电袋复合除尘器在燃烧褐煤机组上的提效改造应用

北极星环保网讯:摘  要：文章介绍并分析了电袋复合除尘技术的基本原理和工艺，作为成熟可靠的除尘技术在辽宁阜新发电有限责任公司燃烧褐煤的3号350MW机组电除尘器提效改造工程中成功应用。通过性能测试表明，电袋复合除尘技术在除尘器提效改造工程中具有工程改造量小、除尘效率高、煤种适应a性强且稳定可靠等显著优势，为现有电厂烟尘排放浓度满足GB13223-2011标准提供了优良的技术手段。

前言

近年来，我国多地频繁爆发雾霾天气，区域性污染日趋明显。2013年我国二氧化硫、氮氧化物及烟尘排放量分别为2043.9、2227.4和1278.1万吨，燃煤电厂是大气污染物的排放大户。在严峻的环保形势下，国家出台了多项环保政策，环保要求愈加严格。但是，我国“多煤少油贫气”的一次能源禀赋，决定了我国以燃煤发电为主的能源供应格局将长期存在，火电行业面临十分巨大的节能减排压力。2011年，环保部发布了《火电厂大气污染排放标准》，要求2014年起火力发电厂烟尘排放≤30mg/Nm3，重点地区烟尘排放≤20mg/Nm3。很多电厂面临排放超标，因此必须采取高效、稳定的除尘技术，对原除尘设备进行改造。

1 电袋复合除尘器的原理

电袋复合除尘器是将静电除尘器及袋式除尘器紧凑案安装在同一箱体内，有机结合了“荷电收尘”和“拦截过滤”的机理，实现了“1+1>2”的相关。其中电区收集80%以上的大部分粉尘和粗颗粒粉尘，可以大幅度地降低进入布袋除尘区烟气的含尘浓度，剩余10～20%的细粒子由后级滤袋过滤捕集，大大降低了袋区负荷并避免粗颗粒对滤袋的冲刷磨损，并改善滤袋表面粉饼层结构。因此，电袋复合除尘器具有除尘效率高、阻力低、节能、滤袋使用寿命长、运行成本低、占地面积小等优点。

2 电袋复合除尘其在提效改造中的关键技术

改造项目一般工期短，扩容空间小。要在有限的时间和场地内提高除尘效率，通常采用电袋复合除尘器方案，同时尽量利用原有的基础和结构。以电除尘为例，当烟气条件与原来变化不大且电除尘器的前级电场结构状态良好，一般仅拆除后几级电场的本体内部构件和顶部构件来增设滤袋区，从而减少改造工作量，节省设备投资。本项目采用电袋复合除尘器在提效改造主要有以下关键技术[1，2]：

2.1 利用旧电除尘器的基础和结构，降低成本，减少工作量

为满足电袋除尘器改造性能要求，在不加长柱距，不加宽跨距，保留原支架、壳体、灰斗和进口喇叭情况下，保留电除尘器的第一电场阴阳极以及对应的高低压配电系统，并利旧设备进行检修;拆除二、三、四电场，改造为布袋除尘区。整个改造方案设备利旧率高，且具有改造工作量小，施工周期短，费用低等优点。

2.2 滤袋区多分室、高净气室结构

布袋除尘区采用行喷吹清灰方式，采用多分室、高净气室结构，并且每个净气室设置1个人孔门，滤袋的装拆、更换及维护均可在净气室内部完成，不受风吹、雨淋、日晒等气候条件的影响。同时，滤袋区采用小分室结构，每个分室设置提升阀，可实现系统“在线检修”、“离线清灰”等功能。

2.3 预涂灰及银光粉检漏

预涂灰是电袋复合除尘器点炉之前必须完成的运行操作事项。预涂灰是指在除尘器投运前给滤袋喷涂一层干燥粉煤灰，滤袋表面沉积一定厚度的飞灰，可吸附起炉过程中低温烟气产生的冷凝油污、水汽，避免袋身直接粘附液态物质而降低滤袋透气性，防止糊袋。

电袋复合除尘器满足达标标准，主要依靠布袋除尘区作为终端保障。因此，焊接质量是关键，如果花板所处的整个平面焊接质量存在问题，那么，部分烟气粉尘不经过滤袋而直接窜入净气室，极大的影响了烟尘排放浓度。同时，其他焊缝的焊接漏点，也是导致排放超标的原因之一，因此花板焊接后必须进行细致检查，确保不漏焊、虚焊。滤袋、袋笼安装完成后点炉前必须进行荧光粉试验。萤光粉投入完毕后，仔细地检查净气室内的花板接缝处、滤袋与花板的接口点、旁路等。仔细检查袋身、缝线、整个花板及除尘器的焊接部分是否有发散状的荧光粉痕迹。

