火力發(fā)電廠濾袋除塵器節(jié)能發(fā)展趨勢分析

摘 要： 當前，解決大氣環(huán)境污染問題，確保人類身心健康是各國政府關注的焦點，政府提出的超低排放標準，給火電機組除塵技術發(fā)展帶來了嚴峻挑戰(zhàn)和機遇。本文對大型火電廠各除塵器進行安全、技術經(jīng)濟分析對比，依新的煙塵排放標準為準繩；系統(tǒng)分析了火電機組配套各類除塵技術的適用性，重點對濾袋除塵器的節(jié)能發(fā)展進行了分析，對在建或改建火力發(fā)電廠的技術人員有借鑒意義。

關鍵詞：火電機組 袋式除塵器 電袋復合除塵器 反吹清灰

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0299-02

一、 政府部門對火電機組提出更嚴格的新煙塵排放標準

根據(jù)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014--2020年）》的通知發(fā)改能源[2014]2093號文件，2016年中國大唐集團公司下發(fā)《中國大唐集團公司燃煤電廠煙氣污染物超低排放技術改造指導意見》。該意見要求：超低排放技術改造實施后，大氣污染物排放濃度應達到燃氣輪機組排放限值（即在基準氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50mg/m3）。地方政府有更嚴格的排放限值要求時，應執(zhí)行地方排放要求，而且要求火電機組要設計先進的煙氣在線自動連續(xù)監(jiān)測設備，并將煙氣監(jiān)測值及時發(fā)送給環(huán)保部門。

二、幾種典型除塵器的安全、技術經(jīng)濟特點

1.靜電除塵器

1.1靜電除塵技術已經(jīng)有100多年的發(fā)展歷史，因其具有處理煙氣量大、除塵效率高、適應范圍廣、設備阻力低、電耗小、使用簡單、安全可靠性好、受煙溫和煙氣成分的影響小、運行維護費用低且無二次污染等優(yōu)點，早已成為火電行業(yè)煙氣治理的首選產(chǎn)品。目前國內(nèi)燃煤電廠電除塵器的占有率在90%以上。靜電除塵器鋼材用量大、設備費用高、占地面積大、除塵性能受燃煤煤種、飛灰和煙氣性質(zhì)、電除塵的技術狀況、運行條件的影響，其中，煤種和飛灰性質(zhì)對電除塵的除塵性能影響最大。

1.2靜電除塵技術在國內(nèi)外均有很高的占有率，為適應超低排放要求，此技術也不斷創(chuàng)新，例如：旋轉(zhuǎn)電極、微顆粒捕集增效裝置、高頻電源、低溫電除塵、低低溫電除塵等新技術的開發(fā)與應用。值得一提的是，由于濕法脫硫約有60%左右的除塵效率，故燃煤電廠若采用濕法脫硫系統(tǒng)，則除塵設備幾乎均采用電除塵器。采用半干法或干法脫硫的電廠，一般配置袋式除塵器。

2.袋式除塵器

袋式除塵原理很簡單，易理解和掌握、占地面積小、設備費用低、煤種和飛灰成分變化對除塵效果無影響。除塵效率更高而且長期穩(wěn)定，采用分室結(jié)構的能在100%負荷下在線檢修，濾布是本技術的核心部件，其質(zhì)量性能決定除塵設備運行的安全技術經(jīng)濟性能。一般情況下，選擇濾袋應考慮濾布的耐溫、耐腐蝕、耐磨、耐氧化、不易粘灰等技術指標，濾布也是這種除塵器的易損件之一。為降低檢修維護費用，通常在購置濾袋時要嚴格要求濾袋的使用壽命，袋式除塵器的主要缺點是日后的檢修維護量較大，系統(tǒng)壓力損失最大、運行電耗大；易損件更換費用和年運行費用高；對煙氣溫度、煙氣成分較敏感；濾袋壽命短，若使用不當濾袋容易破損并導致排放超標；目前舊濾袋資源化利用率較小，舊濾袋的處理仍是問題。

