超凈電袋除塵技術(shù)的研究與應(yīng)用

李芳波

（神華國(guó)華永州發(fā)電廠，湖南 永州 425000）

超凈電袋除塵技術(shù)的研究與應(yīng)用

李芳波

（神華國(guó)華永州發(fā)電廠，湖南 永州 425000）

對(duì)超凈電袋除塵技術(shù)特征與具體應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行探究。在概述超凈電袋除塵技術(shù)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，對(duì)幾種常見(jiàn)的超凈電袋除塵技術(shù)進(jìn)行探究，具體是極配型式和供電技術(shù)、高過(guò)濾精度濾料、強(qiáng)化顆粒荷電與電凝片技術(shù)以及高均勻性流場(chǎng)分布技術(shù)，最后對(duì)超凈電袋除塵技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用成果進(jìn)行闡述。希望在這一新興技術(shù)協(xié)助下，我國(guó)電力企業(yè)出口排放濃度低于5mg/Nm3目標(biāo)順利達(dá)成。

超凈電袋除塵；超凈排放；技術(shù)研究；應(yīng)用

目前“超凈排放”已經(jīng)成為現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的主要路線。超凈電袋除塵技術(shù)的研制與發(fā)展始終以常規(guī)電袋復(fù)合除塵技術(shù)為基點(diǎn)，整合了電區(qū)袋耦合、顆粒荷電以及微粒合并、高精過(guò)濾等多樣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。在環(huán)保、科學(xué)發(fā)展觀以及可持續(xù)發(fā)展理念全面推行的時(shí)代中，超凈電袋除塵在燃煤機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中有所應(yīng)用?；诖耍疚淖龀鋈缦抡撌鰞?nèi)容。

1 超凈電袋除塵技術(shù)

目前超凈排放發(fā)展模式被大力提倡，故此電袋復(fù)合除塵器應(yīng)該在現(xiàn)有功能上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展目標(biāo)。國(guó)內(nèi)眾多環(huán)保企業(yè)提出了研發(fā)與應(yīng)用超凈電袋除塵技術(shù)的設(shè)想，其宗旨在于維護(hù)除塵器出口排放始終低于10mg/Nm3，甚至是5mg/Nm3。超凈電袋除塵技術(shù)可以被視為國(guó)內(nèi)環(huán)保企業(yè)自主開(kāi)發(fā)，獲得獨(dú)立型自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，以及在世界上極為高點(diǎn)的一類除塵技術(shù)。最近幾年中，電袋復(fù)合除塵技術(shù)在應(yīng)用進(jìn)程中又有新的突破，憑借低排放的穩(wěn)定性屬性在電力行業(yè)中普及應(yīng)用。中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)資料顯示，截至2014年，我國(guó)前10名電袋生產(chǎn)企業(yè)在電力行業(yè)已經(jīng)投入并運(yùn)行的電袋復(fù)合除塵器總裝機(jī)容量超出141000MW。該類電袋復(fù)合除塵器排放值多數(shù)在15～30mg/Nm3范疇中取值，可見(jiàn)其技術(shù)性能指標(biāo)是優(yōu)良的，逐漸演變成現(xiàn)代電力行業(yè)除塵領(lǐng)域中的主導(dǎo)技術(shù)。

2 超凈電袋除塵技術(shù)的研究

2.1 極配型式和供電技術(shù)

對(duì)燃煤電廠工程項(xiàng)目煤種、灰分等煙氣工況參數(shù)進(jìn)行整體解析，選用最佳的陽(yáng)極板板型與陰極線線針?lè)绞剑淖顑?yōu)極配類型，其宗旨在于強(qiáng)化電場(chǎng)強(qiáng)度以及電場(chǎng)區(qū)域除塵效果。在選用電暈線的環(huán)節(jié)中，選用與工況相滿足的電暈線去提升線針尖端的放電效率，加大電場(chǎng)板電流密集程度，最終實(shí)現(xiàn)加大電場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)使粉塵顆粒荷電整體被吸附的目標(biāo)，在這樣情景中電場(chǎng)區(qū)域?qū)Ψ蹓m吸收效果將會(huì)大幅度增長(zhǎng)。電暈線通常有針刺線、芒刺線與麻花線幾種類型。另外，借用前后分區(qū)供電技術(shù)，實(shí)質(zhì)上就是把每個(gè)機(jī)械電場(chǎng)都參照氣流運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行前后規(guī)劃措施，創(chuàng)建兩個(gè)互為獨(dú)立的供電分區(qū)。該種小分區(qū)供電模式的應(yīng)用，實(shí)用價(jià)值體現(xiàn)在強(qiáng)化電源對(duì)不同煙塵濃度適應(yīng)性方面上，電場(chǎng)區(qū)域強(qiáng)度安穩(wěn)性顯著上升。

