火電機組電除塵器超低排放改造方案探究

劉文濤

摘要：本文主要論述在運火電機組超低排放改造過程中，電除塵器改造技術路線的選擇，并以某電廠機組電除塵器超低排放改造為例，針對場地、改造工期等條件的限制，確定采用電袋除塵技術，然后又分析論述常規立式布袋布置和臥室布袋布置的優缺點，最終改造技術路線為臥室電袋除塵技術。

Abstract： This paper mainly discusses the selection of the technical route of the electrostatic precipitator during the ultra-low emission modification of the thermal power unit. Taking the ultra-low emission transformation of the electric precipitator of a power plant as an example， according to the restrictions of the site， the renovation period and other conditions， the electric bag dust removal technology is determined， and then the advantages and disadvantages of the conventional vertical bag layout and the bedroom bag layout are analyzed. The final transformation technical route is the bedroom electric bag dust removal technology.

關鍵詞：火電；電除塵；超低排放改造；臥室布袋除塵器

Key words： thermal power；electric dust removal；ultra-low emission modification；bedroom bag filter

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）29-0167-03

1 當前火電機組面臨的環保問題

我國是電力需求大國，當前經濟技術水平下，電力供給仍然以傳統的火力發電為主，然而，煤電機組進行生產的工業活動中，煤炭發電產生的燃煤煙氣對環境造成了嚴重的影響，嚴重威脅著人類賴以生存的生態和環境，煙塵是導致霧霾天氣的主要原因，在當前霧霾污染越來越嚴重的情況下，環保壓力日益嚴峻，煤電機組超低排放改造勢在必行。然而當前大多數燃煤電廠經過數次環保改造，一般現場施工、改造空間較為狹小，如何確定技術方案至關重要，關系到改造工程能否實施以及在最低的投資成本、運營成本下、能否滿足超低排放要求。

下面結合某電廠已投產10多年的老機組的實際情況，分析適合的超低排放改造技術路線。

2 機組除塵系統改造前狀況

某電廠機組于2004年投產，安裝一臺200MW雙抽凝汽式供熱機組，配670t/h超高壓煤粉爐。機組原配有2臺某電除塵器廠生產的雙室三電場電除塵器。因不能滿足排放要求，在2008年對該電除塵器改造，由于場地限制因素，改造方案為：在原一電場前增加一個電場，電場高度抬高3.48m，即由原來的兩臺雙室三電場電除塵器增容改造為雙室四電場除塵器，煙塵排放濃度設計值由200mg/Nm3以上降低至80mg/Nm3以下。

此次改造雖大幅提升了預除塵器的效率，滿足了當時的環保要求，但隨著新版煙氣污染物排放標準實施以及超低排放要求，該機組除塵系統急需進行超低排放改造。

3 除塵器超低排放改造方案分析及選擇

對于在運機組進行除塵器超低排放改造，改造方案的選擇一定要因地制宜，選擇性能保證最可靠、改造費用最省、工期最短的改造方案。

目前國內市場上，針對新超低排放要求，電除塵改造方式上可謂百花齊放，有電除塵器擴容改造（加電場或加寬加高）、高頻電源、電除塵器+旋轉極板、電袋復合式除塵器、布袋除塵器等，以及低溫電除塵器、濕式電除塵器等改造方案，經過對比，在滿足超低排放的前提下，電袋復合除塵+高頻電源改造方案能滿足改造場地狹小，改造工期等方面的要求。

由于目前電袋復合除塵器主要發展為立式電袋復合除塵器和臥式電袋復合除塵器兩種技術，經如下分析，得出最優改造方案：

3.1 立式電袋復合除塵器（以下簡稱“立式電袋除塵器”）

3.1.1 立式電袋除塵器的結構形式

立式電袋除塵器是電除塵器與傳統布袋除塵器的組合，電場部分與電除塵器一致，布袋區濾袋垂直于水平面。目前主流立式電袋除塵器分為分體式和一體式兩種。均為“前電后袋”布置。根據兩種立式電袋除塵器布置方式特點，一體式更適用于老除塵器改造，且占地面積小，阻力損失也小，立式電袋除塵器改造優先選用一體式結構。

3.1.2 立式電袋復合型除塵器的除塵原理

立式電袋復合型除塵器主要由前級的電除塵區和后級的布袋除塵區組成。

前級電除塵區秉承了電除塵器第一電場的除塵優勢，能收集煙塵中80-90%粉塵，并使微細粉塵荷電。這樣后級僅有常規布袋除塵的1/5左右。一方面大大降低了進入后級布袋除塵區的粉塵濃度，同時也降低了濾袋上沉積粉餅的阻力，從而降低了除塵器整體壓損，并且能達到排放濃度≤20mg/Nm3的環保要求。

