火電機(jī)組電除塵器超低排放改造方案探究

劉文濤

摘要：本文主要論述在運(yùn)火電機(jī)組超低排放改造過(guò)程中，電除塵器改造技術(shù)路線的選擇，并以某電廠機(jī)組電除塵器超低排放改造為例，針對(duì)場(chǎng)地、改造工期等條件的限制，確定采用電袋除塵技術(shù)，然后又分析論述常規(guī)立式布袋布置和臥室布袋布置的優(yōu)缺點(diǎn)，最終改造技術(shù)路線為臥室電袋除塵技術(shù)。

Abstract： This paper mainly discusses the selection of the technical route of the electrostatic precipitator during the ultra-low emission modification of the thermal power unit. Taking the ultra-low emission transformation of the electric precipitator of a power plant as an example， according to the restrictions of the site， the renovation period and other conditions， the electric bag dust removal technology is determined， and then the advantages and disadvantages of the conventional vertical bag layout and the bedroom bag layout are analyzed. The final transformation technical route is the bedroom electric bag dust removal technology.

關(guān)鍵詞：火電；電除塵；超低排放改造；臥室布袋除塵器

Key words： thermal power；electric dust removal；ultra-low emission modification；bedroom bag filter

中圖分類(lèi)號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）29-0167-03

1 當(dāng)前火電機(jī)組面臨的環(huán)保問(wèn)題

我國(guó)是電力需求大國(guó)，當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平下，電力供給仍然以傳統(tǒng)的火力發(fā)電為主，然而，煤電機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)的工業(yè)活動(dòng)中，煤炭發(fā)電產(chǎn)生的燃煤煙氣對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)賴(lài)以生存的生態(tài)和環(huán)境，煙塵是導(dǎo)致霧霾天氣的主要原因，在當(dāng)前霧霾污染越來(lái)越嚴(yán)重的情況下，環(huán)保壓力日益嚴(yán)峻，煤電機(jī)組超低排放改造勢(shì)在必行。然而當(dāng)前大多數(shù)燃煤電廠經(jīng)過(guò)數(shù)次環(huán)保改造，一般現(xiàn)場(chǎng)施工、改造空間較為狹小，如何確定技術(shù)方案至關(guān)重要，關(guān)系到改造工程能否實(shí)施以及在最低的投資成本、運(yùn)營(yíng)成本下、能否滿足超低排放要求。

下面結(jié)合某電廠已投產(chǎn)10多年的老機(jī)組的實(shí)際情況，分析適合的超低排放改造技術(shù)路線。

2 機(jī)組除塵系統(tǒng)改造前狀況

某電廠機(jī)組于2004年投產(chǎn)，安裝一臺(tái)200MW雙抽凝汽式供熱機(jī)組，配670t/h超高壓煤粉爐。機(jī)組原配有2臺(tái)某電除塵器廠生產(chǎn)的雙室三電場(chǎng)電除塵器。因不能滿足排放要求，在2008年對(duì)該電除塵器改造，由于場(chǎng)地限制因素，改造方案為：在原一電場(chǎng)前增加一個(gè)電場(chǎng)，電場(chǎng)高度抬高3.48m，即由原來(lái)的兩臺(tái)雙室三電場(chǎng)電除塵器增容改造為雙室四電場(chǎng)除塵器，煙塵排放濃度設(shè)計(jì)值由200mg/Nm3以上降低至80mg/Nm3以下。

此次改造雖大幅提升了預(yù)除塵器的效率，滿足了當(dāng)時(shí)的環(huán)保要求，但隨著新版煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以及超低排放要求，該機(jī)組除塵系統(tǒng)急需進(jìn)行超低排放改造。

3 除塵器超低排放改造方案分析及選擇

對(duì)于在運(yùn)機(jī)組進(jìn)行除塵器超低排放改造，改造方案的選擇一定要因地制宜，選擇性能保證最可靠、改造費(fèi)用最省、工期最短的改造方案。

