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大型超淨電袋複合除塵器在劣（liè）質煤機組

的應用

福建龍淨環保股份有限公司  陳奎續

摘要 以實現煙（yān）塵超低排放的河南平頂山（shān）發電（diàn）分公司2×1030MW機組配（pèi）套的（de）超淨電袋複合（hé）除（chú）塵器（qì）為研究對象，分（fèn）析超淨電袋複合除塵技術原（yuán）理和措施，並介紹該工程具體的工藝方案，通過對現場實測結果和（hé）長期CEMS在線數據分（fèn）析統（tǒng）計（jì），係統驗證超淨電袋複合除塵技術在燃燒劣質煤的大型機組上應用的（de）可行性和穩（wěn）定性，也驗證了以超淨電袋，不上（shàng）濕式電除塵實現（xiàn）煙塵超低（dī）排放工藝技術的可行性。

關鍵詞 超淨電袋 劣質煤電廠 大型化

1前言（yán）

近年來，我國（guó）大氣汙染形（xíng）勢（shì）日（rì）趨嚴（yán）峻，隨著《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年（nián））》（發改能源[2014]2093號）及地方“超低排放”控製政策的相繼出台，在環境（jìng）保護、減排目標與發展需（xū）求的三重壓力下（xià），電力行業積極開展適應超低（dī）排放的（de）發展戰（zhàn）略研究和環保科研攻關，並逐步開展超（chāo）低排放的工程示範。2015年12月11日環保部等三部委聯（lián）合下發《全麵實施燃煤電廠超（chāo）低排放（fàng）和節能改造工作方案》，標誌著燃煤電廠汙染物（wù）減排全（quán）麵進入（rù）“超低排放”階段[1]。

在超低排放實施初期，煙塵控製（zhì）一般采用以（yǐ）濕（shī）式電（diàn）除塵技術（shù）為核心的技（jì）術路線，由於濕式電除塵器一定程度上增加了環保投資以及廠用電率，行業（yè）普遍認為在統籌考慮節能與減排雙重目標，同時考慮經濟性的前提下，實現（xiàn）燃煤電廠超低排放（fàng）的難度較（jiào）大。因此，超（chāo）低排放技術（shù）率先在優（yōu）質煤電廠實施工程示範。

濕式電除塵器不僅存在上述缺點，還存在占地麵積大、改造周期長、部件易被腐蝕，廢水需二（èr）次處理（lǐ）等（děng）弊端。為（wéi）此，我國（guó）環保企業在總結工程經驗的基礎上，通（tōng）過技術創新研發出超淨電袋技術，旨在不加裝濕式電除塵器的（de）條件下，簡化（huà）工藝路線，實現煙塵的超低排放，同時，解決劣質煤電廠在保證經濟性的前提（tí）下實現（xiàn）煙塵超低排放（fàng）的問題（tí）。本文以河南平頂山發電分公司2×1030MW機組配套的超淨電袋除塵器為例，介紹其工藝方案、技（jì）術特（tè）點（diǎn）和優勢，並通過（guò）分析現場實測結果和長期CEMS在線數（shù）據，係統驗（yàn）證超淨（jìng）電袋技術在燃燒劣質煤（méi）的大型（xíng）機組上（shàng）應用的可行（háng）性和可靠性，也充分驗證了（le）以超淨電袋為核心，不上濕式電除塵實現煙塵超（chāo）低（dī）排放的工藝技術的可行性

2超淨電袋複合除塵技術

2.1 技（jì）術原理

超淨電（diàn）袋複合除塵技術是指出口煙塵排放濃度＜5或10mg/Nm3，實現超低排放（fàng）的電袋（dài）複合除塵器，也是一種不上濕電而簡化煙氣係（xì）統的（de）超低排放工藝技術。它具有出口煙塵濃度不受煤質、飛灰成分變化影響，出口煙塵（chén）濃度低且穩定等優點，其濾（lǜ）袋使用壽命長，運行、維護費用低，能夠保證長期高效穩定運行。從（cóng）原理上看，超（chāo）淨電（diàn）袋複合除塵器是在常規電（diàn）袋複合除塵器的基礎上進一步技術創（chuàng）新、升級發（fā）展而來的。電袋複合除塵器是將靜（jìng）電除塵和過濾除塵機理有機結合的複合除塵技術，它（tā）充分利用前（qián）級（jí）電場收塵效率（lǜ）高和顆粒荷電的特點，大幅降低進入濾袋區煙氣（qì）的含塵濃度，降低了濾袋過濾負荷，避（bì）免粗（cū）顆粒對濾袋衝刷造（zào）成磨損，並利用荷（hé）電粉塵過濾機理而提升設備的綜合（hé）性能[2,3,4]。

