燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料選擇

馮道顯

(中南電力設(shè)計院，湖北武漢 430071)

燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料選擇

馮道顯

(中南電力設(shè)計院，湖北武漢 430071)

結(jié)合某電廠“上大壓小”改建工程中2臺600MW機(jī)組配套電袋除塵器的實際情況，分析了濾袋材料的選擇原則及更換原因，論述了袋式除塵器濾袋材料對煙氣的適應(yīng)性，為燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料的選擇提供參考。

燃煤電廠;袋式除塵器;濾袋材料;選擇

0 引言

目前在國內(nèi)燃煤電廠的煙塵處理設(shè)備中，靜電除塵器占了相當(dāng)大的比例，但隨著我國煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，袋式除塵器在燃煤發(fā)電廠中也開始逐漸得到廣泛的應(yīng)用。由于袋式除塵器的濾袋材料對煙氣溫度及煙氣成分有比較嚴(yán)格的要求，如果濾袋材質(zhì)選擇不好，對濾袋壽命會產(chǎn)生較大的影響，進(jìn)而影響機(jī)組運(yùn)行。因此，準(zhǔn)確了解濾袋材料特性，合理選擇濾袋材料，對袋式除塵器來說是非常重要的。本文結(jié)合某電廠“上大壓小”改建工程600MW機(jī)組配套電袋除塵器的實際情況，分析了濾袋材料的選擇原則及實際應(yīng)用情況，為燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料的選擇提供參考。

1 工程概況

某燃煤電廠擬采用“上大壓小”方式建設(shè)2臺600MW級超臨界發(fā)電機(jī)組，以替代正在運(yùn)行的4×125MW小機(jī)組，且已獲得環(huán)評批復(fù)。根據(jù)批復(fù)要求，本工程須安裝電袋除塵器，每臺鍋爐擬配置2臺電袋除塵器。工程招標(biāo)階段采用的除塵器入口煙氣參數(shù)見表1，煤質(zhì)分析結(jié)果見表2。其中校核煤質(zhì)2是工程招標(biāo)后，電廠為適應(yīng)煤炭市場的變化新增加的煤質(zhì)資料。根據(jù)設(shè)計煤質(zhì)、校核煤質(zhì)1及校核煤質(zhì)2成分分析及除塵器煙氣參數(shù)，招標(biāo)確定的袋式除塵器濾袋材料為PPS+PTFE浸漬，濾料由100%進(jìn)口PPS纖維織成。

表1 工程設(shè)備招標(biāo)階段除塵器入口煙氣參數(shù)

2 濾袋材料更換原因

由于本工程是“上大壓小”改建工程，即將建成的2臺600MW級機(jī)組的實際燃煤與電廠二期工程已建成投運(yùn)的300MW機(jī)組的燃煤相近，為了驗證實際燃煤的含硫量，電廠委托有關(guān)單位對二期正在運(yùn)行的300MW機(jī)組煙氣成分進(jìn)行了檢測，實際煙氣SO2濃度為3450mg/m3，大大超出用原煤質(zhì)資料所計算出的煙氣SO2濃度。另據(jù)電廠反映，二期工程近幾年燃煤的年平均含硫量為1.5% ～2.0%，也大大超出原煤質(zhì)資料中的含硫量。

本工程設(shè)備招標(biāo)后，電廠為提高將來機(jī)組對煤質(zhì)的適應(yīng)性，又增加了一個校核煤質(zhì)2，相關(guān)參數(shù)見表2。由于煤質(zhì)及煙氣條件發(fā)生重大變化，原濾袋材質(zhì)無法滿足將來的實際工況要求，濾袋使用壽命難以保證，建議選用更加優(yōu)質(zhì)的濾袋材料替代原濾袋材料。

表2 工程設(shè)備招標(biāo)階段煤質(zhì)分析

3 幾種常用濾袋材料對煙氣的適應(yīng)性

目前燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料使用較多的有聚苯硫醚(PPS)、聚酰壓胺(P84)和聚四氟乙烯(PTFE)，這幾種濾袋材料對煙氣的適應(yīng)性見表3。

