袋式除塵技術(shù)在我國燃煤電廠的應(yīng)用

（中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會袋式除塵委員會，北京 100037）

1 前言

2013年國務(wù)院頒發(fā)的《大氣污染防治行動計劃》（國發(fā)﹝2013﹞37號）指出，“當(dāng)前，我國大氣污染形勢嚴(yán)峻，以可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)顆粒物（PM2.5）為特征污染物的區(qū)域性大氣環(huán)境問題日益突出，損害人民群眾身體健康，影響社會和諧穩(wěn)定”。該《行動計劃》要求，“加快重點(diǎn)行業(yè)脫硫、脫硝、除塵改造工程建設(shè)。所有燃煤電廠、鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機(jī)和球團(tuán)生產(chǎn)設(shè)備、石油煉制企業(yè)的催化裂化裝置、有色金屬冶煉企業(yè)都要安裝脫硫設(shè)施，每小時20蒸噸及以上的燃煤鍋爐要實(shí)施脫硫。除循環(huán)流化床鍋爐以外的燃煤機(jī)組均應(yīng)安裝脫硝設(shè)施，新型干法水泥窯要實(shí)施低氮燃燒技術(shù)改造并安裝脫硝設(shè)施。燃煤鍋爐和工業(yè)窯爐現(xiàn)有除塵設(shè)施要實(shí)施升級改造”。

為了落實(shí)《大氣污染防治行動計劃》，為燃煤電廠鍋爐除塵設(shè)施的升級改造提供依據(jù)，2013年10月11日至18日，由中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會袋式除塵委員會組織，對國內(nèi)10個典型燃煤電廠袋式除塵技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)查。這些電廠分別位于我國東部、中部和北部地區(qū)，其中既有主力電廠，也有熱電廠；既有數(shù)十年的老廠，也有近年新建的電廠。其機(jī)組的裝機(jī)容量分別為：135MW、220MW、320MW、630MW、1000MW。

調(diào)查電廠涉及的袋式除塵器總計28臺。其類型既有純袋式除塵器，也有電袋除塵器；清灰皆為脈沖噴吹方式，其中既有行噴吹，也有回轉(zhuǎn)噴吹；除塵器既有新建的，也有電改袋的。有的電廠同時擁有純袋式除塵器和電袋除塵器。

濾袋材質(zhì)有：PPS/PPS、PPS + P84/PPS、PPS/PTFE、PPS + PTFE/PTFE，表層PTFE浸漬滲膜處理。

2 袋式除塵器運(yùn)行情況

2.1 出口煙塵濃度

被調(diào)研10個電廠的袋式除塵器出口煙塵濃度見表1。數(shù)據(jù)表明，28臺設(shè)備的出口煙塵濃度全部低于30mg/Nm3，其中19臺低于20mg/Nm3，占總數(shù)的67.8%；6臺低于10mg/Nm3，占總數(shù)的21.4%。除塵效果見圖1。

表1 袋式除塵器出口煙塵濃度

圖1 除塵效果

2.2 袋式除塵器阻力

被調(diào)研10個電廠的袋式除塵器阻力見表2。數(shù)據(jù)表明，被調(diào)查袋式除塵器的阻力全部低于1200Pa，其中20臺的阻力低于1000Pa，占總數(shù)的71.4%。部分電廠的袋式除塵器系統(tǒng)畫面見圖2。

2.3 濾袋使用壽命

被調(diào)研10個電廠的袋式除塵器濾袋使用壽命情況見表3。

從表3可以看出，濾袋使用壽命超過52個月的除塵器有11臺（占總數(shù)的39.3%），其中使用時間最長的3臺分別為92、90和85個月，還有兩臺的濾袋壽命為60個月；另有4臺除塵器的濾袋已經(jīng)使用了52～57個月，現(xiàn)在仍在使用。此外，有15臺除塵器投運(yùn)時間還未達(dá)到4年，濾袋在正常使用，壽命尚在積累，其中兩臺已分別使用36個月和40個月。28臺除塵器中，濾袋早期失效的有2臺（占7.1%），其中1臺因機(jī)組反復(fù)停機(jī)和啟動而導(dǎo)致糊袋，至42個月時將濾袋更換；另1臺是由于燃用高硫煤，煙氣中SOx的濃度高達(dá)4000～5000mg/Nm3，最高為6000～8000mg/Nm3，濾袋因腐蝕而失去強(qiáng)度，后通過合理調(diào)配燃煤含硫量，改變?yōu)V料結(jié)構(gòu)，問題得以妥善解決。