2.2 技術措施

與常規的電袋複（fù）合除塵器相比，超淨電袋需采取如下主要技術措施[4]：（1）電區與袋區好優耦合匹配，根據煤質條件選取電區（qū）和袋區關鍵參數，確定濾袋區（qū）不錯的入口（kǒu）粉塵（chén）濃度值，使電區與袋區好優耦合，並且技術經濟性不錯。（2）強化顆粒荷電，提高電區（qū）可靠性。首先（xiān），采（cǎi）用高（gāo）放電性（xìng）能、高場強的電區極配（pèi）型式，提高顆粒（lì）荷電以及電場區除塵效率。其次，采用前（qián）後小分區供電技術，提高電區可靠性。（3）采用高精過濾濾料。在工業生（shēng）產中，在（zài）相同條件下，濾料的（de）過濾精度（dù）高低依次為PTFE覆膜濾料、超細纖維梯度濾料、普通濾料。PTFE覆膜濾料是當前精度高的過濾（lǜ）濾料，其次為超細纖維梯度濾料，兩者均屬於（yú）高精度過濾濾料，是超低排放（fàng）電袋複合除塵器濾料的不（bú）錯。濾料過濾精度越高（gāo），電（diàn）袋複（fù）合除塵器（qì）實現超低排放就越可（kě）靠（kào），適應工況變化能力也越強，而且中長（zhǎng）期運行阻力更低更平穩。（4）高（gāo）均（jun1）勻性氣流分布。在原電袋複合除塵器氣（qì）流分布均勻的基礎上，進一步地細（xì）分（fèn），精細化設計流場（chǎng）和氣流分布，使電袋複合除塵（chén）器內氣流分布達到高均勻性（即超淨電（diàn）袋袋區（qū）各室流量均（jun1）勻性相對偏差小於3%）。此（cǐ）外，還需在設（shè）計、製造、安裝、運行維護等各個環節（jiē）進行（háng）嚴格把關。主要（yào）措施包括（kuò）取消旁路結構、保證除塵器的密封性、加強濾袋加（jiā）工質量監控、加強花板安裝密封性等。

3工程概況

3.1機組（zǔ）情況

河南平頂山發電分公（gōng）司位於我（wǒ）國中部地區，屬於《重點區域大氣（qì）汙染（rǎn）防治“十二五”規（guī）劃》劃定（dìng）的一般控製區，執行GB13223-2011中表1的要（yào）求。一期工程建設2×1030MW超超（chāo）臨界燃煤機組，分別於2010年11月和12月投產。本次超低排放改造機組為1號機組（zǔ），燃用煤種為山西長治貧煤，煤質分析及飛（fēi）灰特性分析如表1所示，設計煙氣量為1667010Nm³/h。從（cóng）表1可（kě）以看（kàn）出，機組燃用煤（méi）種的灰分較大，高（gāo）達39.78%，並且（qiě）飛（fēi）灰（huī）中SiO2和Al2O3含量較高，比（bǐ）電阻較大。

表1 煤質分析

表2 飛灰特性分（fèn）析

3.2 原煙（yān）塵控製措（cuò）施

本工程原煙塵控製措施為三室五電場靜電除塵器，比集塵麵積（jī）104.6m2/m3/s，保證除塵（chén）效率99.8%，除塵（chén）器出口煙塵排放濃度長期在100mg/m3以上。因此，1號（hào）機組進行了低低溫（wēn）除塵改造，在除塵器前加裝低低（dī）溫省煤器，其設計溫（wēn）降30℃，除塵器入口煙氣溫度95℃。在低溫省煤器退出運行時，電除塵器入口煙氣溫（wēn）度年平均120℃，高達135℃。由於1號機組（zǔ）除塵器入口煙塵濃度較大，因此，在低低溫除塵改造後，除塵器出口的煙塵（chén）排放濃度在60mg/m3以上，仍不（bú）滿足（zú）設計要求。隨著《河（hé）南省2014-2020年煤電節能減排升級與改造行動計劃》的頒布，電廠好終（zhōng）決（jué）定（dìng）對（duì）原低低溫電除塵器進行基於超（chāo）淨電袋（dài）技術、不上濕電的煙塵超低排放（fàng）改造。

3.3 超淨（jìng）電袋（dài）技術改造方案

本工程采用超淨電袋複合除塵技術（shù）對原有電除（chú）塵器進行改造，於2015年6月完成，為兩電三袋方案。主要改造措施如下：

（1）保留原鋼支架（jià）、殼體、灰鬥、進口喇叭、一、二電場。原除塵器三（sān）、四、五電場掏空，將原電（diàn）除塵器（qì）改造為兩電三袋電（diàn）袋複合式（shì）除塵器。對一（yī）、二電場電除塵進行標（biāo）準項（xiàng）目大（dà）修，對陰陽極振打係統進行徹底修複，滿（mǎn）足安全運行要求，其中陰極振打大小針輪（lún）全部進行更換。陰（yīn）極（jí）係統采用前後分區供電方式，原整流變利舊。第三、四、五電場空（kōng）間改造為長袋中壓脈衝行噴吹（chuī）袋式（shì）除塵區。

（2）對一、二電場除塵參數（充電（diàn）比、振打間隔）進行自動優化（huà）調整（原鍋爐負（fù）荷信號已接入控製室），對於袋區噴吹時間進行節（jiē）能優化（huà）。