2.2 高過(guò)濾精度濾料

電袋復(fù)合除塵器出口排放值受濾袋的影響，濾袋過(guò)濾效率直接決定煙塵排放數(shù)值的高低。故此，科學(xué)設(shè)定濾料的過(guò)濾精度，是維護(hù)超凈電袋復(fù)合除塵器出口排放值長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)，是低于10mg/Nm3，甚至是5mg/Nm3目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的前提。當(dāng)下，超凈電袋項(xiàng)目選用的高精過(guò)濾濾料大概有兩種類型，PTFE覆膜濾料的過(guò)濾精度最高，超細(xì)纖維梯度濾料次之。濾料過(guò)濾精度影響超凈電袋的出口排放值的穩(wěn)定性。

PTFE覆膜濾料可以被理解成在濾料的迎塵面上加蓋一層PTFE微孔膜的加工工藝模式。PTFE濾膜可以阻斷多數(shù)粉塵進(jìn)入渠道，有望實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)。此外，PTFE濾膜自體摩擦系數(shù)較低，灰塵通常不會(huì)吸附其表面，故此其表皮上的粉餅層更易掉落。但是在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用進(jìn)程中，PTFE覆膜對(duì)其覆膜工藝提出較高標(biāo)準(zhǔn)，若加工處理規(guī)范性缺乏，那么就加大其在投運(yùn)期間脫膜現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性，會(huì)有灰塵沉積在濾膜和濾料縫隙中，此時(shí)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率受到負(fù)面影響也是毋庸置疑的事實(shí)。濾袋應(yīng)用PTFE覆膜后，工藝成本將會(huì)有所增加，增幅在40%左右，可見(jiàn)其性價(jià)比有待提升。

2.3 強(qiáng)化顆粒荷電與電凝片技術(shù)

電袋復(fù)合除塵器電場(chǎng)區(qū)域與濾袋區(qū)兩者存有相互制約體制，電袋區(qū)域出口若要達(dá)到超低排放的目標(biāo)，管控袋區(qū)入口粉塵濃度是首要步驟。這主要是因?yàn)殡妶?chǎng)區(qū)域粉塵顆粒的荷電屬性，促使電袋過(guò)濾原理發(fā)生一定變動(dòng)?；覊m在經(jīng)由電場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，直徑較小的顆粒物會(huì)發(fā)生極化與凝聚合并現(xiàn)象，進(jìn)而有直徑較大的顆粒生成，極化和凝片的程度與顆粒荷電量大小之間存在正相關(guān)關(guān)系，細(xì)微顆粒物演變成大顆粒后超凈電袋對(duì)其捕集效果有所提升。借助該類方法去增強(qiáng)顆粒荷電，可以進(jìn)一步強(qiáng)化電袋對(duì)細(xì)顆粒物捕集能力，特別是對(duì)細(xì)顆粒物(PM2．5)脫除效果顯著。

2.4 高均勻性流場(chǎng)分布技術(shù)

強(qiáng)化電袋復(fù)合除塵器投運(yùn)期間氣流排布勻稱性的方法通常可以做出如下概述：開(kāi)展1:14的實(shí)體模型試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與CFD計(jì)算實(shí)施對(duì)照措施，繼而對(duì)CFD計(jì)算的原始條件進(jìn)行整改，以滿足實(shí)體模型試驗(yàn)結(jié)果為基準(zhǔn)，借此途徑達(dá)到明確CFD計(jì)算原始條件目標(biāo)，接下來(lái)對(duì)工業(yè)設(shè)備全規(guī)格進(jìn)行CFD計(jì)算。調(diào)整氣流流場(chǎng)分布狀況的渠道有以下幾種類型：（1）調(diào)整進(jìn)入電袋區(qū)域正面、側(cè)面、底面規(guī)格，同時(shí)創(chuàng)設(shè)灰斗上側(cè)的阻流板。（2）整改袋室內(nèi)空間，并適度加大閥開(kāi)孔半徑。（3）整改凈氣室高度，或者調(diào)整排氣管的方位。

