布袋除塵+濕式電除塵器改造應(yīng)用

張彥明

（中國(guó)華電集團(tuán)發(fā)電運(yùn)營(yíng)有限公司 北京 100031）

引言

國(guó)家及地方政府連續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)環(huán)保政策及環(huán)境治理措施，（發(fā)改能源〔2014〕506號(hào)）提出燃煤發(fā)電推廣應(yīng)用達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)的大氣污染物超低排放技術(shù)。（津發(fā)改價(jià)管〔2014〕272號(hào)）實(shí)行排污費(fèi)階梯式差別收費(fèi)。鼓勵(lì)低排放、懲罰超標(biāo)排放，增強(qiáng)企業(yè)治污減排的積極性。（發(fā)改價(jià)格〔2014〕536號(hào)）燃煤發(fā)電機(jī)組排放污染物應(yīng)符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）規(guī)定的限值要求。地方有更嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)要求的，執(zhí)行地方排放標(biāo)準(zhǔn)。污染物排放濃度小時(shí)均值超過限值要求的沒收環(huán)保電價(jià)款，并處5倍以下罰款。分析研究上述環(huán)保政策，燃煤電廠實(shí)施主要污染物超低或近零排放已成趨勢(shì)。燃煤機(jī)組針對(duì)原有的環(huán)保設(shè)施如何科學(xué)合理地實(shí)施改造是集中面臨的問題，不同地區(qū)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、不同的煤種、設(shè)備的型式、工程現(xiàn)場(chǎng)條件、設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀等都可能會(huì)對(duì)方案產(chǎn)生影響，近年來環(huán)保改造的工程實(shí)踐也在積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。

1 機(jī)組原有除塵系統(tǒng)介紹

軍電350MW機(jī)組鍋爐除塵方式采用全布袋式除塵器，每臺(tái)機(jī)組配備兩臺(tái)布袋除塵器。外濾型式、自動(dòng)清灰型，每臺(tái)鍋爐配備2臺(tái)布袋除塵器，設(shè)備進(jìn)氣方式采用水平進(jìn)氣、水平出氣，每臺(tái)除塵器設(shè)4個(gè)灰斗，每臺(tái)爐布袋除塵器設(shè)8個(gè)倉(cāng)室。處理煙氣量1936800m3/h，除塵器出口含塵濃度＜30mg/m3，保證效率≥99.93%，設(shè)計(jì)過濾面積32386m2，過濾風(fēng)速正常運(yùn)行時(shí)＜1.0m/min，本體阻力袋式除塵器投入運(yùn)行初期≤ 800 Pa，布袋壽命終期≤1500Pa,布袋除塵器運(yùn)行時(shí)，鍋爐尾部排煙經(jīng)各氣室進(jìn)口擋板進(jìn)入布袋除塵器，煙氣中的煙塵被吸附在外濾式布袋的外表面，潔凈煙氣經(jīng)各氣室出口擋板進(jìn)入凈氣室，再經(jīng)吸風(fēng)機(jī)送入煙氣脫硫系統(tǒng)，布袋清灰采用脈沖清灰方式。布袋除塵器設(shè)計(jì)有旁路，當(dāng)鍋爐點(diǎn)火初期投油助燃，采取布袋除塵器旁路運(yùn)行方式。

2 機(jī)組除塵系統(tǒng)存在的問題

（1）布袋除塵器阻力大，布袋除塵器投入運(yùn)行后不久，就出現(xiàn)系統(tǒng)壓差較大的問題，后采取縮短噴吹時(shí)間等多種運(yùn)行方式，依然無(wú)法解決問題，嚴(yán)重時(shí)夏季影響機(jī)組負(fù)荷，針對(duì)這種情況，為降低布袋除塵器運(yùn)行的壓差，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)允許的條件，對(duì)布袋除塵器進(jìn)行了小范圍的擴(kuò)容改造，在原有除塵器的兩側(cè)各增加兩個(gè)布袋除塵室，采用行噴吹方式；另外在原除塵器#1、#2、#7、#8氣室外各擴(kuò)充一個(gè)氣室，增加圓筒形濾袋1160條，增加過濾面積約4080m2，降低了濾袋的過濾風(fēng)速，又將原除塵器倉(cāng)室入口風(fēng)門的通流面積加大，改造后正常運(yùn)行工況布袋除塵器運(yùn)行的壓差依然比較高，在2000Pa左右。

