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2016年電力行業節能（néng）環保論壇暨技術（shù）應用交流會論文集，可在微信（xìn）平（píng）台的環保書屋中查詢。

大型超淨電袋複合除塵器在劣質煤機組

的應用

福建龍淨環保股份（fèn）有限公司  陳奎續

摘（zhāi）要（yào） 以實（shí）現煙塵超低排放的河南平頂山發電分（fèn）公司2×1030MW機組配套的超淨電袋複（fù）合除塵器為研（yán）究對象，分析超淨電袋複合除塵（chén）技術原（yuán）理和措施，並介紹該工程具體的工藝方（fāng）案，通過對現場實測結果和長期（qī）CEMS在線數據分（fèn）析統計，係統驗證超淨（jìng）電（diàn）袋複合除塵技術在燃燒劣質煤的大型機組上應用的可行性和穩定性（xìng），也驗證了以超淨電袋，不上濕式電除塵實現煙塵超低排放工藝技術的可（kě）行性。

關鍵詞 超淨電袋 劣質煤電廠 大型化

1前言

近年來，我（wǒ）國（guó）大氣汙染形勢日趨嚴峻，隨著《煤電節能（néng）減（jiǎn）排升級（jí）與改造行動計劃（2014-2020年）》（發改能源[2014]2093號）及地方“超低排放”控製政策的相繼出台，在環境保護、減排目標與發（fā）展需求的三重壓力下，電（diàn）力（lì）行業積極開展適應超低排放的發展戰略研究和環（huán）保科研（yán）攻關，並逐步開展超（chāo）低（dī）排（pái）放的工程示範。2015年12月11日環保部等三部委聯合下發《全麵實施燃（rán）煤電廠超低（dī）排放和節能改造工（gōng）作方案》，標誌（zhì）著燃煤電廠汙（wū）染物減排全麵進入“超低排放”階段[1]。

在超低排放實施初期，煙塵控製一般采（cǎi）用以濕式電除塵技術（shù）為核心的技術路線，由於（yú）濕式電除塵器一定（dìng）程度上增加了環保投資以及廠用電率，行業普遍認為在統籌考慮（lǜ）節能與減排雙重目標，同時考慮經濟性的前提下，實現燃煤電廠超低排放的難度較大。因此，超低排放（fàng）技術率先在優（yōu）質煤電廠實施工程示範。

濕（shī）式電除塵器不僅存在（zài）上（shàng）述缺點（diǎn），還存在占地麵積（jī）大、改（gǎi）造周（zhōu）期長、部件（jiàn）易被腐蝕，廢水需二次（cì）處理等弊端。為此，我國環保企（qǐ）業（yè）在總結工程經驗的（de）基礎上，通過技（jì）術創新研發出超淨電袋（dài）技術，旨在不加裝濕式電除塵器的條件（jiàn）下，簡化工（gōng）藝路線，實現煙（yān）塵的超低排放，同時（shí），解決劣（liè）質煤電廠在保證經濟性的前提下（xià）實現煙塵超低排放的問題。本文以（yǐ）河南平頂山發電分公司2×1030MW機組配套的（de）超淨電袋除塵器為例，介紹其工（gōng）藝方案、技術特點和優勢（shì），並通過分析現場實測結果和長期（qī）CEMS在線數據（jù），係統驗證超淨電袋技術在燃燒（shāo）劣質煤的大型機組上應用（yòng）的可行性和可（kě）靠性，也充（chōng）分（fèn）驗證了以超淨電袋為核心，不上濕式電除塵實現煙（yān）塵超低排放的工藝（yì）技術的（de）可（kě）行性（xìng）

2超淨電袋複合（hé）除塵技術

2.1 技術原理

超（chāo）淨電袋複（fù）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）的電袋複合除塵器，也是一種不上濕電而簡化煙氣係統的超低排放工藝技術。它具（jù）有出口煙塵濃度不受煤質、飛灰（huī）成分變化影響（xiǎng），出口煙塵濃度低且穩定等優點，其濾袋使用壽命（mìng）長，運行、維護費用低，能夠保證長期高效穩定運行（háng）。從原理上看，超（chāo）淨電袋複合除塵器是在常規電袋複合除塵器的基礎上進一步技術創新、升級發展而來的。電袋複合除塵（chén）器（qì）是將（jiāng）靜電除塵和過濾（lǜ）除塵機理有機結合的複合除塵（chén）技術，它充分利用前（qián）級電場收塵（chén）效率高和顆粒（lì）荷電的（de）特點，大幅降低進入濾袋區煙氣的含塵濃度，降（jiàng）低了濾袋（dài）過濾負荷，避免粗顆粒對濾（lǜ）袋衝刷造成磨損，並利用荷電粉塵過濾機（jī）理而提升設備的綜合性能[2,3,4]。