圖2 部分電廠袋式除塵器控制畫面

表2 被調(diào)研10個電廠的袋式除塵器阻力

表3 被調(diào)研電廠袋式除塵器濾袋使用壽命情況

2.4 除塵器電耗及運(yùn)行費(fèi)用

（1）WG電廠

1#機(jī)組除塵器電改袋后，系統(tǒng)裝機(jī)容量減少313kW，計算用電負(fù)荷減少350kVA。

（2）SZ電廠

原電除塵器每臺的年電費(fèi)約522萬元，改造后袋式除塵器每臺的年電費(fèi)約302萬元，每年可節(jié)省電費(fèi)220萬元左右。

在正常運(yùn)行條件下，每臺電除塵器每年平均維護(hù)費(fèi)約為100萬元，而每臺袋式除塵器每年平均維護(hù)費(fèi)約為250萬元，因此電改袋后每年增加維護(hù)費(fèi)用約150萬元。

（3）ZC電廠

袋式除塵器的電耗顯著低于電除塵器，三年后累計節(jié)省的電費(fèi)足夠更換濾袋之用。

（4）XL電廠

與原電除塵器比較，一個機(jī)組的袋式除塵器裝機(jī)總功率為169kW，原電除塵器為1250kW。

（5）XB電廠

電耗方面，將電改袋時為脫硝預(yù)留的風(fēng)機(jī)全壓包括在內(nèi)，結(jié)果仍是袋除塵比電除塵稍低。

（6）SJ電廠

就五電場電除塵器而言，電改袋后，每臺除塵器每年降低電耗500萬～600萬度（從功率表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計而得）。

2.5 維護(hù)管理工作量

（1）ZC電廠

袋式除塵器的維護(hù)管理工作量比電除塵器小很多，電除塵器的極板會積灰，需人員進(jìn)入電場清理，且每次清理通常需數(shù)日。

（2）XL電廠

原電除塵器每臺有振打等機(jī)構(gòu)眾多，維護(hù)工作量相當(dāng)大。袋式除塵器僅需關(guān)注脈沖閥的大、小膜片，且可在不停機(jī)的狀態(tài)下檢查和更換。

（3）XB電廠

廠方認(rèn)為，袋式除塵器運(yùn)行簡單、工作量小，而電除塵器運(yùn)行中的維護(hù)工作量大很多，例如：極線中斷，極線掛在極板上導(dǎo)致短路；極板變形等，需要人員進(jìn)入除塵器處理。平均每臺除塵器每年需要處理1次。

（4）JS電廠

袋式除塵器的維護(hù)工作量很小，從未因袋式除塵器的原因而影響機(jī)組的運(yùn)行。

2.6 對后續(xù)脫硫裝置的影響及脫汞效果

（1）WG電廠

采用電除塵器時，進(jìn)入脫硫裝置的煙氣含塵濃度高，約3個月就需對GGH進(jìn)行清理；電改袋后，GGH不堵塞。

2011年3月經(jīng)中國環(huán)境科學(xué)研究院實(shí)測，1#機(jī)組袋式除塵器出口汞排放濃度5.96μg/Nm3，脫汞效率為72.55%。

（2）TJ電廠

仍采用電除塵器的6#機(jī)組GGH經(jīng)常堵塞，每隔2～3個月便需停機(jī)清理，每次需2天。除霧器阻力100Pa，最高達(dá)到300Pa。該廠5#機(jī)組由于改為電袋除塵器，脫硫裝置除霧器阻力為64Pa（未設(shè)GGH）。

（3）XB電廠

采用電除塵器時進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的粉塵量大，為保證脫硫效率，需要經(jīng)常置換漿液，且“石膏雨”嚴(yán)重。電改袋后，漿液不需要置換，煙囪出口僅排出雨霧。

