超净电袋复合除尘器提效改造的要点分析

北极星环保网讯:近几年来京津冀地区出现的严重霾重天气，迫使政府加大对大气污染治理力度，有些地方政府及电力企业提高了大气污染治理的主动性。浙江能源、神华国华等电力企业在贯彻执行GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的基础上，主动加码，率先提出燃煤机组大气污染物排放水平达近零排放要求，并相继投运浙能嘉华、浙江国华舟山等超清洁排放试点项目。

国家发改委、环保部、国家能源局联合下发的《煤电节能减排升级改造行动计划(2014-2020)》的精神，珠江三角洲地区应控制烟尘的排放达到5mg/m3以下。2014年2月24日广东省广州市政府发布《广州市燃煤电厂“超洁净排放”改造工作方案》，提出燃煤电厂“50355”的改造目标(即NOx≤50mg/Nm3、SO2≤35mg/Nm3、烟尘≤5mg/Nm3)。一系列超低排放政策迫使现役除尘器进行提效改造。

我国煤种复杂多变，长期以来，燃煤电站“市场煤”问题严重影响了进入锅炉煤的稳定性，大多数入炉煤种存在热值偏低、灰分偏高、且波动大的现实，造成烟尘浓度变化幅度大，使得干式电除尘器效率波动，出口排放浓度无法长期稳定在设计值范围内，尤其无法满足超低排放的要求。

电袋复合除尘器有机结合了电除尘和袋式除尘器的优势，能长期稳定保持低排放，并且电袋复合的独特结构对满足超低排放提供了良好的基础条件。如果能对现有电袋复合除尘器进行工艺改进，实现超低排放，就能简化工艺、减少占地、节约投资、降低运行费用，因此超净电袋复合除尘技术成为沙角C厂满足超低排放技术改造的首选方案。

1电袋复合除尘器的原理

电袋复合除尘器是继电除尘器、袋式除尘器之后创新开发的一种全新的除尘技术。是电除尘“荷电除尘”及袋除尘“过滤拦截”机理的有机结合，集合了两者的优势。首先充分利用前级电场收尘效率高和对颗粒荷电的特点，利用1~2个电场除掉烟气中80%以上的烟尘，可以大幅度的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。它具有除尘效率高、阻力低、节能、运行成本低、占地面积小等优点。

电袋复合除尘器对颗粒物的脱除不是简单的静电除尘加上袋式除尘，前级电场的作用使颗粒荷电，荷电后的颗粒会影响袋区的粉饼层结构、过滤特性和清灰特性。通过滤料过滤实验发现，颗粒经电场作用发生荷电和极化，有助于它在滤料表面形成结构更为有序、更为疏松的颗粒层(图1)，显著降低了过滤压降;单纤维捕集颗粒的实验发现，对于难荷电的细颗粒，其经过电场时发生的极化有助于提高纤维上形成的颗粒链对细颗粒的捕集并形成更为有序的结构(图2)。

2常规电袋复合除尘技术

电袋复合除尘技术发展应用10余年来，可以长期稳定实现30mg/Nm3、20mg/Nm3标准限值的达标排放。现已广泛应用于电力、化工、建材等行业，成为主流的工业烟气除尘装备。目前已投运电袋复合除尘器超过600多台套。据某公司不完全统计，其所承接和在投运的其中230台套电袋复合除尘器中，出口排放小于10mg/Nm3有36台套，小于20mg/Nm3有120台套。众多工程实践及成功实例为实现稳定超低排放奠立了坚实的基础，与超净电袋复合除尘技术仅差一步之遥。

3超净电袋复合除尘技术要点

根据电袋复合除尘器的理论研究及大量工程实践总结得知，影响其排放性能的重要因素有：电区与袋区的耦合匹配、气流分布均匀性、滤料过滤精度、滤袋区入口烟尘浓度、过滤风速、电场区细颗粒荷电和电凝并程度、设备内部烟尘泄漏程度以及设备制造和安装质量等。因此，超净电袋复合除尘技术汇集各种成功经验，采取有效的技术措施如下：

3.1合理优化选型，实现电区与袋区最佳匹配

从结构上来看，电袋复合除尘器是电除尘与布袋除尘的有机组合，袋区的入口浓度直接关系电场的选型及出口排放，因此，电区与袋区最佳参数匹配是保证低排放下最优经济性的关键。电场区的除尘效率根据多依奇公式计算，从公式可得，第一、二电场除尘效率高，但每个电场区的除尘效率呈指数递减，从第三电场开始，电场经济性差。

大量工程应用和试验表明，粉尘浓度对滤袋区的排放存在一定的影响，排放浓度随过滤浓度的增加而缓慢增加，当过滤浓度达到一定值时，过滤浓度增加而排放则趋于平稳。而滤袋区入口粉尘浓度的降低需要增加电场数，会造成设备投资加大，经济性差。因此，考虑经济性的前提下，超净电袋复合除尘器应根据具体情况确定滤袋区最佳的入口粉尘浓度值。

3.2改善气流分布均匀性

气流分布均匀性是影响超净电袋复合除尘器除尘效率的重要因素之一，不良的气流分布可造成除尘效率的显著降低。研究电复合袋除尘器气流分布均匀性主要有物理模型试验和数值模拟计算两种，其中数值模拟计算方法(CFD)可获得全流场的数值解，为优化电袋复合除尘器内部结构提供依据。

电袋复合除尘器中电区的烟气流向为水平进、水平出，而袋区烟气流向为水平进、垂直出，两个区域的流速、流向及流动截面尺寸均差异很大，两者直接衔接会引起流场的急剧变化，在大型化电袋中此问题更为突出。沙角C电厂为660MW机组，烟气量大，袋室内滤袋数量大、排列紧密，数值模拟计算难度大。

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