電袋復(fù)合除塵器提效改造方案及應(yīng)用實(shí)例分析

關(guān)鍵詞：電袋復(fù)合除塵器；提效改造；運(yùn)行穩(wěn)定；低碳節(jié)能

中圖分類號(hào)：TM621.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1671-0797（2025）13-0056-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.13.014

0 引言

近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)環(huán)保的重視度越來越高，因而對(duì)火力發(fā)電行業(yè)特別是火電配套設(shè)備提出了低碳節(jié)能要求?，F(xiàn)行煙塵超凈排放的工藝路線，無論選擇哪一條，保證除塵器超凈排放且穩(wěn)定運(yùn)行始終是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而要保證除塵器的運(yùn)行穩(wěn)定，檢修維護(hù)尤為重要，因此對(duì)運(yùn)行多年的除塵器進(jìn)行提效改造成為首選方案。本文以電袋復(fù)合除塵器為例，探討提效改造方案的關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)成功應(yīng)用實(shí)例。

1電區(qū)提效改造方案

電袋復(fù)合除塵器的電場(chǎng)區(qū)采用荷電收塵的原理，是收集煙氣粉塵的關(guān)鍵區(qū)域， 80% 以上的粉塵都在這里去除，通常情況下需要通過定期檢修維護(hù)來保證電場(chǎng)區(qū)的正常運(yùn)行。運(yùn)行多年后的除塵器因工況變化，陰極系統(tǒng)裹灰嚴(yán)重，電場(chǎng)高壓放電收塵受阻，除塵效率降低，此時(shí)亦無法通過清灰來保證電場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。為了提高電場(chǎng)除塵效率，確保電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可靠性等，一種可靠的電場(chǎng)提效改造方案應(yīng)運(yùn)而生，即通過結(jié)合電場(chǎng)常規(guī)檢修和陰極換型 + 電源升級(jí)的方案，實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)期高效除塵、穩(wěn)定運(yùn)行及低碳節(jié)能。

1.1 電場(chǎng)常規(guī)檢修

平時(shí)運(yùn)行過程中，可以通過除塵器電場(chǎng)區(qū)的運(yùn)行情況來確定常規(guī)檢修的內(nèi)容范圍。通常應(yīng)包括陰陽(yáng)極振打系統(tǒng)檢查及損壞件更換、進(jìn)口氣流均布板檢查及修復(fù)、絕緣子檢查及清灰、陽(yáng)極板清灰、陽(yáng)極板校正及陰極換型后的陰陽(yáng)極極距調(diào)校等。必要的電場(chǎng)常規(guī)檢修，有利于陰極換型工作開展，避免因常規(guī)問題導(dǎo)致電場(chǎng)運(yùn)行異常。

1.2 陰極換型

目前，行業(yè)內(nèi)運(yùn)行的除塵器電區(qū)采用較多的陰極線形式有針刺線、RS芒刺線及大三角芒刺線。本文闡述的陰極換型，主要采用大三角芒刺線。和針刺線、RS芒刺線相比，大三角芒刺線具有芒刺更長(zhǎng)、更寬、更尖銳，起暈電壓低，電暈干分強(qiáng)烈，且不易包灰等特點(diǎn)；大三角芒刺線其線體通常采用 ?8 實(shí)體圓鋼Q235A，不僅截面積大，而且受力均衡，安裝焊接工藝比RS芒刺線的螺紋連接更可靠牢固，不易斷線、掉線。其實(shí)物圖如圖1和圖2所示。

除塵器的工況要求，應(yīng)在確保除塵效率的前提下，尋求能耗最優(yōu)并實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保。電源升級(jí)為變頻電源則能達(dá)成相應(yīng)目標(biāo)。