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，針對(duì)新超低排放要求，電除塵改造方式上可謂百花齊放，有電除塵器擴(kuò)容改造（加電場(chǎng)或加寬加高）、高頻電源、電除塵器+旋轉(zhuǎn)極板、電袋復(fù)合式除塵器、布袋除塵器等，以及低溫電除塵器、濕式電除塵器等改造方案，經(jīng)過(guò)對(duì)比，在滿足超低排放的前提下，電袋復(fù)合除塵+高頻電源改造方案能滿足改造場(chǎng)地狹小，改造工期等方面的要求。

由于目前電袋復(fù)合除塵器主要發(fā)展為立式電袋復(fù)合除塵器和臥式電袋復(fù)合除塵器兩種技術(shù)，經(jīng)如下分析，得出最優(yōu)改造方案：

3.1 立式電袋復(fù)合除塵器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“立式電袋除塵器”）

3.1.1 立式電袋除塵器的結(jié)構(gòu)形式

立式電袋除塵器是電除塵器與傳統(tǒng)布袋除塵器的組合，電場(chǎng)部分與電除塵器一致，布袋區(qū)濾袋垂直于水平面。目前主流立式電袋除塵器分為分體式和一體式兩種。均為“前電后袋”布置。根據(jù)兩種立式電袋除塵器布置方式特點(diǎn)，一體式更適用于老除塵器改造，且占地面積小，阻力損失也小，立式電袋除塵器改造優(yōu)先選用一體式結(jié)構(gòu)。

3.1.2 立式電袋復(fù)合型除塵器的除塵原理

立式電袋復(fù)合型除塵器主要由前級(jí)的電除塵區(qū)和后級(jí)的布袋除塵區(qū)組成。

前級(jí)電除塵區(qū)秉承了電除塵器第一電場(chǎng)的除塵優(yōu)勢(shì)，能收集煙塵中80-90%粉塵，并使微細(xì)粉塵荷電。這樣后級(jí)僅有常規(guī)布袋除塵的1/5左右。一方面大大降低了進(jìn)入后級(jí)布袋除塵區(qū)的粉塵濃度，同時(shí)也降低了濾袋上沉積粉餅的阻力，從而降低了除塵器整體壓損，并且能達(dá)到排放濃度≤20mg/Nm3的環(huán)保要求。

3.1.2.1 改造總體方案

采用二電二袋方案，對(duì)原一、二電場(chǎng)進(jìn)行檢修，并將原有工頻電源改造為高頻電源，拆除原三、四電場(chǎng)內(nèi)件，其空間用于布置布袋。

3.1.2.2 改造方案優(yōu)點(diǎn)

①無(wú)論煤種如何變化都可保證出口排放≤20mg/Nm3。

②由于改造在原電除塵器內(nèi)部進(jìn)行，無(wú)需改動(dòng)除塵器外部設(shè)備，改造工期需50-60天。

3.1.2.3 改造方案的缺點(diǎn)

①本體阻力較大，運(yùn)行費(fèi)用較高；

②換袋成本較高，舊濾袋資源化利用率較?。?/p>

③濾袋材質(zhì)對(duì)煙氣性質(zhì)較為敏感，受臭氧腐蝕、酸性腐蝕等問(wèn)題突出，導(dǎo)致濾袋實(shí)際使用壽命較難達(dá)到設(shè)計(jì)值。

3.2 臥式電袋復(fù)合除塵器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“臥式電袋除塵器”）

3.2.1 臥式電袋除塵器的結(jié)構(gòu)形式

臥式電袋除塵器也是由前級(jí)電場(chǎng)和后級(jí)濾袋區(qū)組成，煙氣在經(jīng)過(guò)前級(jí)電場(chǎng)的預(yù)除塵后進(jìn)入布袋區(qū)，經(jīng)過(guò)濾袋的物理過(guò)濾后排入后部脫硫系統(tǒng)。與立式電袋除塵器相比，該項(xiàng)技術(shù)濾袋采用水平布置，布袋區(qū)僅布置在最后一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域，濾袋長(zhǎng)度減少至3m，濾袋噴吹氣源由壓縮空氣改造為凈煙氣。

