電袋復(fù)合除塵器在電廠除塵器改造中的應(yīng)用

瞿曉燕

（上海袋式除塵配件有限公司，上海 200241）

電袋復(fù)合除塵器在電廠除塵器改造中的應(yīng)用

瞿曉燕

（上海袋式除塵配件有限公司，上海 200241）

為滿足新環(huán)保排放要求，某發(fā)電廠2×315MW燃煤發(fā)電機(jī)組靜電除塵器改造為電袋復(fù)合除塵器，文章介紹了該改造方案、關(guān)鍵技術(shù)、運(yùn)行情況及注意事項(xiàng)，性能測(cè)試結(jié)果表明，該電袋復(fù)合除塵器的改造效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

電袋復(fù)合除塵器；電廠除塵改造；氣流分布；分區(qū)供氣

1 引言

燃煤發(fā)電目前仍是我國發(fā)電行業(yè)的主要構(gòu)成，發(fā)電過程中產(chǎn)生的污染物主要有煙塵、SO2和NOx等。2011年7月，國家環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011），對(duì)火電廠污染物排放限值做了進(jìn)一步嚴(yán)格限制，一般地區(qū)煙塵排放限值為30mg/Nm3、重點(diǎn)地區(qū)煙塵排放限值為20mg/Nm3。隨著人們對(duì)環(huán)保的要求越來越高，對(duì)于超凈排放煙塵的限值要求在5mg/Nm3以下。靜電除塵器在火力發(fā)電廠的煙塵治理中占主導(dǎo)地位，占總裝機(jī)容量的95%以上，但靜電除塵器對(duì)于比電阻較高的粉塵收集效率較低，必須進(jìn)行提效改造才能滿足環(huán)保排放要求。

對(duì)于老舊發(fā)電廠，采用增加原有靜電除塵器的收塵面積和電場(chǎng)數(shù)量等提效方式，因受到場(chǎng)地限制而無法實(shí)施，且增加收塵面積和電場(chǎng)數(shù)量均會(huì)提高設(shè)備的運(yùn)行成本，且對(duì)于PM10以下粉塵的收塵效率也不高。布袋除塵器的排放濃度低，且不受煤質(zhì)、鍋爐負(fù)荷、煙氣量、比電阻和粒徑等因素的影響，但對(duì)煙氣露點(diǎn)、煙氣溫度等有較高的要求。在鍋爐煙氣溫度異常、煙氣含氧量及濕度變化較大時(shí)，會(huì)直接影響濾袋的使用壽命，同時(shí)除塵器的運(yùn)行阻力也較高。

電袋復(fù)合除塵器同時(shí)具備電除塵和布袋除塵器的特點(diǎn)，前級(jí)靜電電場(chǎng)預(yù)收煙氣中80%～95%的粉塵，使得后級(jí)濾袋的粉塵負(fù)荷量大幅降低，電袋復(fù)合除塵器的運(yùn)行阻力比純布袋除塵器的運(yùn)行阻力約低500Pa。同時(shí)由于前級(jí)電場(chǎng)粉塵荷電效應(yīng)，后級(jí)濾料表面的粉塵層呈蓬松狀，可確保每次清灰的效果，延長濾料的清灰周期，減少濾袋的清灰次數(shù)，降低清灰壓縮空氣耗量，延長濾袋的使用壽命。因此，電袋復(fù)合除塵器是除塵改造的最佳選擇。

本文針對(duì)某發(fā)電廠2×315MW機(jī)組靜電除塵器改造為電袋復(fù)合除塵器項(xiàng)目，介紹了電袋復(fù)合除塵器的改造方案、關(guān)鍵技術(shù)、運(yùn)行情況及注意事項(xiàng)。

2 項(xiàng)目概況

某發(fā)電廠現(xiàn)有2臺(tái)315MW機(jī)組，分別配套兩臺(tái)有效流通面積為270m2的雙室四電場(chǎng)靜電除塵器，型號(hào)為2F270-4，除塵器陽極板型式為480C，陰極線前三電場(chǎng)采用RS芒刺線、四電場(chǎng)采用不銹鋼螺旋線。

該除塵器的原設(shè)計(jì)參數(shù)見表1；兩臺(tái)機(jī)組燃煤采用當(dāng)?shù)孛?，其主要成分與特性、灰渣成分見表2、表3。

表1 除塵器原設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 燃煤成分與特性表（設(shè)計(jì)煤種）

表3 灰渣成分（設(shè)計(jì)煤種）

經(jīng)當(dāng)?shù)啬抄h(huán)境監(jiān)測(cè)站進(jìn)行的性能摸底試驗(yàn)，顯示該兩臺(tái)爐的最大煙塵排放濃度均在270mg/Nm3以上，遠(yuǎn)超國家規(guī)定的環(huán)保排放限值，必須進(jìn)行整改。