變頻電源在除塵方面的優(yōu)勢(shì)包括：

1）其可配套工頻變壓器或中頻變壓器運(yùn)行；2）工作頻率在 50～500Hz 范圍內(nèi)任意可調(diào)，可自適應(yīng)負(fù)載阻抗；3）功率輸出方式多樣，在純直流供電方式或者間歇供電方式下均可采用調(diào)頻調(diào)壓方式或調(diào)幅調(diào)壓方式；4電源效率及功率因數(shù)均可達(dá) 90% 以上。變頻電源主回路原理框圖如圖3所示。

陰極換型成大三角芒刺線后，電場(chǎng)陰極振打只需較小的振打力即可獲得很好的清灰效果。大三角芒刺線可以增強(qiáng)荷電，提高粉塵的荷電率和荷電量，增加工作電流 30% 以上，同時(shí)減小袋區(qū)壓差，第一電場(chǎng)大三角芒刺線主要收集大部分（約 75% 的粗顆粒粉塵，剩余荷電粉塵進(jìn)入第二電場(chǎng)或布袋除塵區(qū)，更容易荷電、捕捉、收集。且因?yàn)榻?jīng)過了第一電場(chǎng)的過程，更不容易裹灰，對(duì)于電區(qū)的二次電流提升整體效果就會(huì)很明顯，可延長(zhǎng)濾袋使用壽命，減小風(fēng)機(jī)能耗，有效提高電袋復(fù)合除塵器的整體效率。

1.3 電源升級(jí)

高壓供電電源作為除塵器電場(chǎng)區(qū)的主要配套設(shè)備，其性能直接影響電區(qū)的除塵效率及能耗指標(biāo)[2]，因此高壓供電電源無論采用何種原理，都必須適應(yīng)

2 袋區(qū)提效改造方案

電袋復(fù)合除塵器的袋區(qū)是實(shí)現(xiàn)除塵器出口粉塵低排放或超凈排放的終端[3]。袋區(qū)的濾袋型式和過濾面積，是影響除塵器出口排放的關(guān)鍵。袋區(qū)阻力過大，改變反吹方式或加大反吹無濟(jì)于事，濾袋糊袋板結(jié)是主因。停機(jī)檢修可采取刷袋方式來改善袋區(qū)的運(yùn)行阻力，但只能實(shí)現(xiàn)短期效果，治標(biāo)不治本；也可直接換袋，但價(jià)格昂貴。經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)較優(yōu)的技術(shù)方案是采用濾袋換型或袋區(qū)擴(kuò)容的方案進(jìn)行提效改造。

2.1 濾袋換型方案

火電行業(yè)電袋除塵器配套的濾袋型式通?？煞譃槌Ｒ?guī)布袋和覆膜布袋，其區(qū)分的臨界點(diǎn)為要求除塵器出口超凈排放 （10mg/Nm³） ，而覆膜布袋常用于除塵器出口為超凈排放的項(xiàng)目。濾袋換型方案多用于超凈改造項(xiàng)目，目的是實(shí)現(xiàn)出口超凈排放。

2.2 袋區(qū)擴(kuò)容方案

袋區(qū)過濾面積偏小，則可能導(dǎo)致過濾風(fēng)速偏大，后期袋區(qū)阻力過大，進(jìn)而導(dǎo)致袋區(qū)破袋或風(fēng)機(jī)出力不足，導(dǎo)致鍋爐無法正常帶載等一系列問題。這時(shí)就需要對(duì)袋區(qū)進(jìn)行擴(kuò)容處理，通常采用袋區(qū)預(yù)留區(qū)增加濾袋方案、除塵器后墻板擴(kuò)容增加濾袋方案等。袋區(qū)擴(kuò)容后，袋區(qū)整體空間加大，濾袋數(shù)量增加，過濾風(fēng)速降低，從而降低了除塵器進(jìn)出口壓差，提高了袋區(qū)粉塵的過濾效率，可有效降低袋區(qū)阻力，起到保護(hù)濾袋的作用，實(shí)現(xiàn)除塵器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，保證出口超凈排放的效果。

