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重力慣性袋式復(fù)合除塵技術(shù)

顧建清

（江蘇新中環(huán)保股份有限公司，江蘇 張家港 215600）

摘 要:介紹了重力慣性袋式復(fù)合除塵器的機(jī)理，以及復(fù)合式除塵器在電力行業(yè)大型燃煤機(jī)組煙氣治理應(yīng)用中的突破。新除塵方式綜合了重力慣性除塵和布袋除塵的收塵優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)前級(jí)重力慣性捕集大量顆粒粉塵，再通過(guò)后級(jí)布袋除塵捕集細(xì)微粉塵，實(shí)現(xiàn)了重力慣性除塵和布袋除塵有機(jī)結(jié)合的構(gòu)思，是一項(xiàng)復(fù)合除塵創(chuàng)新技術(shù)。

關(guān)鍵詞:重力慣性除塵；布袋除塵；復(fù)合除塵技術(shù)；經(jīng)濟(jì)高效

1　前言

目前，我國(guó)的電力結(jié)構(gòu)以燃煤發(fā)電為主，大量燃煤煙塵排放造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，特別是其中的可吸入粉塵，對(duì)人類健康造成了長(zhǎng)期持續(xù)的危害。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的燃煤電廠中，鍋爐配套的除塵設(shè)備以靜電除塵器為主，截至2013年底仍占總?cè)萘康?0%左右。隨著國(guó)家發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》及新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（其中規(guī)定：自2014年7月1日起現(xiàn)有火力發(fā)電鍋爐煙塵排放濃度≤30mg/Nm3，重點(diǎn)地區(qū)≤20mg/Nm3）的出臺(tái)實(shí)施。原靜電除塵設(shè)備已不能達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此提高除塵技術(shù)，減少煙塵排放，大量靜電除塵器改造勢(shì)在必然。

本文介紹的重力慣性袋式復(fù)合除塵器以其簡(jiǎn)潔獨(dú)特的構(gòu)造，充分發(fā)揮了重力慣性除塵和布袋除塵的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)有效克服了電袋復(fù)合除塵的氣流均布問(wèn)題。該復(fù)合除塵方式大大提高了整機(jī)的綜合除塵性能，是繼電袋復(fù)合除塵技術(shù)之后，又一項(xiàng)成功開發(fā)應(yīng)用、更經(jīng)濟(jì)的高效復(fù)合除塵技術(shù)，是當(dāng)前工業(yè)煙氣治理的先進(jìn)技術(shù)之一。

2　電除塵器存在的問(wèn)題

電除塵器的原理是利用高壓電場(chǎng)使浮游在氣體中的粉塵顆粒荷電，并在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下做定向運(yùn)動(dòng)，從而從氣體中分離出來(lái)。其特點(diǎn)為：

（1）電除塵器本體壓力損失小，一般小于200Pa，最大350 Pa；

（2）單機(jī)處理煙氣量大；

（3）耐高溫，可在400℃以下運(yùn)行（特殊設(shè)計(jì)）；

（4）主要部件使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便。

電除塵器的主要缺點(diǎn)為：

（1）除塵性能受粉塵物理和化學(xué)特性影響很大，對(duì)于高比阻粉塵、細(xì)微粉塵及高黏性粉塵等應(yīng)用效果不理想；

（2）常規(guī)電除塵捕集細(xì)微粒子能力較低，對(duì)于小于10微米（PM10）的塵粒，其捕集率為60%左右，而對(duì)于PM2.5的微塵，其捕集率更低。

3　電袋復(fù)合除塵器存在的問(wèn)題

電袋復(fù)合除塵器通過(guò)近幾年的推廣應(yīng)用是目前比較成熟的除塵復(fù)合技術(shù)之一，但也存在不足：

（1）氣流分布較難滿足要求。靜電除塵器和袋式除塵器不是簡(jiǎn)單的結(jié)合，氣流均布影響電除塵效率，也會(huì)影響濾袋的使用壽命，大型電除塵的最佳方式是煙氣流動(dòng)平進(jìn)平出，而袋式除塵器的最佳方式是下進(jìn)風(fēng)。所以電袋除塵器的氣流分布問(wèn)題尚待深入分析研究；

