電袋復合除塵器在燃燒褐煤機組上的提效改造應用

摘 要：文章介紹并分析了電袋復合除塵技術的基本原理和工藝，作為成熟可靠的除塵技術在遼寧阜新發電有限責任公司燃燒褐煤的3號350MW機組電除塵器提效改造工程中成功應用。通過性能測試表明，電袋復合除塵技術在除塵器提效改造工程中具有工程改造量小、除塵效率高、煤種適應a性強且穩定可靠等顯著優勢，為現有電廠煙塵排放濃度滿足GB13223-2011標準提供了優良的技術手段。

關鍵詞：電袋復合除塵器；燃燒褐煤機組；提效改造；應用

前言

近年來，我國多地頻繁爆發霧霾天氣，區域性污染日趨明顯。2013年我國二氧化硫、氮氧化物及煙塵排放量分別為2043.9、2227.4和1278.1萬噸，燃煤電廠是大氣污染物的排放大戶。在嚴峻的環保形勢下，國家出臺了多項環保政策，環保要求愈加嚴格。但是，我國“多煤少油貧氣”的一次能源稟賦，決定了我國以燃煤發電為主的能源供應格局將長期存在，火電行業面臨十分巨大的節能減排壓力。2011年，環保部發布了《火電廠大氣污染排放標準》，要求2014年起火力發電廠煙塵排放≤30mg/Nm3，重點地區煙塵排放≤20mg/Nm3。很多電廠面臨排放超標，因此必須采取高效、穩定的除塵技術，對原除塵設備進行改造。

1 電袋復合除塵器的原理

電袋復合除塵器是將靜電除塵器及袋式除塵器緊湊案安裝在同一箱體內，有機結合了“荷電收塵”和“攔截過濾”的機理，實現了“1+1>2”的相關。其中電區收集80%以上的大部分粉塵和粗顆粒粉塵，可以大幅度地降低進入布袋除塵區煙氣的含塵濃度，剩余10～20%的細粒子由后級濾袋過濾捕集，大大降低了袋區負荷并避免粗顆粒對濾袋的沖刷磨損，并改善濾袋表面粉餅層結構。因此，電袋復合除塵器具有除塵效率高、阻力低、節能、濾袋使用壽命長、運行成本低、占地面積小等優點。

2 電袋復合除塵其在提效改造中的關鍵技術

改造項目一般工期短，擴容空間小。要在有限的時間和場地內提高除塵效率，通常采用電袋復合除塵器方案，同時盡量利用原有的基礎和結構。以電除塵為例，當煙氣條件與原來變化不大且電除塵器的前級電場結構狀態良好，一般僅拆除后幾級電場的本體內部構件和頂部構件來增設濾袋區，從而減少改造工作量，節省設備投資。本項目采用電袋復合除塵器在提效改造主要有以下關鍵技術[1，2]：

2.1 利用舊電除塵器的基礎和結構，降低成本，減少工作量

為滿足電袋除塵器改造性能要求，在不加長柱距，不加寬跨距，保留原支架、殼體、灰斗和進口喇叭情況下，保留電除塵器的第一電場陰陽極以及對應的高低壓配電系統，并利舊設備進行檢修；拆除二、三、四電場，改造為布袋除塵區。整個改造方案設備利舊率高，且具有改造工作量小，施工周期短，費用低等優點。

2.2 濾袋區多分室、高凈氣室結構

布袋除塵區采用行噴吹清灰方式，采用多分室、高凈氣室結構，并且每個凈氣室設置1個人孔門，濾袋的裝拆、更換及維護均可在凈氣室內部完成，不受風吹、雨淋、日曬等氣候條件的影響。同時，濾袋區采用小分室結構，每個分室設置提升閥，可實現系統“在線檢修”、“離線清灰”等功能。

2.3 預涂灰及銀光粉檢漏

預涂灰是電袋復合除塵器點爐之前必須完成的運行操作事項。預涂灰是指在除塵器投運前給濾袋噴涂一層干燥粉煤灰，濾袋表面沉積一定厚度的飛灰，可吸附起爐過程中低溫煙氣產生的冷凝油污、水汽，避免袋身直接粘附液態物質而降低濾袋透氣性，防止糊袋。

電袋復合除塵器滿足達標標準，主要依靠布袋除塵區作為終端保障。因此，焊接質量是關鍵，如果花板所處的整個平面焊接質量存在問題，那么，部分煙氣粉塵不經過濾袋而直接竄入凈氣室，極大的影響了煙塵排放濃度。同時，其他焊縫的焊接漏點，也是導致排放超標的原因之一，因此花板焊接后必須進行細致檢查，確保不漏焊、虛焊。濾袋、袋籠安裝完成后點爐前必須進行熒光粉試驗。螢光粉投入完畢后，仔細地檢查凈氣室內的花板接縫處、濾袋與花板的接口點、旁路等。仔細檢查袋身、縫線、整個花板及除塵器的焊接部分是否有發散狀的熒光粉痕跡。