3 超凈電袋除塵技術(shù)的應(yīng)用

3.1 超凈電袋首個(gè)示范工程應(yīng)用

廣東沙角C電廠2號(hào)660 MW燃煤機(jī)組，在2014年下半年行超低排放整改措施，具體是應(yīng)用國(guó)內(nèi)首臺(tái)超凈電袋復(fù)合除塵器。本機(jī)組原始配置為4室4電場(chǎng)的電除塵器，在投運(yùn)期間相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)該類設(shè)備與集塵面積相比較較窄小、除塵效率無(wú)法達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，故此強(qiáng)化對(duì)其性能整改措施是極為必要的。電廠技術(shù)人員借助對(duì)多類型技術(shù)規(guī)劃綜合解析與辨證的方法，最后決定應(yīng)用超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)方案對(duì)初始裝備進(jìn)行整改。超凈電袋除塵技術(shù)投運(yùn)后，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，例如機(jī)組負(fù)荷為659MW、煙氣量為331．7萬(wàn)m3/h、進(jìn)口顆粒物質(zhì)量濃度為14．37g/m3、出口顆粒物質(zhì)量濃度3．6mg/m3、漏風(fēng)率為87%、阻力為772Pa、煙囪出口顆粒物質(zhì)量濃度顆粒物質(zhì)量濃度為2．67mg/m3。上述測(cè)得數(shù)據(jù)證明，超凈電袋各項(xiàng)性能參數(shù)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，特別是除塵器出口與煙囪出口顆粒物排放濃度都滿足超低排放規(guī)定的5mg/Nm3。

3.2 超凈電袋在劣質(zhì)煤大型機(jī)組的應(yīng)用

河南平頂山發(fā)電分公司2×1000MW機(jī)組超0低排放整改工程，為我國(guó)首臺(tái)1000MW級(jí)別超凈電袋項(xiàng)目，在2015年年底整改工作整體結(jié)束繼而應(yīng)用進(jìn)項(xiàng)目生產(chǎn)進(jìn)程中。該類型超凈電袋在應(yīng)用過(guò)程中燃燒的煤炭類型是由山西長(zhǎng)治貧煤，該煤種最大的缺陷體現(xiàn)在灰渣含量大方面上，相關(guān)測(cè)試現(xiàn)實(shí)灰分超過(guò)39．0%，飛灰內(nèi)二氧化硅與三氧化二鋁所占比重名列前茅，甚至大于電阻，它是劣質(zhì)煤。本工程在初始建設(shè)階段應(yīng)用的是3室5電場(chǎng)靜電除塵器，同時(shí)經(jīng)由低溫電除塵途徑對(duì)其性能進(jìn)行整改。但是提效改造，除塵器出口排放沒(méi)有得到有效管控，最后決定應(yīng)用超凈電袋技術(shù)方案對(duì)其效能進(jìn)行二次整改。

2號(hào)爐超凈電袋器運(yùn)行初始階段與運(yùn)營(yíng)1年以后性能檢測(cè)結(jié)果：機(jī)組負(fù)荷934MW與911MW；煙氣量 439．47m3/h 與 518．69m3/h；進(jìn)口顆粒物質(zhì)量濃度為 46．649g/m3與與 34．780g/m3、出口顆粒物質(zhì)量濃度7．945mg/m3與 8．8mg/m3、 漏 風(fēng) 率 為 1．7% 與 1．38%、阻力為650Pa與553Pa、煙囪出口顆粒物質(zhì)量濃度為4．37mg/m3與4．86mg/m3。上述測(cè)得數(shù)據(jù)證明，電袋運(yùn)行初始時(shí)段與1年后的各項(xiàng)性能參數(shù)穩(wěn)定化，且均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是除塵器出口與煙囪出口顆粒物排放濃度都滿足超低排放規(guī)定的5mg/Nm3，并且投運(yùn)1年后排放濃度更加平穩(wěn)化，變動(dòng)幅度更小。

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