表3 常用濾料對煙氣的適應(yīng)性

PPS濾料在實際使用中應(yīng)注意上下極限運(yùn)行溫度要求。濾料正常上限溫度以160℃為宜，瞬時上限溫度為190℃。瞬時上限溫度的持續(xù)時間一般每次不超過0.5h，1年累積時間不超過200h，以防止長期超高溫運(yùn)行加速濾袋老化。下限溫度以高于酸露點(diǎn)15℃為宜，側(cè)重防范酸結(jié)露發(fā)生，避免濾袋發(fā)生腐蝕和糊袋。煙氣成份條件要求:煙氣SO2濃度≤4250mg/m3;NOx濃度≤567mg/m3;煙氣氧含量＜8%(溫度≤160℃)時;煙氣水分含量＜50%。煙氣條件超過PPS適用范圍時，應(yīng)按極限溫度、煙氣化學(xué)成分及含量，采用PTFE基布或在PTFE基布的基礎(chǔ)上增加一定混比的PTFE纖維復(fù)合濾料，提高濾袋綜合性能，滿足濾袋使用壽命要求。

PTFE濾料耐溫性能好，在高氧濃度下也難以氧化，在已知的酸、堿和氧化劑作用下，性能均無變化，對煙氣適應(yīng)性好。

4 電袋除塵器濾袋使用情況調(diào)研

為進(jìn)一步了解袋式除塵器濾料的實際使用情況，對三個相關(guān)電廠進(jìn)行了調(diào)研。

4.1 A 電廠

A電廠現(xiàn)有裝機(jī)容量1200MW，3臺200MW機(jī)組(編號分別為7、8、9號)和2臺300MW機(jī)組(編號分別為10、11號)。2007年7、8號機(jī)組的靜電除塵器改造為電袋除塵器;2008年8月9號機(jī)組也進(jìn)行了改造，改造后除塵器出口粉塵排放濃度均降至50mg/m3以下。

該電廠除塵器改造時所提供的設(shè)計煤種硫分為0.95%，校核煤種硫分為1.24%，電袋除塵器濾袋材質(zhì)采用PPS+PTFE覆膜。改造后除塵器投運(yùn)幾個月濾袋即開始破袋，反復(fù)更換過幾次且濾袋材料國產(chǎn)和進(jìn)口的均試用過，效果均不佳。

為了找到濾袋破袋原因，該廠對煙氣成分進(jìn)行了測試，測試結(jié)果除塵器入口煙氣SO2濃度為5600～6500mg/m3，折算燃煤硫分3%以上，煙氣含O2量10% ～12%，排煙溫度150℃左右。由于煙氣工況嚴(yán)重偏離PPS濾袋所能承受的范圍，該廠對除塵器濾袋進(jìn)行了重新選型，在同一臺爐的除塵器上采用兩種濾袋方案進(jìn)行對比試用，一臺除塵器的濾袋材質(zhì)為PPS+PTFE+P84，其中PPS的比例為60%，其他為PTFE+P84;另一臺除塵器的濾袋材質(zhì)為PTFE基布，面層為PTFE+P84+PPS纖維，三者的比例分別為70%、10%和20%，新?lián)Q濾袋運(yùn)行已經(jīng)有半年以上，目前尚未出現(xiàn)破損現(xiàn)象。

4.2 B 電廠

B電廠一期工程2×660MW超臨界機(jī)組分別于2007年4月19日和8月22日相繼投產(chǎn)發(fā)電，每臺鍋爐配置2臺雙室四電場靜電除塵器，實測電除塵器出口最大煙塵排放濃度為231.96mg/m3，不能滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。2008年6月和2009年4月，該廠分別對2臺爐的靜電除塵器進(jìn)行了改造，保留一電場，后面三個電場改為布袋除塵器。改造后除塵器出口粉塵排放濃度均降至30～50mg/m3。

該廠實際燃煤硫分1.0% ～1.5%，煙氣含 O2量6%，排煙溫度140～150℃之間。1號爐濾袋材質(zhì)為PPS(國產(chǎn)纖維)+PTFE浸漬，除塵器投運(yùn)后不足半年有濾袋破損現(xiàn)象。2009年2月，該廠將濾袋材料改為PPS(進(jìn)口纖維)+PTFE基布，更換后至今運(yùn)行正常。2號爐濾袋材質(zhì)為PPS(進(jìn)口纖維)+PTFE浸漬，2009年4月投運(yùn)至今運(yùn)行正常。