（3）通過CFD對除塵器入口煙道進行氣流均布實驗，調整並更換入口均流板，以保證除塵器入口煙氣量（liàng）、流速分配均（jun1）勻，經冷態調整後，保證除塵器入口煙氣通道好煙（yān）氣量差（chà）值（按穩定截麵網格法測試）小於3%。

增加改造方案，如高精濾袋、匹配技術、流（liú）場分布雲（yún）圖等。

表3 主要技術參數表

4測（cè）試結果與分（fèn）析

1#2#機組超淨電袋分別於（yú）2015年5月、8月成（chéng）功投運，設備運行穩定，清灰周期（qī）長達（dá）18小時，性能優越。河南電（diàn）力科學研究院（yuàn）2015年7月對1#爐進行了熱態性能測試。

4.1 測（cè）點布置

在（zài）超淨電（diàn）袋除塵器進出口與煙囪出口進行煙塵以及（jí）煙氣排放參數（流速、溫度、壓力、濕度、含氧（yǎng）量）進（jìn）行測試。其中，除（chú）塵器進口（kǒu）采樣布（bù）置在其6個水（shuǐ）平煙（yān）道上，各布置5個測孔，每個測孔5個測點，共150個測點；出口同樣布置150個測（cè）點；煙囪（cōng）出口采樣（yàng）點布置在煙囪內距地（dì）麵60m高（gāo）的（de）圓形煙道上，呈90°設置兩個測孔，每個測孔（kǒng）16個（gè）測點（diǎn）。

4.2 測試儀器（qì）與方法

在超淨（jìng）電袋除（chú）塵器的進出口采用嶗應3012H型托管平行自動型煙塵測試儀測量斷麵上的上述煙（yān）氣參數，並對煙塵進行等速采樣。煙囪煙塵測試采用（yòng）德國SICK公司SHC502型高效煙塵采樣儀進行等速采樣。上述三個位（wèi）置的采樣工作同（tóng）時進行，其中，除塵器進出口每個煙道的采樣時間均為25min，煙囪（cōng）出口的采樣時間為50min，采樣嘴直徑均為6mm。

4.3 測試工（gōng）況

對1號機組在1010MW負荷下進行測（cè）試，好波動幅度≤5%。測試期間燃用煤種見表1。測試（shì）時間為2015年7月（yuè）12~13日。

4.4 結果與分析

在（zài）上述負荷工況（kuàng）條件（jiàn）下（xià），超淨（jìng）電袋除塵器進出口與煙（yān）囪出口的煙塵及（jí）其相關（guān）參數的測試結果見（jiàn）表4。測試（shì）表明：1號機組在1010MW負荷工況下（98%負荷），超淨電袋除塵器A、B兩列除塵器的除（chú）塵效率分別為99.980%、99.979%，漏風（fēng）率為（wéi）1.72%、1.76%，阻（zǔ）力為646Pa、658Pa，煙塵排放（fàng）濃度（dù）為8.39mg/Nm3、8.76mg/Nm3，滿足（zú）設計要求，煙囪出口煙塵排放濃度為4.36mg/Nm3，均（jun1）滿足超低排放要求。

表4 1號（hào）機組超淨電袋除塵器測試（shì）結果

5長期在線CEMS數據分析

參照《固（gù）定汙染源煙氣排放連續監測技術規範（試行）》（HJ/T 75-2007），將現場測試數據與除塵器出口、煙囪出口的CEMS數據進（jìn）行比對，在滿足比對（duì）標準（zhǔn）的基礎上，提取2015年6月30日~7月15的CEMS在線數據進行達標性與穩定性分析（xī）[6]。在（zài）此期間，1號機組入爐煤灰分在37%~45%波動（dòng），從圖1、圖2可以看出（chū），除塵（chén）器出口煙塵（chén）排放濃度為1.92~9.39mg/m3，平均濃度為4.82mg/m3，低於設計值10mg/m3達標保證率為100%，裝備的穩定性較好。煙（yān）囪出口煙塵排放濃（nóng）度為0.71~7.82mg/m3，平均濃度為3.10mg/m3，低於10mg/m3達標保證（zhèng）率為100%，滿足超低排放要求。

圖1 除塵器出口煙塵（chén）排（pái）放在線數據

圖2 煙（yān）囪出口煙塵排放（fàng）在線數據

6結論與建議

超淨電（diàn）袋除塵技術具有（yǒu）除塵效率高，能耗低、改造工期短、係統運行穩定等（děng）特點，而且簡化了工藝路線，在投資方麵比常規通用技術如（rú）以濕電為核心的（de）超低排放技術路線節省約30%~50%。該技術在河南平頂山發電分公司1030MW機（jī）組煙塵超低（dī）排放改造成功（gōng）應用，現（xiàn）場測試和長期CEMS在線數（shù）據分（fèn）析表明，超淨（jìng）電袋除塵技術可行且穩定性高，適合（hé）在大型劣質煤電廠的煙塵超低排放控製，也為低成本高效率地（dì）實現燃煤電廠的（de）煙塵超（chāo）低排（pái）放提（tí）供了有效（xiào）的技（jì）術途徑。