2.4 長壽命濾袋技術

濾袋是電袋復合除塵器的終端控制環節，是決定其使用壽命及出口排放濃度的關鍵的部件。常用的濾料有PPS、PTFE、PI及各種纖維的混紡濾料。PPS濾袋具有優良的抗酸、抗堿、抗水解性，具有較穩定的化學性質、較高的熔點、優異的耐熱性與耐化學腐蝕性，但也存在濾料抗氧化性差等不足，在實踐應用中也已發生多起因酸腐蝕在短期內大量破損的案例。特別是隨著我國環保排放要求的不斷提高，PPS濾袋已越來越不能適應我國燃用煤種復雜多變的工況特點。本項目濾料采用PPS+PTFE基布的結構，對工況的適應性較好，濾袋壽命至少5年以上。

3 工程概況

3.1 機組情況

遼寧阜新發電有限責任公司3號350MW機組，于2007年4月年初建成投產，原電除塵器為雙室四電場BEL型靜電除塵器，設計除塵效率為99.81%，比積塵面積為93.8m2/m3/s。收塵極板采用ZT24型極板，極板高度15m；放電極線為不銹鋼針刺線。收塵極板為側部振打，放電極為頂部電磁振打。由于總排口煙塵排放濃度不能達到新排放標準GB13223-2011，電廠將3號機組電除塵器進行提效改造，采用一電三袋的方案，結構如圖1所示。

3號機組電除塵器于2012年12月完成了電袋復合除塵器的改造工作，機組煤質參數詳見表1，飛灰特性分析見表2，本工程燃用的是混煤，煤主要來自阜新礦業煤、霍林河煤、遼寧地方煤、中電投集團公司煤、龍煤集團煤和內蒙古小礦煤，褐煤燃用比例在40%以上，水分較大。

3.2 改造方案

本工程利用原有電除塵器的基礎和結構，采用電袋復合除塵技術進行提效改造，總體保留第一電場的極板、極線、振打裝置、電控裝置等，并對一電場陰陽極系統進行整體修復，更換部分變形的極板和極線，調整極距。后三個電場設計布置濾袋裝置及其清灰系統。結構上電除塵與布袋除塵在同一殼體范圍內，并采取氣流均布措施保證兩種除塵方式的氣流平衡、均勻分布，同時，對濾袋布置需要進行CFD實驗驗證，針對本工程提出科學合理的袋配方案，提高氣流均布和清灰性能，從而降低運行阻力，確保排放。針對本工程摻燒褐煤比例大的入爐煤質特點，濾料采用PPS+PTFE基布材質，后處理采用熱處理和PTFE處理，其耐濕性、耐酸堿性強，保證更好的過濾性能和阻力特性。具體技術參數見表3所示。

4 性能測試情況

遼寧阜新發電有限責任公司3號350MW機組電袋復合除塵器投運成功后，設備運行良好穩定，排放濃度低，阻力低，清灰周期長。2013年1月經第三方測試，在100%負荷工況下熱態性能試驗表明：除塵器出口煙塵排放濃度為15.15mg/Nm3，本體阻力為640～681Pa，漏風率為2.4%，除塵效率為99.95%，各項指標均優于設計值。測試期間入爐煤質見表4。

該項目電袋復合除塵器自投運以來，穩定運行至今近4年，煙塵排放穩定低于20mg/Nm3，阻力低于1100Pa，濾袋零破損，各項性能指標均穩定優于設計值。

5 結論與建議

遼寧阜新發電有限責任公司3號350MW機組提效改造工程采用電袋復合除塵技術，實現了15.15mg/Nm3的低粉塵排放濃度，且各項性能指標優良，結構緊湊占地小，運行維護簡單。同時，通過長期的運行效果跟蹤表明：電袋復合除塵器不受煤種變化影響，排放低，阻力低，濾袋壽命長，長期高效穩定運行。在除塵器提效改造工程中具有提效顯著、工程改造量小、施工工期短、技術經濟性好等優勢，可作為滿足最新《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）最有效的除塵技術方案之一。在超低排放改造中，也可發揮電袋復合除塵器自身低煙塵濃度控制的技術優勢，與濕法脫硫協同治理，為低成本高效率地實現燃煤電廠的煙塵超低排放提供了有效的技術途徑。

參考文獻

[1]薛軍.電袋復合除塵器在330MW機組提效技改工程中的成功應用[J].發電技術，2013.8：54-57.

[2]聶孝峰，李東陽，郭斌.燃煤電廠電袋復合除塵器技術優勢[J].電力科技與環保，2013，29（1）：24-27.