2.2 技術（shù）措（cuò）施

與常規的電（diàn）袋複合除塵器相比，超淨電袋需（xū）采取（qǔ）如下主要技術措施[4]：（1）電區與袋區（qū）好優（yōu）耦合匹配，根據煤質條件選取電區和袋區關鍵參數，確定濾袋區不錯的入口粉塵濃度值，使電區與袋區好優耦合，並且技術經濟性（xìng）不錯。（2）強化顆粒荷電，提高電（diàn）區可靠性。首先，采（cǎi）用高放電性（xìng）能、高場強的電區極（jí）配型式，提高（gāo）顆粒荷電以及電（diàn）場區除塵效率。其次（cì），采用前後小分（fèn）區供電技（jì）術，提高（gāo）電區可靠性。（3）采用高精過濾濾料。在工業生產中，在相（xiàng）同條（tiáo）件下，濾（lǜ）料的過濾精度高（gāo）低依次為PTFE覆膜濾料（liào）、超細纖維梯度（dù）濾料、普通濾料。PTFE覆膜濾料（liào）是當前精度高的過濾濾料，其次為超（chāo）細（xì）纖維梯度濾料，兩者均屬於高精度過濾濾料，是超低排放電袋複合除塵器濾料的不錯。濾料過（guò）濾精度越高，電袋複合除塵器實現超低（dī）排放就越可靠，適應工況變化能力也（yě）越強，而且中長期運行阻力更低更平穩。（4）高均勻性氣流分（fèn）布。在原電袋複（fù）合除塵器氣流分布均（jun1）勻的基（jī）礎上，進一步地細分，精細化設計流場和氣流分布，使電袋複合除塵器（qì）內氣流分布達到高均（jun1）勻性（xìng）（即（jí）超淨電袋袋區各室流量均勻（yún）性相對偏差（chà）小於3%）。此外，還需在設計（jì）、製造、安裝、運行維護等各個環節進（jìn）行嚴格把關。主要措施包括取消旁路結構、保證除塵器的密封性、加強濾袋加工（gōng）質量監控、加強花板安裝密封性等（děng）。

3工程概況

3.1機組情況

河南平頂（dǐng）山（shān）發電分公司位（wèi）於我國（guó）中（zhōng）部地區，屬於《重點（diǎn）區域大氣汙染防治“十二五”規劃》劃定的（de）一般控製區，執行GB13223-2011中表1的要求。一期工程建設2×1030MW超超臨界燃煤機組（zǔ），分別（bié）於2010年11月和12月（yuè）投產。本次超低排放改造機（jī）組為1號機組，燃用煤種為（wéi）山西長治貧煤，煤質分析及飛灰特性分析如表1所示，設計煙氣量為1667010Nm³/h。從表1可以看出，機組（zǔ）燃（rán）用煤種的灰分較大，高達39.78%，並且飛灰中（zhōng）SiO2和Al2O3含量較高，比電阻較大。

表1 煤（méi）質分析

表2 飛（fēi）灰特性（xìng）分析

3.2 原煙塵控（kòng）製措施

本工（gōng）程原煙塵控（kòng）製措施為三室五電場靜電（diàn）除塵器，比集塵麵積104.6m2/m3/s，保證除塵效率99.8%，除塵器出口煙塵排放濃度長期在100mg/m3以上。因此，1號機組進行（háng）了（le）低（dī）低溫除塵改（gǎi）造，在除塵器前加裝低低溫省煤器，其設計溫降30℃，除（chú）塵器（qì）入口煙氣溫（wēn）度95℃。在低溫省煤器退出運（yùn）行時，電（diàn）除塵器入口煙氣溫度年（nián）平均120℃，高達135℃。由於1號機組除塵器入口煙塵濃度較大，因此，在（zài）低低溫除塵改造後，除塵器出口（kǒu）的煙塵排放濃（nóng）度在60mg/m3以上，仍不滿足設計要求。隨著《河南省2014-2020年煤電節能減排（pái）升級與改造行動計劃（huá）》的頒布，電廠好（hǎo）終決定對原低低溫電（diàn）除（chú）塵器進行基於超淨（jìng）電袋技術、不上濕電的煙塵超低排放改造。

3.3 超（chāo）淨（jìng）電袋技術改造方案（àn）

本工程采用超淨電袋（dài）複合除塵技（jì）術對原有電除塵（chén）器進行（háng）改造，於2015年6月完成，為兩電三袋方案。主要（yào）改造措施如下：

（1）保（bǎo）留原鋼支架、殼（ké）體、灰鬥、進口喇叭、一、二電場。原除塵器三、四、五（wǔ）電場掏（tāo）空，將原電除塵器改造為兩電（diàn）三袋電袋複合式除（chú）塵器。對一、二電場電除塵進（jìn）行標準項目大修，對陰陽極（jí）振（zhèn）打係統進行徹底修複，滿足安全運行要求，其中陰極振（zhèn）打大小針輪（lún）全部進行更換。陰極係統采用前後分（fèn）區供電方式，原整流變利舊。第（dì）三、四、五（wǔ）電場空間改造為長袋中（zhōng）壓脈衝行噴吹袋式除塵區。

（2）對一、二（èr）電（diàn）場除塵參數（充電比、振打間隔）進行自動優化調整（原鍋（guō）爐負荷信號已接入控製室），對於袋（dài）區噴吹（chuī）時間進行節能優化。

