超凈電袋復合除塵技術研究及應用

江瀾

摘 要：在常規的電袋復合除塵技術上，突破了電區袋區耦合、顆粒荷電和微粒凝并、高均勻流場、高精過濾等關鍵技術而形成了超凈電袋復合除塵技術，能夠實現除塵器出口排放濃度穩定低于5mg/Nm3或10mg/Nm3。超凈電袋近年來得到廣泛應用，成為燃煤機組實現超低排放的主流技術路線之一，將在西部地區劣質煤電廠超低排放改造工程中發揮更大作用。

關鍵詞：超凈電袋；突破；超低排放；主流技術

中圖分類號：TE99 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0036-02

引言

近幾年來，由于大氣污染的加劇，我國大部分地方特別是京津冀地區，長期的霧霾天氣已給人民的生活帶來了嚴重的威脅。為了加強對燃煤所帶來的煙塵排放的控制，國家相繼出臺了多個政策和措施，對我國煤電企業的煙塵提出了超低排放的嚴格要求。超凈電袋復合除塵技術在上述背景下應運而生，并快速得到推廣應用，成為主流的煙塵超低排放技術之一。

1 超凈電袋復合除塵技術

電袋復合除塵技術是我國環保企業自主創新研發的新一代高效除塵技術，發展和應用十分迅速。但是，在當前環保新形勢下，對燃煤電廠超低排放的要求越來越高，需要進一步提升煙塵治理技術水平。因此，我國環保企業開始對電袋復合除塵器進行升級創新，在原有技術基礎上突破了電區袋區耦合、顆粒荷電和微粒凝并、高均勻流場、高精過濾等關鍵技術，進一步提升性能，實現煙塵排放濃度<5mg/Nm3或10mg/Nm3的超低排放，形成了超凈電袋復合除塵技術。超凈電袋和高效脫硫有機結合實現煙塵超低排放的工藝技術，可避免了電廠在尾部煙氣處理系統安裝濕式電除塵器，還節省了成本和占地面積，并且簡化燃煤電廠的環保工藝路線，提升了可靠性[1]。

2 超凈電袋復合除塵技術研究

2.1 極配型式和供電技術

全面分析工程項目煤種、灰份等煙氣工況參數，選擇合適的陽極板板型和陰極線線針形式，調整最佳極配型式，以達到增加電場強度、提高電場區除塵效率的目的。在選擇電暈線的時候，選擇和工況條件相符的電暈線可以提高線針尖端的放電效果，增加電場的板電流密度，強化電場強度，使得粉塵顆粒充分荷電的同時，提高了電場區對粉塵顆粒的捕集能力。常用的電暈線有針刺線、芒刺線和麻花線等。其次，采用前后分區供電技術，即將每一個機械電場都按照氣流方向進行前后劃分，成為兩個獨立的供電分區。采用這種小分區供電模式，增強了電源對于不同煙塵濃度的適應性，細化工作單元，提高了電場區的可靠性。

2.2 高過濾精度濾料

濾袋是決定電袋復合除塵器出口排放值最關鍵的部件，它的過濾精度直接關系到煙塵排放的大小。因此，合理選擇濾料的過濾精度，是保證超凈電袋復合除塵器出口排放值長期穩定<5mg/Nm3或10mg/Nm3基礎。目前來說，超凈電袋項目選用的高精過濾濾料有兩種，其中過濾精度最高的濾料是PTFE覆膜濾料，其次是超細纖維梯度濾料。濾料過濾精度越高，超凈電袋的出口排放值也會更加可靠。

PTFE覆膜濾料是在濾料的迎塵面上覆蓋一層PTFE微孔膜的加工工藝方式。PTFE濾膜可以阻隔絕大多數的粉塵，甚至能夠實現零排放，并且PTFE濾膜自身的摩擦系數非常小，不容易粘上灰塵，所以表面的粉餅層十分容易脫落，更易清灰。但實際操作過程中，PTFE覆膜對其覆膜工藝要求很高，如加工不當，在使用過程中會出現脫膜的現象，致使濾膜與濾料之間積灰，從而影響設備的正常運行。同時， 濾袋采用PTFE覆膜工藝成本將會增加約40%左右，性價比較差。

超細纖維梯度濾料主要是指濾料沿著氣流的方向，在迎面層上使用厚度適中的超細纖維層，之后再使用常規纖維層從而使孔隙分布呈現出外小內大的梯度狀結構形式，其結構如圖1所示。迎塵面超細纖維層可以對細顆粒粉塵實現有效的攔截，同時，迎塵面孔徑小，孔隙率高，不易發生粉塵滲入纖維內部的現象，可延長清灰周期。

2.3 強化顆粒荷電與電凝并技術

電袋復合除塵器電場區和濾袋區兩者之間，是存有相互影響的機制的，袋區出口要實現超低排放，首先要控制袋區入口的粉塵濃度。由于電場區粉塵顆粒的荷電特性，使得其過濾機理產生了很大的變化。在經過電場區的時候，細顆粒物會發生極化和凝并的現象，從而形成大粒徑的顆粒，并且顆粒荷電量越大就會使得極化和凝并的程度越明顯，細顆粒物變成大顆粒后的捕集效果越好。通過這種強化顆粒荷電的方式，能夠增加電袋對細顆粒物的搜集性能力，尤其是對細微顆粒物（PM2.5）的脫除效率。