3 電袋復(fù)合除塵器改造方案

3.1 改造方案

將原電除塵器改為電袋復(fù)合除塵器，改造方案在原有電除塵器的基礎(chǔ)上進(jìn)行，保留原有進(jìn)出口喇叭口、灰斗、殼體，并進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度荷載核算、補(bǔ)強(qiáng)和檢修。

保留原有第一電場(chǎng)并進(jìn)行大修，損壞的陰陽極及振打系統(tǒng)如有損壞需進(jìn)行更換；拆除第二、三、四電場(chǎng)的所有內(nèi)件，在其內(nèi)布置濾袋及清灰系統(tǒng)；袋區(qū)設(shè)計(jì)高凈氣室，凈氣室內(nèi)部高度為4.5m，滿足濾袋、袋籠的拆裝要求；在入口煙道設(shè)置預(yù)噴涂裝置，用于鍋爐啟動(dòng)及投油穩(wěn)燃時(shí)借助灰罐車噴入粉煤灰以保護(hù)布袋。

結(jié)合電袋復(fù)合除塵器特點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，重新設(shè)計(jì)除塵器氣流均布裝置。除塵器不設(shè)置旁路煙道，同時(shí)在除塵器的進(jìn)、出口煙道上增加電動(dòng)擋板門，可實(shí)現(xiàn)除塵器的在線檢修功能。同步進(jìn)行除塵器PLC控制系統(tǒng)的配套改造。改造后保證除塵器出口煙塵濃度≤30mg/Nm3。改造后的電袋復(fù)合除塵器示意圖見下圖。

改造后電袋復(fù)合除塵器示意圖

3.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)（見表4）

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 氣流分布

電袋復(fù)合除塵器結(jié)合了靜電除塵和布袋除塵兩種除塵方式，除塵器內(nèi)部的氣流分布不同于常規(guī)靜電除塵器和布袋除塵器，既要使電區(qū)橫截面上氣流分布均勻，又要使袋區(qū)的氣流形成上小下大的氣流分布趨勢(shì)，保證電區(qū)的預(yù)除塵效率和袋區(qū)濾袋的過濾負(fù)荷均勻以延長濾袋的使用壽命。因此，電袋復(fù)合除塵器的氣流分布是非常關(guān)鍵的技術(shù)。

設(shè)計(jì)時(shí)，借助計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)，優(yōu)化氣流均布方案。通過在除塵器進(jìn)口喇叭上設(shè)置3層不同開孔率均布板，以實(shí)現(xiàn)電袋復(fù)合除塵器的氣流均布設(shè)計(jì)要求。該電袋復(fù)合除塵改造根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，在電區(qū)和袋區(qū)間不設(shè)置氣流分布孔板，但在設(shè)計(jì)中留出一定緩沖空間，防止氣流沖刷第一排布袋。

此外，后級(jí)3個(gè)袋區(qū)采用高低錯(cuò)層布置，也有助于袋區(qū)濾袋氣流分布及使得各個(gè)濾袋的過濾負(fù)荷均勻，避免濾袋局部磨損、延長濾袋使用壽命。

表4 改造后電袋復(fù)合除塵器主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

4.2 清灰系統(tǒng)分區(qū)供氣設(shè)計(jì)

由于原靜電除塵器殼體外形尺寸所限，同時(shí)考慮到單只脈沖閥的有效噴吹清灰布袋數(shù)量及布袋面積，改造后袋區(qū)單通道沿氣流方向清灰氣包采用外側(cè)布置在殼體側(cè)部、內(nèi)側(cè)布置在殼體外屋頂頂部的型式。改造袋區(qū)設(shè)計(jì)為高凈氣室式，凈氣室內(nèi)部高度最低處為4.5m，這使得布置在外屋頂頂部的清灰氣包所帶噴吹立管高度最長達(dá)6.8m，而布置在殼體側(cè)部的清灰氣包所帶噴吹立管高度僅為0.8m，兩種噴吹氣流的阻力消耗不同。要使得布袋底部達(dá)到一樣的清灰壓力，則需對(duì)兩種不同布置高度的氣包提供不同壓力的壓縮空氣。

在設(shè)計(jì)時(shí)，除塵器就地儲(chǔ)氣罐出口引出兩路供氣管道，所供壓縮空氣經(jīng)過兩只減壓閥減壓為不同壓力后分別提供給側(cè)部布置氣包和頂部布置氣包，用于不同高度噴吹立管的脈沖清灰氣源需要。通過對(duì)管路阻力損失的計(jì)算，設(shè)定兩者不同高度的氣包清灰氣源壓力相差約0.1MPa，即側(cè)部布置氣包設(shè)定供氣氣源壓力為0.3MPa、頂部布置氣包設(shè)定供氣氣源壓力為0.4MPa。