（3）通過CFD對（duì）除塵器入口煙道進行氣流均布實驗，調整並更換入（rù）口均流板，以保證除塵器入口煙氣量、流速分配均勻，經（jīng）冷（lěng）態調整後，保（bǎo）證除塵器入口煙氣通（tōng）道好煙氣量差（chà）值（按穩定截麵網（wǎng）格法（fǎ）測（cè）試）小於3%。

增加改造方案（àn），如高精濾（lǜ）袋、匹（pǐ）配技術、流場分布雲圖等。

表3 主要技術參數表

4測試（shì）結果與分析

1#2#機組超淨電袋分別於2015年5月、8月成功投運，設備運行穩（wěn）定，清灰周期長達18小時，性（xìng）能優越。河南電力科學研究院（yuàn）2015年7月（yuè）對1#爐進行了熱態性能測試。

4.1 測點布置

在超淨電袋除塵器進出口與煙囪（cōng）出口進行煙塵以及煙（yān）氣排放參數（流（liú）速、溫度、壓力、濕（shī）度、含氧量）進行測試（shì）。其中，除塵器進口采樣布置在其6個（gè）水平煙道上（shàng），各布（bù）置5個測孔，每（měi）個測孔（kǒng）5個測點，共150個測點（diǎn）；出口同樣布置150個測點；煙囪出口采（cǎi）樣點布置在煙囪內距地麵60m高（gāo）的圓形煙（yān）道上，呈90°設置兩個測孔，每個測孔16個測（cè）點。

4.2 測試（shì）儀（yí）器與方法（fǎ）

在超（chāo）淨（jìng）電袋除塵器的進出口采用嶗應3012H型托管平行自動型煙塵測試儀（yí）測量斷麵上的上（shàng）述煙氣參數，並對煙塵進行等速（sù）采樣。煙囪煙塵測試采（cǎi）用德國SICK公司（sī）SHC502型高效煙塵采樣儀（yí）進行等速采樣。上述三個位置的采樣工作同時（shí）進行，其中，除塵器進出口每個煙道的采樣時間均為25min，煙（yān）囪出口的采樣時間為50min，采樣嘴直徑均為（wéi）6mm。

4.3 測試工況

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

4.4 結果與分析

在上述負荷工況（kuàng）條件下，超淨電（diàn）袋（dài）除塵器進出口與煙囪（cōng）出口的煙塵及其相關參數的測（cè）試結果見表4。測試表明：1號機組在1010MW負荷工況（kuàng）下（98%負荷（hé）），超淨電袋（dài）除塵器A、B兩列除塵器的除塵效率分別（bié）為99.980%、99.979%，漏風率為1.72%、1.76%，阻（zǔ）力為646Pa、658Pa，煙塵排放（fàng）濃度為8.39mg/Nm3、8.76mg/Nm3，滿足（zú）設計要求，煙囪出口煙塵排放濃度（dù）為4.36mg/Nm3，均滿足超低（dī）排放要求。

表4 1號機組超淨電袋除塵器測試結果

5長期在線CEMS數（shù）據分析

參（cān）照《固定汙染源（yuán）煙氣（qì）排放連續監測技術規範（試行）》（HJ/T 75-2007），將現場測（cè）試數據與除塵器出口、煙（yān）囪出口的CEMS數據進行比對，在（zài）滿足比對標準的基礎上，提取2015年（nián）6月30日~7月15的（de）CEMS在線數據進行達標性與穩（wěn）定性分析[6]。在（zài）此期間，1號機組入爐煤灰分在37%~45%波動，從圖1、圖2可以看（kàn）出，除塵器（qì）出（chū）口煙塵排放濃度為1.92~9.39mg/m3，平均（jun1）濃（nóng）度為4.82mg/m3，低於設計值10mg/m3達標保（bǎo）證率為100%，裝備的穩定性（xìng）較好。煙（yān）囪出口煙塵排放（fàng）濃度為0.71~7.82mg/m3，平均濃度為3.10mg/m3，低於10mg/m3達標保證率為100%，滿足（zú）超低（dī）排放要求。

圖1 除塵器（qì）出口煙塵排放在線數據

圖2 煙囪出口（kǒu）煙塵排放在線數據

6結論與建議

超淨電袋除塵技（jì）術具有除塵效率高，能（néng）耗低、改造工期短、係統運行穩定等特點，而且簡化了（le）工藝路線，在投資方麵比常規通用技術如以濕電為核心的超低（dī）排（pái）放技術路線節省約30%~50%。該技（jì）術在河南平（píng）頂山發電分公司1030MW機組煙塵超低排放改造成（chéng）功（gōng）應用，現場測試和長期CEMS在線數據分析（xī）表明，超淨電袋除塵技術可行且穩定性高，適合（hé）在大型劣質煤（méi）電廠的煙塵超低排放（fàng）控製，也為低成本高效率地實現燃煤（méi）電（diàn）廠的煙塵超低（dī）排放提供了有（yǒu）效的（de）技術途徑。