合式除塵器

3.1 電袋復合式除塵器的原理

電除塵區在煙氣中起到預除塵及荷電功能，對改善進入袋區的粉塵工況起到重要作用。通過預除塵可以降低濾袋煙塵濃度，降低濾袋阻力上升率，延長濾袋清灰周期，避免粗顆粒沖刷，分級煙灰等，最終達到節能及延長濾袋壽命；通過荷電作用可使大部分帶有相同極性的粉塵相互排斥，少數不同荷電粉塵由細顆粒凝并成大顆粒，使得沉積到濾袋表面的粉塵顆粒之間有序排列，形成的粉塵層透氣性好，空隙率高，剝落性好。所以電袋復合式除塵器利用荷電效應減少除塵器的阻力，提高清灰效率，從而設備的整體性能得到提高。

在電袋復合除塵器中，煙氣從進口喇叭進入前級電除塵區，煙塵在電場電暈電流作用下荷電，大部分被電場收集下來，少量已荷電未被捕集粉塵隨煙氣均勻緩慢進入后級布袋除塵區，被濾袋過濾后達到凈化目的。在除塵機理中，電除塵區在電袋復合技術原理中起到兩個重要作用：

3.1.1 根據多維奇公式，電除塵第一電場具有除塵效率最高特點，其效率達80%以上。當大量煙塵被電場收集后，煙氣進入布袋除塵區含塵濃度只有20%以下，顆粒粒徑小。除塵作用改善了濾袋工作條件，從而降低濾袋阻力、延長清灰周期、延長濾袋壽命。實際工程應用中，電場啟停明顯影響運行阻力變化。

3.1.2 電場在電離時同時產生大量負離子和少量正離子。負離子荷電粉塵之間引起相互排斥，粉塵在濾袋表面堆積規則有序、結構“蓬松”；另外有一部分正離子荷電粉塵與負離子荷電粉塵之間相互吸引、凝并而加大粒徑。粉塵在兩種極性荷電作用下，提高粉層透氣性、提高清灰效率、提高微細粒子（小于PM10）捕集效率并防止細粉層堵塞濾孔，使濾袋具有高效、低阻功效。

3.2 電袋復合式除塵器的優勢

目前國內電袋復合式除塵器已成為主流。布袋除塵器雖然可以達到與電袋相同的排放效果，但其運行阻力、功耗、濾袋壽命方面都存在問題。采用電袋除塵器，無論在阻力、濾袋破損率（清灰周期較長）、濾袋更換費用、改造一次性投資等方面，均比采用布袋除塵器有優勢。

由于本工程保留兩個電場時，布袋區布置不下，因此，本項目推薦采用電袋復合式除塵器（1電1布式）。

電袋除塵技術的主要選型參數是處理煙氣量和溫度，一般情況下燃煤鍋爐的煙氣性質相似，主要不同在于煙氣量大小，大小機組除塵器僅僅是橫向列室的布置數量不同，所以本項目應用電袋復合式除塵器不存在技術風險。電袋復合式除塵器在國內已取得了豐富的運行經驗，應用取得比較好的效果，煙塵排放濃度可以穩定在30mg/Nm3以下，除塵器阻力在800Pa以下。

4 電袋復合除塵器改造方案

4.1 改造方案

該電廠保留現有電除塵器四個電場中的一電場，改造后三個電場為布袋，從而形成整體結構的電袋復合除塵器，改造范圍在原有除塵器進出口喇叭法蘭內。采用整體式電袋結構，在原除塵器范圍內進行改造，不增加縱向、橫向柱距，不增加土建工作量及輸灰設備。方案上保留原除塵器第一電場陰陽極及高低壓設備，并對其進行檢修，拆除第二、三、四電場陰陽極及高低壓設備，其空間布置濾袋區及清灰系統，清灰系統采用低壓行脈沖長袋技術。

為保證電袋除塵器有足夠的除塵效率，除塵器的袋區空間必須能夠保證袋區在選取的過濾風速下有足夠的過濾面積。袋除塵區選擇1.00m/min的過濾風速，除塵器實現出口排放濃度≤30mg/Nm3、本體阻力≤800Pa、濾袋設計壽命4年以上的性能指標。