3 電區(qū)提效改造應(yīng)用實(shí)例分析

華能某發(fā)電有限責(zé)任公司#5爐電袋除塵器技改項(xiàng)目，電場(chǎng)區(qū)為雙室四電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，板極距 400mm ，極線為針刺線。提效改造方案是將原8臺(tái) 1.0A/72kV 工頻電源更換為同容量的變頻電源，配套中頻變壓器，電場(chǎng)陰極針刺線全部更換為大三角芒刺線，同時(shí)進(jìn)行本體檢修。

完成檢修 + 陰極換型 + 電源升級(jí)的提效改造方案后，電區(qū)各電場(chǎng)參數(shù)對(duì)比情況如表1所示。

電場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，通過開啟智能變頻功能，實(shí)現(xiàn)電源與除塵器電場(chǎng)阻抗的動(dòng)態(tài)匹配，變頻電源輸出二次電壓值有一定提高，放電閃絡(luò)時(shí)二次運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，無明顯變化[4]。

經(jīng)測(cè)試，電場(chǎng)輸入電暈功率提高 60% ，電暈電壓由 50kV 提高至 58kV ，除塵器出口粉塵排放穩(wěn)定在6mg/Nm³ ，滿足 10mg/Nm³ 排放標(biāo)準(zhǔn)限值規(guī)定。電場(chǎng)運(yùn)行輸出功率相同時(shí)，變頻電源比單相工頻電源節(jié)電約 23%^[4] ，實(shí)現(xiàn)了除塵器電場(chǎng)運(yùn)行的低碳節(jié)能。

4袋區(qū)提效改造應(yīng)用實(shí)例分析

安徽某發(fā)電有限責(zé)任公司1#電袋除塵器濾袋擴(kuò)容改造項(xiàng)目，原設(shè)計(jì)過濾風(fēng)速 （?1.09m/min） 過高且濾袋接近壽命期，造成本體阻力大?，F(xiàn)要求保持原基礎(chǔ)尺寸，除塵器長(zhǎng)度及寬度不變，利用原設(shè)計(jì)改造拆除空置的第二電場(chǎng)的空間增設(shè)布袋區(qū)，合計(jì)增加2080條布袋，保證#1機(jī)BMCR工況煙氣量下過濾風(fēng)速 ?0.925m/min ，除塵器本體總阻力 1 100Pa （濾袋壽命終期）。

改造后工藝結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

本項(xiàng)目于2022年11月完工投運(yùn)，經(jīng)測(cè)試，#1機(jī)BMCR工況煙氣量下過濾風(fēng)速 ，除塵器本體運(yùn)行阻力平均 ，除塵器出口排放7mg/Nm³（lt;10mg/Nm³） 。運(yùn)行一年后，于2023年12月測(cè)試，除塵器本體運(yùn)行阻力平均 790Pa ，實(shí)現(xiàn)了除塵器穩(wěn)定低阻運(yùn)行。擴(kuò)容改造前后除塵器運(yùn)行阻力數(shù)據(jù)跟蹤如表2所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

電袋復(fù)合除塵器技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)已有20年左右歷史，目前已較為成熟。諸多火電鍋爐機(jī)組配套的電袋復(fù)合除塵器經(jīng)過多年運(yùn)行后，通常會(huì)出現(xiàn)電場(chǎng)區(qū)除塵效率降低或布袋區(qū)運(yùn)行阻力高的問題。本文介紹的電袋復(fù)合除塵器電區(qū)改造方案、袋區(qū)改造方案的成功運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了電袋復(fù)合除塵器電場(chǎng)低碳節(jié)能運(yùn)行及除塵器穩(wěn)定低阻運(yùn)行，可為電袋復(fù)合除塵器的技改提供技術(shù)指導(dǎo)，必將成為電袋復(fù)合除塵器提效改造的主流方案之一。

[參考文獻(xiàn)]

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[4]陳穎，謝小杰，黃炬彩.變頻電源在非電行業(yè)除塵器應(yīng)用分析[C]//第十七屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2017：540-543.