2.4 长寿命滤袋技术

滤袋是电袋复合除尘器的终端控制环节，是决定其使用寿命及出口排放浓度的关键的部件。常用的滤料有PPS、PTFE、PI及各种纤维的混纺滤料。PPS滤袋具有优良的抗酸、抗碱、抗水解性，具有较稳定的化学性质、较高的熔点、优异的耐热性与耐化学腐蚀性，但也存在滤料抗氧化性差等不足，在实践应用中也已发生多起因酸腐蚀在短期内大量破损的案例。特别是随着我国环保排放要求的不断提高，PPS滤袋已越来越不能适应我国燃用煤种复杂多变的工况特点。本项目滤料采用PPS+PTFE基布的结构，对工况的适应性较好，滤袋寿命至少5年以上。

3 工程概况

3.1 机组情况

辽宁阜新发电有限责任公司3号350MW机组，于2007年4月年初建成投产，原电除尘器为双室四电场BEL型静电除尘器，设计除尘效率为99.81%，比积尘面积为93.8m2/m3/s。收尘极板采用ZT24型极板，极板高度15m;放电极线为不锈钢针刺线。收尘极板为侧部振打，放电极为顶部电磁振打。由于总排口烟尘排放浓度不能达到新排放标准GB13223-2011，电厂将3号机组电除尘器进行提效改造，采用一电三袋的方案，结构如图1所示。

3号机组电除尘器于2012年12月完成了电袋复合除尘器的改造工作，机组煤质参数详见表1，飞灰特性分析见表2，本工程燃用的是混煤，煤主要来自阜新矿业煤、霍林河煤、辽宁地方煤、中电投集团公司煤、龙煤集团煤和内蒙古小矿煤，褐煤燃用比例在40%以上，水分较大。

3.2 改造方案

本工程利用原有电除尘器的基础和结构，采用电袋复合除尘技术进行提效改造，总体保留第一电场的极板、极线、振打装置、电控装置等，并对一电场阴阳极系统进行整体修复，更换部分变形的极板和极线，调整极距。后三个电场设计布置滤袋装置及其清灰系统。结构上电除尘与布袋除尘在同一壳体范围内，并采取气流均布措施保证两种除尘方式的气流平衡、均匀分布，同时，对滤袋布置需要进行CFD实验验证，针对本工程提出科学合理的袋配方案，提高气流均布和清灰性能，从而降低运行阻力，确保排放。针对本工程掺烧褐煤比例大的入炉煤质特点，滤料采用PPS+PTFE基布材质，后处理采用热处理和PTFE处理，其耐湿性、耐酸碱性强，保证更好的过滤性能和阻力特性。具体技术参数见表3所示。

4 性能测试情况

辽宁阜新发电有限责任公司3号350MW机组电袋复合除尘器投运成功后，设备运行良好稳定，排放浓度低，阻力低，清灰周期长。2013年1月经第三方测试，在100%负荷工况下热态性能试验表明：除尘器出口烟尘排放浓度为15.15mg/Nm3，本体阻力为640～681Pa，漏风率为2.4%，除尘效率为99.95%，各项指标均优于设计值。测试期间入炉煤质见表4。

该项目电袋复合除尘器自投运以来，稳定运行至今近4年，烟尘排放稳定低于20mg/Nm3，阻力低于1100Pa，滤袋零破损，各项性能指标均稳定优于设计值。

5 结论与建议

辽宁阜新发电有限责任公司3号350MW机组提效改造工程采用电袋复合除尘技术，实现了15.15mg/Nm3的低粉尘排放浓度，且各项性能指标优良，结构紧凑占地小，运行维护简单。同时，通过长期的运行效果跟踪表明：电袋复合除尘器不受煤种变化影响，排放低，阻力低，滤袋寿命长，长期高效稳定运行。在除尘器提效改造工程中具有提效显著、工程改造量小、施工工期短、技术经济性好等优势，可作为满足最新《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)最有效的除尘技术方案之一。在超低排放改造中，也可发挥电袋复合除尘器自身低烟尘浓度控制的技术优势，与湿法脱硫协同治理，为低成本高效率地实现燃煤电厂的烟尘超低排放提供了有效的技术途径。

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