3.電袋復合除塵器

電袋復合除塵技術是在靜電除塵技術和袋式除塵技術基礎上發(fā)展起來的一種新型的除塵技術，分電袋一體式除塵技術和電袋分體式除塵技術兩大類。它的技術性能基本介于靜電除塵技術和袋式除塵技術之間，主要優(yōu)勢為除塵效果不受煤、飛灰成分的影響，出口煙塵濃度低且穩(wěn)定，近年來，隨著環(huán)保排放標準的提高，由原來的靜電除塵技術改造成電袋復合除塵技術的除塵器也存在好多。

三、新排放標準下濾袋除塵技術革新及節(jié)能特點

火電機組除塵技術革新發(fā)展總體原則是：在滿足基本功能的前提下，優(yōu)化系統(tǒng)設備數(shù)量、優(yōu)化建筑體積結(jié)構、減少和簡化可有可無的設備和系統(tǒng)，同時提高設備的安全可靠性，所有工作的開展以降本增效、節(jié)能減排為前提。常規(guī)濾袋除塵器采用空壓機產(chǎn)生的壓縮空氣進行清灰，即為中高壓脈沖清灰方式，而靜態(tài)反吹旋轉(zhuǎn)清灰濾袋除塵器在清灰方面進行技術創(chuàng)新，現(xiàn)將其特點介紹如下：

1.靜態(tài)反吹旋轉(zhuǎn)清灰濾袋除塵器工作原理

靜態(tài)反吹清灰袋式除塵器有煙氣前處理、過濾、清灰三個主系統(tǒng)?；竟ぷ髁鞒淌沁^濾和清灰，基本工作原理如下：當鍋爐煙氣進入靜態(tài)清灰袋式除塵器的進風口時，先經(jīng)氣流分布板的阻擋和分布，較大的塵粒和未燃盡的煤塵粒被碰撞阻擋，墜入集灰斗；被去除大顆粒的煙氣經(jīng)合理分布后，煙塵被阻留在濾袋外表面，被過濾的氣體穿過濾袋，通過凈氣室由出風口排出。隨著時間的增加，被阻留在濾袋外表面的煙塵也增加，煙塵層增厚，阻力增大。當差壓計測得除塵器阻力增大到上限設定值時，輸出啟動信號，靜態(tài)清灰袋式除塵器獨有的靜態(tài)清灰機構啟動，開始清灰；當差壓計測得除塵器阻力下降到下限設定值時，輸出停機信號，該機構停機，完成清灰工作。

2.靜態(tài)反吹清灰濾袋除塵器節(jié)能技術優(yōu)勢

2.1靜態(tài)反吹清灰濾袋除塵器除塵效率更高，更能滿足新排放標準的要求

綜前所述，靜電除塵器、袋式除塵器和電袋復合除塵器均可達到新標準規(guī)定的煙塵低濃度排放要求。靜態(tài)反吹清灰濾袋除塵技術具備常規(guī)濾袋除塵器的所有優(yōu)點外，還具有自身的許多特點，主要表現(xiàn)在：只要濾布完好，除塵效率會長期穩(wěn)定而且除塵效率更高，再加上濕法脫硫裝置除塵的功效，最終煙囪排放煙塵濃度小于5mg/m3是完全可以實現(xiàn)的。

2.2靜態(tài)反吹清灰濾袋除塵器系統(tǒng)簡單、能耗低、安全技術經(jīng)濟性高

1）清灰采用獨創(chuàng)的環(huán)鏈反吹機構，使清灰系統(tǒng)簡化、用電設備極少，可靠性高，直接利用引風機出口凈化煙氣清灰，清灰氣流壓力低（為3KPa左右），故在清灰時微壓氣流會在濾布與粉塵之間形成氣化層薄膜，氣化層降低了粉塵層與濾布之間的粘附力，粉塵層在自身重力的作用下，以大量的餅、塊形式向下滑落，從而降低大量清灰能耗。

2）靜態(tài)反吹清灰袋式除塵器的濾袋內(nèi)裝有密集度高的袋籠，袋籠將濾布橫向撐平，縱向拉直，這樣在過濾和清灰過程中濾布始終平直無凹陷。在煙速較低時，濾袋表面粉塵重力大于粘附力時，大量的粉塵（50%左右粉塵）會自然滑落實現(xiàn)自然清灰，自動清灰比例明顯高于外濾式脈沖除塵器和其他袋式除塵器的粉塵自然滑落比例，從而降低清灰能耗。