（2）運(yùn)行檢修維護(hù)費(fèi)用高，濾袋平均在3年左右需全部更換；

（3）對(duì)鍋爐運(yùn)行煙氣的濕度及含氧量要求高：煙氣中的含水含油量大時(shí)易糊袋。煙氣中過(guò)高的氧含量隨著濃度增高、溫度上升、作用時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)使濾料的強(qiáng)度降低較快，進(jìn)而會(huì)減少其使用壽命；

（4）濾袋破損日常維護(hù)更換困難，在線檢修、更換濾袋的環(huán)境惡劣，對(duì)檢修人員的人身安全保障困難；

（5）荷電粉塵對(duì)布袋除塵的影響問(wèn)題，也值得研究。

4　重力慣性袋式復(fù)合除塵器的技術(shù)路線

4.1 技術(shù)路線

國(guó)內(nèi)企業(yè)早在2010年就提出了將重力慣性塵與布袋除塵的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合為重力慣性袋式復(fù)合除塵器的構(gòu)思：充分利用重力慣性除塵器適合處理大煙氣量，最大限度發(fā)揮其特長(zhǎng)，在新型除塵器中一級(jí)布置為重力慣性除塵，在大量粉塵被一級(jí)重力慣性除塵器捕集后，二級(jí)采用攔截式的高效布袋除塵器，此時(shí)濾袋的粉塵負(fù)荷已大大降低，阻力減少、清灰周期延長(zhǎng)，布袋除塵器的缺點(diǎn)被彌補(bǔ)，而布袋除塵的高效率、對(duì)粉塵特性要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)得到了發(fā)揮。

槽型擋板在對(duì)煙氣起到慣性除塵作用外，還對(duì)煙氣進(jìn)行了再次分配，約20%的少量煙氣水平進(jìn)入袋除塵室，側(cè)向與濾袋接觸；約80%的大量煙氣被折轉(zhuǎn)向下引導(dǎo)至二級(jí)低壓脈沖布袋除塵室的底部，使煙氣從濾袋底部空間向上抬升，透過(guò)濾袋完成粉塵捕集后進(jìn)入到高凈氣室，再通過(guò)出口管排出。實(shí)現(xiàn)布袋除塵最理想的除塵方式，達(dá)到最佳的除塵效果。

新型除塵器的布置方式、占地位置應(yīng)與常規(guī)除塵方式相當(dāng)，設(shè)備的性能價(jià)格比應(yīng)當(dāng)?shù)玫教岣摺?/p>

新型除塵器的除塵效率等性能指標(biāo)有明顯的優(yōu)勢(shì)，并保證做到了長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效運(yùn)行、檢修維護(hù)工作量小、運(yùn)行費(fèi)用低。

4.2 除塵機(jī)理

由于重力慣性除塵收集粉塵總量的40%～70%，大大降低了煙氣中粉塵的負(fù)荷，煙氣中大量的顆粒粉塵得以去除，減少煙氣中的顆粒粉塵對(duì)布袋的直接沖刷，有效避免了對(duì)布袋的損害，延長(zhǎng)了布袋的使用壽命。濾袋的負(fù)荷減輕加上槽型擋板對(duì)煙氣的分配導(dǎo)流，大大提高了濾袋除塵效率。

4.3 應(yīng)用實(shí)踐

2010年國(guó)內(nèi)推出了第一臺(tái)重力慣性袋式復(fù)合式除塵器，并在鄭州裕300MW機(jī)組電站鍋爐除塵改造工程中成功投入工業(yè)運(yùn)行。2012年，這種新型除塵器應(yīng)用于沙洲電力630MW機(jī)組電站鍋爐除塵改造工程，突破了電力行業(yè)600MW以上機(jī)組的實(shí)例，使這一技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐領(lǐng)域不斷拓寬。