4.3 C 電廠

C電廠裝機(jī)容量為1170MW，2臺135MW機(jī)組(編號分別為1、2號)，3臺300MW機(jī)組(編號分別為4、5、6號)。2007年該廠先后對2臺135MW機(jī)組的除塵器進(jìn)行了改造，將原來的電除塵器改為電袋除塵器。2008年9月2臺135MW機(jī)組關(guān)停，在關(guān)停前電袋除塵器運(yùn)行一直正常，沒有出現(xiàn)破袋現(xiàn)象。2008年3月新建6號機(jī)組(300MW)，除塵器采用電袋除塵器，投運(yùn)至今除塵器運(yùn)行正常。

6號機(jī)組在線監(jiān)測顯示，除塵器入口SO2濃度719.83mg/m3(實際燃煤硫分 0.4% ～0.7%)，煙氣含O2量5.94%，排煙溫度135～145℃。6號機(jī)組濾袋材質(zhì)為PPS(進(jìn)口纖維)，運(yùn)行到現(xiàn)在還沒有破袋，運(yùn)行效果良好，但阻力略高，達(dá)到1000Pa。2臺135MW機(jī)組濾袋材料為PPS(進(jìn)口纖維)，機(jī)組關(guān)停前，除塵器運(yùn)行一年多沒有破袋。由于該廠實際燃煤硫分較低，氧含量以及排煙溫度適中，故PPS材質(zhì)的濾袋使用壽命得到保證。

5 結(jié)語

(1)濾袋材料選擇非常重要。選擇時應(yīng)充分考慮所選濾料與實際煙氣工況的適應(yīng)性，同樣的濾料在不同的煙氣工況條件下，其使用壽命相差很大。在調(diào)研的三個電廠中，同樣使用PPS濾袋，A電廠效果很差，分析其原因主要是因為煙氣中的SO2濃度及氧含量超過了PPS濾料的適用范圍，而且在冬季低負(fù)荷下，鍋爐排煙溫度非常接近露點(diǎn)溫度，加劇了濾袋酸腐蝕和糊袋，引起濾袋提前破損。

(2)濾袋的核心是濾料纖維。與國產(chǎn)纖維相比，進(jìn)口纖維質(zhì)量相對較好。如上述調(diào)研的B電廠1號機(jī)組與2號機(jī)組有著明顯的對比，在煙氣工況基本相同的情況下，同樣是PPS濾袋，采用國產(chǎn)纖維生產(chǎn)的濾袋在較短的時間內(nèi)出現(xiàn)了破損情況。

(3)對于燃煤實際硫分大于1.5%的電廠，袋式除塵器濾袋材料采用PPS+PTFE面層(比例各占50%)+PTFE基布能夠更好地適應(yīng)煙氣條件。如考慮盡量少增加工程投資，則濾袋材料采用PPS面層 +PTFE基布+PTFE浸漬也可滿足要求。

［1］JB 6407－92，電除塵器調(diào)試，運(yùn)行，維修安全技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］孟令縣，李 偉，裴愛芳，等.電改電袋復(fù)合除塵器在220MW機(jī)組上的應(yīng)用［J］.電力科技與環(huán)保，2010，26(2):40 －42.

［3］林 軍.袋式除塵器在微細(xì)粒子控制中的應(yīng)用［J］.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2006，(3):61－63.

The selection for bag material of bag filter in coal－fired power plant

Based on the actual condition of electric－bag filter for 2×600MW units reformation project in a certain thermal power plant，the selection rules and changing reasons for bag material of electric － bag filter were analyzed briefly.The suitability of bag filter in flue gas were discussed and gave some suggestion for bag filter selection in thermal power plants.

coal－fired power plant;bag filter;bag material;selection

X701.2

B

1674－8069(2012)03－035－03

2012-01-22;

2012-04-15

馮道顯(1969-)，男，湖北武漢人，工學(xué)學(xué)士，長期從事火力發(fā)電廠鍋爐專業(yè)設(shè)計工作。E－mail:fengdaoxian@csepdi.com