4.3 濾袋技術(shù)

作為電袋復(fù)合除塵器袋區(qū)的核心部件，濾袋材質(zhì)的選擇直接關(guān)系到除塵器性能排放指標(biāo)。根據(jù)該除塵器進(jìn)口煙氣特性，結(jié)合類似項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，該除塵器選用濾料的主要技術(shù)參數(shù)見表5。

表5 濾料主要技術(shù)參數(shù)

5 運(yùn)行情況及注意事項(xiàng)

5.1 運(yùn)行情況

改造完成投運(yùn)后，性能檢測(cè)結(jié)果顯示：1#、2#機(jī)組的除塵器出口煙氣排放濃度均低于10mg/Nm3，除塵器阻力均在600Pa左右。該項(xiàng)目改造達(dá)到了各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，滿足了環(huán)保排放要求。

5.2 運(yùn)行注意事項(xiàng)

此次改造除塵器不設(shè)置旁路煙道，在投油點(diǎn)爐及穩(wěn)燃、煙氣超溫、鍋爐爆管等狀況下，不能通過切換旁路對(duì)布袋進(jìn)行保護(hù)。因此，在除塵器運(yùn)行過程中，需更加關(guān)注運(yùn)行參數(shù)，嚴(yán)格按照設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行操作，避免對(duì)布袋的正常使用造成影響。

（1）燃油保護(hù)措施：在鍋爐啟動(dòng)前，對(duì)布袋進(jìn)行預(yù)涂灰處理。全投油時(shí)，不得啟動(dòng)噴吹清灰系統(tǒng)。在鍋爐低負(fù)荷投油穩(wěn)燃時(shí)，延長濾袋的清灰周期，確保濾袋表面始終存在一定厚度的粉塵保護(hù)層，防止糊袋。

（2）超溫保護(hù)措施：在鍋爐煙氣溫度超過180℃時(shí)，應(yīng)通過降低負(fù)荷，調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)配比等措施使得排煙溫度降低；當(dāng)溫度持續(xù)超過200℃時(shí)，應(yīng)馬上采取緊急停爐、關(guān)閉除塵器進(jìn)、出口閥門等事故處理措施，以保護(hù)濾袋。

（3）鍋爐爆管應(yīng)對(duì)措施：在除塵器進(jìn)口煙道設(shè)置有溫度和濕度檢測(cè)裝置，當(dāng)鍋爐發(fā)生爐管爆裂時(shí)，除塵器PLC控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，停止清灰以確保濾袋上面有相當(dāng)厚度的粉塵層，加快濾袋表面的灰層形成速度，從而隔絕濕煙氣直接與濾袋表面接觸。如果煙氣溫度降低或煙氣濕度增加到一定值，PLC會(huì)再次發(fā)出報(bào)警，提醒運(yùn)行人員考慮立即停爐或采取其它措施。

6 結(jié)語

（1）電袋復(fù)合除塵器在該發(fā)電廠2×315MW燃煤機(jī)組電除塵改造中，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)，得到了成功應(yīng)用。但在后期運(yùn)行過程中，對(duì)鍋爐的運(yùn)行工況以及操作人員的運(yùn)行水平要求較高。

（2）電袋復(fù)合除塵器氣流分布計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)是保證設(shè)備低阻力、高效率、長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

（3）由于電袋復(fù)合除塵器在PM2.5細(xì)微粉塵過濾和煙氣脫汞等方面具有優(yōu)勢(shì)，因此，隨著今后環(huán)保要求的更加嚴(yán)格，電袋復(fù)合除塵器在超低排放除塵市場(chǎng)中將會(huì)逐漸擴(kuò)大占有率。

Application of Electrical Bag Composite Precipitator in Precipitator Reform of Power Plant

QU Xiao-yan
(Shanghai Bag Filtration Equipment Co., Ltd, Shanghai 200241, China)

In order to meet the requirement of new environmental protection emission, the electrostatic precipitator of the coal-fired power generating set in a certain power plant with 2×315MW is reformed into the electrical bag composite precipitator. The paper introduces the reform program, key technology, operation situation and attention matters, and after reform, the performance test result shows that the reform effect of the electrical bag composite precipitator meets the designing demand.

electrical bag composite precipitator; precipitator reform of powerp plant; airflow; gas supply of subarea

X701

A

1006-5377（2017）04-0036-04