3.1.2.1 改造總體方案

采用二電二袋方案，對原一、二電場進行檢修，并將原有工頻電源改造為高頻電源，拆除原三、四電場內件，其空間用于布置布袋。

3.1.2.2 改造方案優點

①無論煤種如何變化都可保證出口排放≤20mg/Nm3。

②由于改造在原電除塵器內部進行，無需改動除塵器外部設備，改造工期需50-60天。

3.1.2.3 改造方案的缺點

①本體阻力較大，運行費用較高；

②換袋成本較高，舊濾袋資源化利用率較小；

③濾袋材質對煙氣性質較為敏感，受臭氧腐蝕、酸性腐蝕等問題突出，導致濾袋實際使用壽命較難達到設計值。

3.2 臥式電袋復合除塵器（以下簡稱“臥式電袋除塵器”）

3.2.1 臥式電袋除塵器的結構形式

臥式電袋除塵器也是由前級電場和后級濾袋區組成，煙氣在經過前級電場的預除塵后進入布袋區，經過濾袋的物理過濾后排入后部脫硫系統。與立式電袋除塵器相比，該項技術濾袋采用水平布置，布袋區僅布置在最后一個電場區域，濾袋長度減少至3m，濾袋噴吹氣源由壓縮空氣改造為凈煙氣。

3.2.2 臥式電袋除塵器改造方案

3.2.2.1 改造總體方案

采用三電一袋方案，對原有一、二、三電場極板、極線及控制系統進行恢復性檢修，將一二電場工頻電源改造為高頻電源，拆除四電場內部構件，并在四電場空間內安裝濾袋框架和濾袋。

3.2.2.2 改造方案優點

①拆除范圍小，僅需要對四電場除塵器內部構件掏空后進行改造，濾袋呈水平排列，在相同空間下可布置更多濾袋，即單位空間可實現更大的過濾面積。保留電場級數、收塵面積和比收塵面積都遠高于國家環境保護標準（標準號HJ2529-2012），對原有電除塵的改動范圍小。

②氣流均布更加合理，袋區采取水平布置，扁平狀的布袋排列，且濾袋長度減少為3m，煙氣在袋區進出不改變氣流方向，氣流均勻度在2.5%以內，避免了因改變氣流方向造成煙氣分布不均，導致局部區域濾袋因煙氣流速過高造成濾袋壽命降低的問題。布袋整體使用壽命一般可達5年以上。

③清灰氣源采用清潔煙氣，吹灰壓力較低，避免了對濾袋的沖擊，使布袋可以選擇耐溫、耐腐蝕但不耐沖擊的玻纖材質，避免常規電袋除塵器濾袋受臭氧腐蝕的問題。且由于玻纖濾袋成本低廉，可以降低改造、維護成本。另外，由于該項沖灰技術減少了大量電磁脈沖閥的使用，能有小降低故障率同時降低維護費用。

④運行阻力低，該項技術運行阻力維持在500-800Pa之間，較立式電袋除塵器800-1200Pa大幅降低。

3.2.2.3 改造方案缺點

風箱移動依靠鋼絲繩傳動，存在斷裂風險。且無法實現在線檢修。

3.2.3 改造工期

本方案包括原電除塵器殼體內部極板、極限、振打裝置等的恢復性檢修，控制系統的更新、檢修，以及四電場內部的改造等工作，自開工之日起50-60天具備使用條件，具體可能根據現場實際場地情況進行調整。

4 電除塵器改造方案比較

立式電袋除塵器、臥式電袋除塵器技術經濟性以及優缺點比較見表1-表4。

電費按0.35元/kWh，運行時間按7500/年計。

5 結論

綜合上述分析，立式電袋除塵器和臥式電袋除塵器綜合比較來看，臥式電袋除塵器濾袋使用壽命較立式電袋除塵器增加約1年左右，且選用濾袋為玻纖材質，造價較低，僅維護費用每年就可節省約50萬元，另外臥式電袋除塵器運行阻力較立式電袋除塵器降低約300-500Pa，擁有更低的廠用電量，更低的運行成本。在同樣能夠保證出口粉塵濃度的情況下，臥式電袋除塵器有較大優勢。

所以綜合比較來看，臥式電袋除塵器更適合老舊機組超低排放改造的優選方案。

參考文獻：

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