（2）不能滿足新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)布袋除塵器的除塵效率進(jìn)行了測(cè)試。100%負(fù)荷率工況下，A側(cè)除塵器除塵效率為99.89%，出口粉塵濃度均值為35mg/m3（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2），B側(cè)除塵器除塵效率為99.93%，出口粉塵濃度為23mg/m3（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2）。脫硫系統(tǒng)除塵效率為55.2%，煙囪入口粉塵濃度為13mg/m3（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2）。2014年9月《煤電節(jié)能升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》,文件明確要求燃煤發(fā)電廠大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)排放限值，即超低排放，在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵排放濃度不高于10（5）mg/m3,即煙囪入口粉塵排放濃度控制在5mg/m3（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2）以下，因此仍需對(duì)除塵器進(jìn)行改造才能達(dá)到超低排放的要求。

3 改造方案的確定

原除塵器采用的是純布袋除塵器，從測(cè)試情況看目前的布袋除塵器具有較高的除塵效率，本工程應(yīng)圍繞布袋除塵器開展改造方案的論證。（1）對(duì)布袋除塵器進(jìn)行改造，增加過濾面積，與脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵。現(xiàn)有的除塵器除塵效率已經(jīng)達(dá)到了99.93%，對(duì)布袋除塵器本體進(jìn)一步改造來提高效果不明顯，脫硫系統(tǒng)按照常規(guī)的除塵效率基本在50%，本工程通過了測(cè)試，除塵效率在55%左右，即使采用布袋增容改造+脫硫也無(wú)法達(dá)到5mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)。（2）布袋除塵器+增加二級(jí)除塵器與脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵，這種方案應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，目前國(guó)內(nèi)相對(duì)比較成熟的除塵技術(shù)應(yīng)用情況分析，只有在脫硫塔后面布置一個(gè)濕式電除塵器方可將煙囪入口的粉塵濃度控制在5mg/m3（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2）以下。本工程確定改造方案為對(duì)原布袋除塵器進(jìn)行維護(hù)、檢修、更換布袋，保證布袋除塵器除塵效率，在脫硫系統(tǒng)后面加設(shè)濕式電除塵器的形式。

a.濕式靜電除塵器簡(jiǎn)介：濕式靜電除塵器是目前國(guó)內(nèi)、國(guó)際最為先進(jìn)的除塵器。濕式電除塵器也是電除塵器的一種，是直接將水霧噴向電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場(chǎng)內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，在這里，電場(chǎng)力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對(duì)粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集；與干式電除塵器通過振打?qū)O板上的灰振落至灰斗不同的是：濕式電除塵器則是將水噴至集塵極上形成連續(xù)的水膜，采用水清灰，無(wú)振打裝置，流動(dòng)水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。濕式靜電除塵脫除的對(duì)象是粉塵和霧滴。能克服傳統(tǒng)干式電除塵技術(shù)的反電暈、二次揚(yáng)塵等瓶頸，具有極高的除塵效率，根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)以及國(guó)內(nèi)相關(guān)單位的試驗(yàn)結(jié)果：濕式電除塵器對(duì)酸霧、有毒重金屬以及PM10，尤其是PM2.5的細(xì)微粉塵有良好的脫除效果，所以，可以使用濕式電除塵器來控制電廠的SO3酸霧、PM2.5，并且還具有聯(lián)合脫除多污染物，如“汞”的效果。

b.濕式靜電除塵系統(tǒng)的性能指標(biāo)：在鍋爐為BMCR工況，燃煤為設(shè)計(jì)煤種，入口含塵濃度（石膏+粉塵）20mg/m3，入口霧滴濃度35mg/m3條件下：濕式電除塵器出口煙塵（塵+石膏）保證排放濃度：≤5mg/m3；出口液滴保證排放濃度：＜5mg/m3；液滴脫除效率不低于75%；保證除塵效率：≥75%；PM2.5脫除效率：≥70%；SO3脫除效率：≥70%；濕式電除塵器本體（不包括煙道）阻力：＜300Pa；漏風(fēng)率：≤1%；使用壽命30年。