5　在電力行業(yè)600MW以上機(jī)組電站鍋爐除塵改造工程的應(yīng)用

5.1 在電力行業(yè)應(yīng)用技術(shù)上應(yīng)解決的主要問(wèn)題

（1）有效減輕濾袋負(fù)荷，提高布袋運(yùn)行效率，進(jìn)一步降低出口排放；

（2）減少大顆粒粉塵對(duì)布袋的直接沖刷，降低布袋破損，有效延長(zhǎng)布袋的使用壽命；

（3）處理好氣流分布問(wèn)題，確保布袋最佳的運(yùn)行功效，提高除塵效率；

（4）解決不停機(jī)檢修的問(wèn)題；

（5）克服電袋復(fù)合電暈放電必定會(huì)產(chǎn)生臭氧對(duì)PPS布袋的腐蝕問(wèn)題，因此要解決鍋爐出現(xiàn)各種異常故障時(shí)的濾袋保護(hù)問(wèn)題；

（6）濾袋破損日常維護(hù)更換方便，改善在線檢修、更換濾袋的環(huán)境，保障檢修人員的安全。

5.2 示范項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)例

張家港沙洲電力有限公司處于長(zhǎng)三角地區(qū)，環(huán)保要求高，社會(huì)關(guān)注度高。為達(dá)到排放要求，有效改善周邊的空氣環(huán)境，有效削減煙塵排放，特別是提高對(duì)細(xì)微粉塵PM2.5的去除能力，同時(shí)減少改造時(shí)間，減少投資，業(yè)主張家港沙洲電力有限公司經(jīng)過(guò)多方論證后，決定采用重力慣性袋式復(fù)合除塵器。

該企業(yè)630MW機(jī)組電除塵改造工程的工程參數(shù)為：1）鍋爐類型為SG1913/25.40型超臨界參數(shù)、變壓運(yùn)行、螺旋管圈直流爐；2）鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量1913t/h；3）處理煙氣量214萬(wàn)Nm3/h；4）入口粉塵濃度30g/Nm3；5）原有除塵器為雙室四電場(chǎng)電除塵器；6）除塵器改造目標(biāo)出口粉塵濃度≤20mg/Nm3。

改造方案：

（1）將原電除塵器內(nèi)部的陰極線、陽(yáng)極板及振打裝置等設(shè)備全部拆除，第一電場(chǎng)前端空間改造為重力沉降+擋板慣性除塵室，使一級(jí)除塵達(dá)到40%～70%的效率，第一電場(chǎng)后端部分及其余三個(gè)電場(chǎng)改造成布袋除塵的方式，保留原有進(jìn)口喇叭、灰斗、殼體，僅對(duì)其進(jìn)行修復(fù)并對(duì)出風(fēng)口喇叭進(jìn)行改造；選用先進(jìn)、節(jié)能、環(huán)保的控制系統(tǒng)，具備進(jìn)出口煙氣溫度、濕度、煙氣含氧量、噴吹壓力、濾袋差壓檢測(cè)及除塵器運(yùn)行阻力等運(yùn)行工況監(jiān)控功能。

（2）為異常情況保護(hù)濾袋，在進(jìn)口煙道內(nèi)設(shè)置噴霧降溫方法及設(shè)置預(yù)涂灰裝置。

除塵器主要技術(shù)性能參數(shù)為：1）最大處理煙氣量336萬(wàn)m3/h；2）保證除塵器出口煙塵濃度≤20mg/Nm3；3）除塵器本體總阻力≤1200Pa；4）除塵器本體漏風(fēng)率＜1.5%。