（4）SJ電廠

全廠3套脫硫裝置（1#和2#機(jī)組共用一套），由于上游改用袋式除塵器而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，最長的已運(yùn)行12年，從未出現(xiàn)“石膏雨”。

（5）JS電廠

由于除塵器效果好，煙囪出口不存在“石膏雨”。引風(fēng)機(jī)葉片也未出現(xiàn)動平衡問題，僅在大修期間對葉片補(bǔ)焊一次。而采用電除塵器的其他電廠，有的風(fēng)機(jī)葉片磨損嚴(yán)重（如刀片一樣），在一個大修期內(nèi)，葉輪補(bǔ)焊數(shù)次。

2.7 燃煤電廠對袋式除塵技術(shù)的認(rèn)識和貢獻(xiàn)

（1）TC電廠

2012年大修期間進(jìn)行了電改袋。在確定方案的過程中，對電袋、純袋、旋轉(zhuǎn)電極、低低溫等技術(shù)進(jìn)行評估，最后確定采用電袋除塵器。

（2）TJ電廠

除塵改造方案制定時，走訪了10個電廠，考察了有關(guān)的除塵技術(shù)。得出結(jié)論：電除塵器（包括新技術(shù)）都難穩(wěn)定達(dá)到煙塵排放濃度≤30mg/Nm3。

電廠對環(huán)保設(shè)施管理很重視。對環(huán)保設(shè)施建立專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理，其中，管理人員2人，值班10人，檢修10人。對于爆管等可能出現(xiàn)的突發(fā)情況都有預(yù)案，對鍋爐每根管都打了鋼號，落實(shí)到人，若檢查不到位而出現(xiàn)爆管，便將受罰，不出問題則受獎。自2009年至今未曾出現(xiàn)爆管。同時對于排灰不暢、保溫缺陷等問題也都及時處理。TJ電廠正在努力爭取對該廠6#機(jī)組電除塵器采用電袋方案進(jìn)行改造。

（3）ZC電廠

設(shè)有專班負(fù)責(zé)除塵和脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行和管理。

（4）XL電廠

設(shè)有專班，分別負(fù)責(zé)除塵系統(tǒng)的運(yùn)行、管理和檢修。

（5）YZ電廠

燃用新密貧煤，超低硫、高比電阻。一期2×300MW機(jī)組配設(shè)五電場電除塵器，排放濃度高達(dá)300mg/Nm3，4～5電場灰斗內(nèi)幾乎無收下塵。為此，在籌建二期2×1000MW機(jī)組時，為確保穩(wěn)定達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)限值30mg/Nm3，經(jīng)多方案比選，最終采用分區(qū)組合型電袋除塵器，經(jīng)實(shí)施后，取得良好效果。

（6）SJ電廠

在管理方面注意了壓氣除水；噴吹壓力控制在0.25M～0.3MPa范圍內(nèi)，不追求過低的壓差（小于800Pa），以減少噴吹次數(shù)，并確保低濃度排放；重視對制造、安裝環(huán)節(jié)的監(jiān)控，對濾袋及框架的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)；對花板的加工進(jìn)行監(jiān)造；對安裝全過程現(xiàn)場監(jiān)督，例如：不允許以利器對濾袋進(jìn)行開包等。有檢修隊伍，無論何種工序都全程介入、跟蹤了解，包括各種細(xì)節(jié)，并注意總結(jié)。運(yùn)行中，停機(jī)三天就要徹底清灰，再次啟動時必須預(yù)涂灰。對工程質(zhì)量實(shí)行車間、檢修公司、管理部門三級驗(yàn)收。當(dāng)有停機(jī)的機(jī)會時，一定對濾袋進(jìn)行檢查，定期抽檢濾袋測試參數(shù)。該集團(tuán)規(guī)定，當(dāng)煙氣溫度為170℃時，鍋爐減負(fù)荷；達(dá)到180℃時，鍋爐滅火。

2#除塵器的旁路原采用風(fēng)機(jī)保持氣密，電廠自行將風(fēng)機(jī)停運(yùn)，僅靠提升閥的閥板與閥座密封墊之間保持密封。為了確保密封效果，利用春、秋兩季停機(jī)的時間對旁路閥進(jìn)行檢查和加強(qiáng)密封，對結(jié)合面的間隙用塞尺檢驗(yàn)。