3.2.2 臥式電袋除塵器改造方案

3.2.2.1 改造總體方案

采用三電一袋方案，對(duì)原有一、二、三電場(chǎng)極板、極線及控制系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)性檢修，將一二電場(chǎng)工頻電源改造為高頻電源，拆除四電場(chǎng)內(nèi)部構(gòu)件，并在四電場(chǎng)空間內(nèi)安裝濾袋框架和濾袋。

3.2.2.2 改造方案優(yōu)點(diǎn)

①拆除范圍小，僅需要對(duì)四電場(chǎng)除塵器內(nèi)部構(gòu)件掏空后進(jìn)行改造，濾袋呈水平排列，在相同空間下可布置更多濾袋，即單位空間可實(shí)現(xiàn)更大的過(guò)濾面積。保留電場(chǎng)級(jí)數(shù)、收塵面積和比收塵面積都遠(yuǎn)高于國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)HJ2529-2012），對(duì)原有電除塵的改動(dòng)范圍小。

②氣流均布更加合理，袋區(qū)采取水平布置，扁平狀的布袋排列，且濾袋長(zhǎng)度減少為3m，煙氣在袋區(qū)進(jìn)出不改變氣流方向，氣流均勻度在2.5%以?xún)?nèi)，避免了因改變氣流方向造成煙氣分布不均，導(dǎo)致局部區(qū)域?yàn)V袋因煙氣流速過(guò)高造成濾袋壽命降低的問(wèn)題。布袋整體使用壽命一般可達(dá)5年以上。

③清灰氣源采用清潔煙氣，吹灰壓力較低，避免了對(duì)濾袋的沖擊，使布袋可以選擇耐溫、耐腐蝕但不耐沖擊的玻纖材質(zhì)，避免常規(guī)電袋除塵器濾袋受臭氧腐蝕的問(wèn)題。且由于玻纖濾袋成本低廉，可以降低改造、維護(hù)成本。另外，由于該項(xiàng)沖灰技術(shù)減少了大量電磁脈沖閥的使用，能有小降低故障率同時(shí)降低維護(hù)費(fèi)用。

④運(yùn)行阻力低，該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)行阻力維持在500-800Pa之間，較立式電袋除塵器800-1200Pa大幅降低。

3.2.2.3 改造方案缺點(diǎn)

風(fēng)箱移動(dòng)依靠鋼絲繩傳動(dòng)，存在斷裂風(fēng)險(xiǎn)。且無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線檢修。

3.2.3 改造工期

本方案包括原電除塵器殼體內(nèi)部極板、極限、振打裝置等的恢復(fù)性檢修，控制系統(tǒng)的更新、檢修，以及四電場(chǎng)內(nèi)部的改造等工作，自開(kāi)工之日起50-60天具備使用條件，具體可能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際場(chǎng)地情況進(jìn)行調(diào)整。

4 電除塵器改造方案比較

立式電袋除塵器、臥式電袋除塵器技術(shù)經(jīng)濟(jì)性以及優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表1-表4。

電費(fèi)按0.35元/kWh，運(yùn)行時(shí)間按7500/年計(jì)。

5 結(jié)論

綜合上述分析，立式電袋除塵器和臥式電袋除塵器綜合比較來(lái)看，臥式電袋除塵器濾袋使用壽命較立式電袋除塵器增加約1年左右，且選用濾袋為玻纖材質(zhì)，造價(jià)較低，僅維護(hù)費(fèi)用每年就可節(jié)省約50萬(wàn)元，另外臥式電袋除塵器運(yùn)行阻力較立式電袋除塵器降低約300-500Pa，擁有更低的廠用電量，更低的運(yùn)行成本。在同樣能夠保證出口粉塵濃度的情況下，臥式電袋除塵器有較大優(yōu)勢(shì)。

所以綜合比較來(lái)看，臥式電袋除塵器更適合老舊機(jī)組超低排放改造的優(yōu)選方案。

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