該臺(tái)復(fù)合式除塵器于2013年3月在機(jī)組正式投入運(yùn)行，2013年3月張家港沙洲電力有限公司委托西安熱工研究院有限公司對(duì)除塵器進(jìn)行性能測(cè)試，實(shí)測(cè)600MW負(fù)荷時(shí)出口粉塵排放濃度為17.3mg/Nm3，本體漏風(fēng)率為1.4%，系統(tǒng)阻力為929Pa。運(yùn)行一年后，南京電力設(shè)備質(zhì)量性能檢驗(yàn)中心對(duì)除塵器熱態(tài)性能進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果為：除塵器出口質(zhì)量濃度＜15mg/Nm3，本體漏風(fēng)率為＜1.5%，系統(tǒng)阻力＜1000Pa。復(fù)合式除塵器的運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，阻力在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，除塵效率令人滿意。整個(gè)除塵系統(tǒng)的電耗也比常規(guī)布袋除塵器明顯減少，其綜合性能表明，這種新型除塵設(shè)備具有非常獨(dú)到的特點(diǎn)和應(yīng)用價(jià)值，尤其對(duì)于改造提效優(yōu)勢(shì)明顯。

6　重力慣性袋式復(fù)合除塵器的應(yīng)用前景

重力慣性袋式復(fù)合高效除塵器作為提高除塵效率和有效控制細(xì)微粒子粉塵的新一代節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，顯示出了強(qiáng)大的生命力。隨著環(huán)保要求的提高以及強(qiáng)化細(xì)微粒子控制的要求，新上項(xiàng)目的煙氣治理及相當(dāng)一部分正在運(yùn)行的電除塵器都需要提高除塵效率、減少排放。采用重力慣性袋式復(fù)合除塵技術(shù)，比單純改造成袋式除塵器或電袋復(fù)合除塵設(shè)備具有更好的技術(shù)可靠性及經(jīng)濟(jì)性。尤其對(duì)高比電阻粉塵、低硫煤粉塵及脫硫后的煙氣粉塵的控制，采用重力慣性袋式復(fù)合除塵技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改造更具技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

7　結(jié)語(yǔ)

重力慣性袋式復(fù)合除塵器是一種新型高效率、可靠的除塵器，該產(chǎn)品將重力慣性除塵和布袋除塵兩種成熟技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮了重力慣性除塵在前部能大量收塵及布袋除塵對(duì)粉塵粒度和比電阻不敏感、排放濃度低的優(yōu)點(diǎn)，是能滿足更加嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的新一代除塵設(shè)備。

重力慣性袋式復(fù)合除塵器的結(jié)構(gòu)合理，可完全利用原有設(shè)備，無(wú)須另行擴(kuò)充場(chǎng)地，性能優(yōu)良，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，滿足了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）的要求，并無(wú)二次污染，可應(yīng)用于電力行業(yè)電除塵改造和新建電廠煙氣治理，尤其是對(duì)于老式電除塵器的提效改造更具優(yōu)勢(shì)（基本保持原有占地位置，排放濃度達(dá)到小于20mg/Nm3的標(biāo)準(zhǔn)）。該產(chǎn)品的成功開發(fā)使我國(guó)電力行業(yè)鍋爐煙氣的治理又多了一項(xiàng)新的先進(jìn)治理技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳志偉.多種形式袋式除塵器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與使用分析[G].電站鍋爐袋式除塵器和電袋復(fù)合式除塵器研討交流會(huì)論文集，2009.

Inertia-gravity Bag Compound Filter Technology

GU Jian-qing

(Jiangsu Xinzhong Environmental Protection Co., Ltd, Zhangjiagang Jiangsu 215600, China)

Abstract:The paper introduces the mechanism of the inertia-gravity bag compound filter and its breakthrough applications in smoke-gas treatments of big-sized coal-fired generating sets of the power industry. The new precipitation mode integrates the dust recovery advantages of inertia-gravity filter and bag filter through capturing a large number of dust particulates by inertia-gravity filter before and fine dust by bag filter after. This is a new technology innovation which has realized the organic combination of inertia-gravity filter and bag filter.

Keywords:inertia-gravity filter; bag filter; compound filter technology; economy and high efficiency

文章編號(hào):1006-5377（2015）09-0040-03

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

中圖分類號(hào):X701