（7）JS電廠

曾出現(xiàn)鍋爐泄漏（爆管），一旦出現(xiàn)，立即停機(jī)。該廠可做到在不停機(jī)的條件下中斷一個通道，方便進(jìn)入檢修和處理個別漏袋。

3 調(diào)研小結(jié)

（1）袋式除塵技術(shù)能夠有效控制燃煤電廠的煙塵排放，這種良好效果可以長年保持，出口煙塵濃度不但低于新的排放限值，而且能夠滿足今后可能頒布的更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，袋式除塵必將成為PM2.5控制的主流技術(shù)之一，在火電行業(yè)的PM2.5控制中做出重要貢獻(xiàn)。

（2）自2001年內(nèi)蒙豐泰電廠開創(chuàng)袋式除塵技術(shù)成功應(yīng)用的新局面以來，經(jīng)過十多年的不斷進(jìn)步，袋式除塵器的阻力已顯著降低。被調(diào)研10個電廠28臺設(shè)備的表現(xiàn)證明，袋式除塵器的阻力可以穩(wěn)定控制在1200Pa以下，并且保持這種低阻力長達(dá)數(shù)年。

（3）濾袋破損曾經(jīng)是令人擔(dān)心的問題，但隨著袋式除塵技術(shù)的進(jìn)步和濾料制造水平和質(zhì)量的提高，以及電廠對袋式除塵技術(shù)認(rèn)識的深化和維護(hù)管理的規(guī)范化，使這一問題不再令人擔(dān)心。10個電廠28臺袋式除塵器中，濾袋壽命超過4年的占39.3%，其中不少除塵器的濾袋創(chuàng)紀(jì)錄地使用了85～92個月；機(jī)組投運(yùn)未超過4年、濾袋在正常使用的占53.6%。只有兩臺除塵器的濾袋早期失效，其原因是：一個機(jī)組頻繁啟停導(dǎo)致糊袋；另一個機(jī)組燃用高硫煤引發(fā)濾袋腐蝕。

（4）10個電廠的經(jīng)驗(yàn)證明，袋式除塵器的能耗不比電除塵器高。采用袋式除塵器后，雖因阻力大于電除塵器而增加了引風(fēng)機(jī)的電耗，但省去了電場高、低壓供電的電耗。10個電廠從應(yīng)用實(shí)踐得出結(jié)論：就三電場電除塵器而言，袋式除塵器的電耗與之基本持平；而與四電場以上的電除塵器相比，則袋式除塵器的電耗顯著降低。

（5）一些電場曾經(jīng)擔(dān)心袋式除塵器的維護(hù)檢修工作量大。10個電廠的應(yīng)用實(shí)踐證明，只要袋式除塵器濾料正常使用壽命達(dá)到電廠要求的3～4年，其維護(hù)管理工作量比電除塵器小得多。

（6）袋式除塵器的應(yīng)用有利于后續(xù)脫硫裝置的運(yùn)行。進(jìn)入脫硫裝置的煙塵量大幅度減少，不但有利于提高脫硫效率，也避免或減緩了脫硫裝置的堵塞現(xiàn)象。一些電廠三個月清理一次GGH和除霧器的情況，在改用袋式除塵器后已不復(fù)存在。

（7）電力行業(yè)對袋式除塵技術(shù)的認(rèn)識在不斷深化，對袋式除塵系統(tǒng)的重視程度顯著提高，對袋式除塵系統(tǒng)的管理顯著加強(qiáng)，這是袋式除塵系統(tǒng)能夠長期正常運(yùn)行的重要因素。眾多電廠對袋式除塵技術(shù)的推廣應(yīng)用作出了積極的貢獻(xiàn)。這也說明袋式除塵器技術(shù)的確給電廠帶來實(shí)實(shí)在在的效益。

（8）袋式除塵技術(shù)應(yīng)當(dāng)而且能夠與電除塵技術(shù)一道，在火電行業(yè)普遍推廣應(yīng)用，為火電行業(yè)的節(jié)能減排和PM2.5治理作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。