3）靜態(tài)反吹清灰袋式除塵器用引風機出口的煙氣清灰，清灰采用長氣流、壓力低，粉塵受到的沖擊力小，避免了粉塵的二次吸附。

4）靜態(tài)反吹清灰袋式除塵器的反吹清灰時間通常在14秒左右，清灰間隔時間可以達到2小時左右。這個清灰時間間隔相對于脈沖清灰長的多，減少了清灰次數(shù)，而且濾袋相對靜止，無反復周期形變，與袋籠摩擦小，從而提高了濾布壽命。

5）而靜態(tài)清灰除塵技術清灰壓力很低，不會由于局部應力過大造成濾袋的破損，除塵器離線清灰、濾袋分室數(shù)量多，分室數(shù)量達到脈沖袋式除塵器的3倍以上，極大方便了濾袋的檢漏工作。

6）靜態(tài)清灰袋式除塵器用凈化煙氣清灰，它與除塵器內(nèi)的原煙氣有相同的溫度、濕度、含氧量，使濾袋的氧化、酸結(jié)露問題大大降低。

四、濾袋除塵器技術未來節(jié)能發(fā)展趨勢分析

靜態(tài)旋轉(zhuǎn)反吹清灰袋式除塵器是除塵技術的創(chuàng)新產(chǎn)品，已經(jīng)在火電廠中成功應用，該技術產(chǎn)品與其它袋式除塵器比較，具有安全可靠、經(jīng)濟、節(jié)能降耗的顯著特點。在不斷提高的煙塵排放標準下，預計未來袋式除塵器節(jié)能發(fā)展趨勢如下：

1.在對濾袋除塵器進行改造時，還需要從電能消耗以及輔助材料等方面進行綜合考慮，提高濾袋除塵器的節(jié)能性能?？梢詫⑵胀ㄐ问降臑V布替換為具有高通透性的薄膜，以此來減少濾袋阻力，提高煙氣流通的通暢程度。減小了引風機的耗能。

2.清灰是濾袋除塵中的重要環(huán)節(jié)，隨著濾袋除塵器工作時間的延長，濾袋表面的粉塵會逐漸在濾袋表面堆積，此時就需要更多的清灰用氣量來實現(xiàn)清灰目的。通過將空氣進行壓縮，以此來提高空氣對濾袋的壓力，可以對濾袋表面的粉塵造成更大的沖擊，在達到更好除塵效果的同時，可以減少清灰用氣量，以此來降低空壓機運行的能量消耗，實現(xiàn)節(jié)能效果。

3.鍋爐燃燒所產(chǎn)生的煙氣成分比較復雜，包括碳氧化合物、硫化物以及氮氧化合物等多種氣體，需要使用氫氧化鈣藥劑進行化學反應，將其中的有害氣體進行排除。對濾袋除塵器進行改造時，可以使氫氧化鈣與煙氣發(fā)生反應后，剩余部分藥劑停留在濾袋表面，繼續(xù)與鍋爐煙氣發(fā)生反應，直至氫氧化鈣完全反應。這樣可以將整個濾袋看做布袋反應器，提高氫氧化鈣的利用率，減少輔助材料的浪費現(xiàn)象。

結(jié)束語

在新的、更嚴格的煙塵排放標準下，火電機組的除塵裝置必須在原有的技術上進行創(chuàng)新，來滿足新排放標準的要求，結(jié)合電廠的煤質(zhì)條件，選擇合理高效的除塵技術設備，從目前的發(fā)展趨勢來看，靜態(tài)旋轉(zhuǎn)反吹清灰濾袋除塵器技術是近年來的理想環(huán)保產(chǎn)品，符合國家政府環(huán)保政策的要求，值得大力推廣和進一步技術革新。

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作者簡介：俞天存，（1978-），男，青海樂都人，本科、工程師，1999年參加工作，長期從事火力發(fā)電廠熱能動力專業(yè)相關工作。