2.4 高均勻性流場分布技術

電袋復合除塵器實現氣流均勻分布可采用以下方法：進行1：14的實體模型試驗，試驗結果和CFD計算進行對比分析，對CFD計算的初始條件進行調整，以符合實體模型試驗結果為調整標準，從而確定出CFD計算的初始條件，然后進行全尺寸工業設備的CFD計算。具體的調整氣流流場分布的途徑有：其一，調整進入袋區正面、側面、底面的比例，并且設置灰斗上端的阻流板。其二，改變袋室內提升閥開孔直徑。其三，調整提升閥提升高度。其四，改變凈氣室高度，還可以改變排氣管的位置[2]。

2.5 設備的設計和安裝要求

為了提高超凈電袋復合除塵器的可靠性，在設計選型時，選擇更小的過濾風速和更大的過濾面積，取消了旁路煙道，降低整個系統的運行阻力，并減少了旁路系統可能帶來的泄露。同時，要增強袋區的花板剛度，采用車間焊接加強筋的方式，控制花板變形量，使得濾袋懸吊更加可靠。另外，激光加工的方式對花板進行切割，保證花板平面度。

超凈電袋設備在安裝時較常規電袋更為嚴格。本體安裝完后檢查所有密封焊縫，并要按照規定對所有焊縫進行煤油滲透試驗。在濾袋安裝后，要整體進行熒光粉檢漏試驗，避免焊縫或者濾袋和花板聯接的地方出現泄露的情況，如果發現要及時處理。

3 超凈電袋復合除塵技術的工程應用

3.1 總體應用情況

近年來，超凈電袋在燃煤電廠超低排放工程中得到快速推廣。截至2016年11月，燃煤機組超凈電袋配套總裝機容量超過30000MW，其中1000MW機組有8臺套。投運項目的煙塵排放濃度均小于10mg/Nm3或5mg/Nm3，平均運行阻力663Pa，各項技術指標優良。超凈電袋復合除塵已成為燃煤機組實現超低排放的主流技術路線之一。

3.2 某工程應用

3.2.1 工程概況

某電廠2號630MW燃煤機組原配套的是四電場、四通道電除塵器，由于設備老化，除塵效率下降，煙塵排放的濃度過高。在新的排放要求下，該電廠進行了除塵器的增效改造，經過調研，最終選用超凈電袋復合除塵器。

3.2.2 改造方案

本工程的的改造范圍為前從進口喇叭煙道直管段，后至出口水平煙道的末端，上到頂部起吊設備，下至輸灰系統，同時配套電氣控制系統以及相應的土建工程。該改造方案是將原來的電除塵改造為超凈電袋復合除塵器，長柱距和寬跨距都不進行增加，并且對原來的支架、殼體、灰斗等保留并核算其強度。具體改造方案為：拆除除塵器本體內部所有陰陽極及振打系統，將第一電場更換為新的陰陽極系統，并選用振打效果更好的增強型電磁錘振打器。高壓整流變利舊檢修應用于第一電場中，同時要求設計成前后獨立的小分區供電，大大加強電場區運行的完全穩定性；改造第二、三、四電場空間布置為濾袋區，采用長袋低壓脈沖行噴吹技術。

3.3 改造效果

改造完成后運行3個月，經第三方性能測試，在機組的運行負荷為590～620MW時，超凈電袋復合除塵器的出口標干含塵濃度（6%O2）平均為7.2mg/DNm3，本體壓力平均值為553.8Pa，

平均除塵效率99.973%。當機組運行負荷為620MW時，脫硫設備出口標干含塵濃度（6%O2）為3.5mg/DNm3，達到超低排放的要求。設備運行至今穩定可靠，性能優良。

4 結束語

超凈電袋復合除塵技術在電區袋區耦合、顆粒荷電和微粒凝并、高均勻流場、高精過濾等方面實現了技術突破，它不受煤質、飛灰成分等的變化影響，能夠長期穩定實現除塵器出口排放濃度低于5mg/Nm3或10mg/Nm3，是燃煤機組實現超低排放的首選技術路線之一。該技術在國內外多臺大型機組中的成功運行，為國內燃煤電廠的超低排放提供了有力的技術保障。

參考文獻：

[1]修海明.超凈電袋復合除塵技術實現超低排放[J].電力科技與環保，2015（4）.

[2]徐少波，伍宇鵬，陳奎續，等.超凈電袋復合除塵技術在燃煤電廠中的應用[J].中國環保產業，2015（12）.

[3]張潔，孫衛民，舒澤萍.發電集團應對燃煤電廠超低排放的思考[J].電力科技與環保，2015，31（4）.

[4]余偉權，修海明，陳奎續，等.電袋復合除塵技術在火電廠增效改造中的應用[J].中國環保產業，2015（04）：13-16.

[5]陳奎續.超凈電袋復合除塵技術的研究應用進展[J].中國電力，2017，50（3）.