c.濕式除塵器的布置方式：濕式除塵器有垂直獨(dú)立布置、水平煙氣流獨(dú)立布置、垂直煙氣流與脫硫塔整體式布置等布置方式。本機(jī)組同期進(jìn)行脫硫增容改造，脫硫改造方案確定新增二級(jí)吸收塔，由于新建塔作為二級(jí)吸收塔，濕式除塵器采用塔頂式布置，直接布置在新建二級(jí)吸收塔上部，從改造工程量、施工工期、投資運(yùn)行成本等方面都是最佳的。

4 改造后的監(jiān)測(cè)與試驗(yàn)：

工程改造完成后從運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，達(dá)到了預(yù)期的效果，為了進(jìn)一步驗(yàn)證工程的實(shí)際效果，分別委托有關(guān)單位進(jìn)行了性能考核試驗(yàn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，具體試驗(yàn)情況如下：

1.性能檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果：經(jīng)過連續(xù)3天的性能測(cè)試，濕式電除塵器在100%運(yùn)行工況下，入口煙塵濃度平均為21.4mg/m3，出口煙塵濃度為2.0mg/m3，實(shí)測(cè)除塵效率為90.78%，滿足性能保證值出口粉塵不大于5mg/m3，除塵效率不小于75%的性能要求；除塵器本體阻力平均為175Pa，滿足性能保證值不大于300Pa的要求；濕式除塵器入口SO3濃度為24.7mg/m3，出口SO3濃度為7.29mg/m3，SO3脫除效率為70.5%，滿足不小于70%性能要求；只有霧滴脫除效率56%，未能達(dá)到不低于75%的性能要求。

2.環(huán)境監(jiān)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果：中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站針對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行了連續(xù)5天的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，煤質(zhì)選取的近兩年環(huán)保指標(biāo)最差煤質(zhì)、設(shè)計(jì)煤質(zhì)、近期常用煤質(zhì)三種分別進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示濕式除塵器后凈煙氣煙塵排放小時(shí)平均濃度均低于1mg/m3，對(duì)于布袋除塵器后，煙氣脫硫前的煙塵濃度進(jìn)行了兩組測(cè)試，結(jié)果分別是12.3mg/m3,10.5mg/m3,測(cè)試結(jié)果表明，該機(jī)組煙氣經(jīng)布袋除塵器后煙塵濃度較低，再經(jīng)過脫硫和濕式電除塵后，監(jiān)測(cè)期間煙塵濃度達(dá)到了相當(dāng)?shù)偷呐欧潘健?/p>

結(jié)語(yǔ)

本工程對(duì)于350MW燃煤機(jī)組實(shí)施了對(duì)原布袋除塵器進(jìn)行維護(hù)、檢修、更換布袋，保證布袋除塵器除塵效率，在脫硫系統(tǒng)后面加設(shè)濕式電除塵器的改造后，使煙囪入口粉塵排放濃度達(dá)到了5mg/m3以下，同時(shí)有效控制了SO3酸霧的排放，濕除布置在二級(jí)塔頂部，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，且廢水返回脫硫漿液池，無(wú)需設(shè)獨(dú)立的堿水系統(tǒng)和廢水回收處理系統(tǒng)，工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，節(jié)省投資和運(yùn)行成本。工程改造后煙塵排放濃度小于5mg/m3，SO3的脫除效率為70.5%，布袋除塵器加設(shè)濕式電除塵器與脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵實(shí)現(xiàn)超凈排放，取得了顯著的環(huán)保效益，也為其他機(jī)組的改造提供了應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]《天津軍糧城發(fā)電有限公司9、10號(hào)機(jī)組除塵器改造工程可行性研究報(bào)告》華電電力科學(xué)研究院.

[2]《天津軍電熱電有限公司9、10號(hào)機(jī)組除塵器改造工程性能考核試驗(yàn)報(bào)告》華電電力科學(xué)研究院.

[3]《華電天津軍電熱電有限公司9號(hào)煤電機(jī)組達(dá)到燃機(jī)排放水平環(huán)保改造示范項(xiàng)目監(jiān)測(cè)報(bào)告》中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.