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2016年電力行業節（jiē）能環保論壇暨技術（shù）應用交流會論文集，可（kě）在（zài）微信平台的環保書屋中查詢。

大型（xíng）超淨電袋複合除塵器在劣質煤機組（zǔ）

的應（yīng）用

福建龍淨環保股份有限（xiàn）公司  陳奎續

摘要 以實現煙塵超低排放的河南平頂山發電分公司（sī）2×1030MW機組配套的（de）超淨電袋複合除塵器為研究對象，分析超淨電袋複合除塵技術原理和措施，並（bìng）介（jiè）紹該工程具體的工藝方案，通過（guò）對現場實測結果和長期（qī）CEMS在線數據（jù）分析統計，係統驗證（zhèng）超淨電袋複合除塵技術在燃燒劣質煤的大型機組上應用（yòng）的可行性和穩定性，也驗證了以超淨電袋，不（bú）上濕式電除塵（chén）實現煙塵超（chāo）低排放工藝技（jì）術的可行性。

關鍵詞 超淨電袋 劣質煤電（diàn）廠 大型化

1前言

近年來，我國大氣汙染形勢日（rì）趨嚴峻，隨著《煤電節能減排升（shēng）級與（yǔ）改造行動計劃（2014-2020年）》（發改能（néng）源[2014]2093號）及地方“超低排放”控製政策的（de）相（xiàng）繼出台，在環境保護、減排目標與發展需求的三重壓力下（xià），電（diàn）力行業積極開展（zhǎn）適應超低（dī）排放的發展戰略研（yán）究和環保科研攻關（guān），並逐步開展超（chāo）低排放的（de）工程示範。2015年（nián）12月11日環保部等（děng）三部委聯合下發《全麵實施燃煤電廠超低排放和節能改造（zào）工作方案》，標誌著燃（rán）煤電廠汙染物（wù）減排全麵進入“超低排放”階段[1]。

在（zài）超低排放（fàng）實施初期，煙（yān）塵（chén）控製一般采用以濕式（shì）電除塵（chén）技術為核心的技術路線，由於濕（shī）式電除塵器一定程度上增加了環（huán）保投資（zī）以及廠用電率（lǜ），行業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，實現燃煤電廠（chǎng）超（chāo）低排放的難度較大。因此（cǐ），超低排放技術率先在優質煤電廠（chǎng）實施工程示範。

濕式電（diàn）除塵器不僅（jǐn）存在上述缺點，還存在占地麵積大、改造周期長、部件易（yì）被腐蝕，廢水需二次處理等弊端。為此，我國環保企業在總結（jié）工程（chéng）經驗的基礎上，通過技術創新研發出（chū）超淨電袋技（jì）術，旨在不加裝濕（shī）式電（diàn）除塵（chén）器的條件下，簡化（huà）工藝（yì）路線（xiàn），實現煙塵的超低排放，同時（shí），解決劣質（zhì）煤電廠在保證經濟性的前提（tí）下實現煙塵（chén）超低（dī）排放的問題。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（qí）工（gōng）藝方案、技術特點和優勢，並（bìng）通過分析現場實測結果和長（zhǎng）期（qī）CEMS在線數據，係統驗證超淨電袋技術在燃燒劣質煤的大型機組上應（yīng）用的可行性和可靠性，也充分驗證了（le）以超淨電袋（dài）為核心，不上濕式電除塵實現煙塵超低排放的工（gōng）藝（yì）技術（shù）的可行性（xìng）

2超淨電袋複合除塵技（jì）術

2.1 技術原理

超淨電袋複合（hé）除（chú）塵技術是指出口煙塵排放濃度＜5或10mg/Nm3，實現超低排放的電袋複合除塵器，也是一種不上濕電而簡化煙氣係統的超低排（pái）放工藝技術（shù）。它具有出口煙塵濃度不受煤質、飛灰成分變化影響，出口煙塵濃度低且穩定等優（yōu）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（wěn）定運行。從原理上看，超淨電袋複合除塵器是在常規電袋複合（hé）除塵器的基礎上進一步技（jì）術創新、升級發展而來的。電袋複合除塵器是將靜電（diàn）除塵（chén）和過濾除塵機理有機結合的複合除塵（chén）技術，它充分利用前級電場收塵效率高和顆粒荷電的特點，大幅降（jiàng）低進入濾袋區煙氣的含塵濃度，降低了（le）濾袋過濾負荷，避免粗顆粒（lì）對（duì）濾（lǜ）袋衝刷造成磨損，並利用（yòng）荷電粉（fěn）塵過濾機理而提升設備的綜合性能[2,3,4]。

2.2 技術措施

與常規的電（diàn）袋複合除塵器相比，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（ǒu）合，並（bìng）且技術經濟性不錯（cuò）。（2）強化顆粒荷電，提（tí）高電（diàn）區可靠（kào）性。首先，采（cǎi）用高放電性能、高場強的電區極配型式，提高顆粒荷電以及電場區（qū）除塵效率。其次，采用前後小（xiǎo）分區供電（diàn）技術，提（tí）高電（diàn）區可靠性。（3）采用高精過濾（lǜ）濾料。在工業生產中，在相同條件下（xià），濾（lǜ）料的（de）過濾精度高低依次為PTFE覆膜濾料、超（chāo）細纖維梯度濾料、普通濾料。PTFE覆膜濾（lǜ）料是當前（qián）精度高（gāo）的過濾濾料，其次為超細（xì）纖（xiān）維（wéi）梯度濾料，兩者均屬（shǔ）於高精度過濾濾料，是超低排放電袋複（fù）合除塵器濾料的不錯。濾料過濾精度越高，電袋複合（hé）除塵器實現超低排放就（jiù）越可靠，適應工況變化能力（lì）也越強，而且（qiě）中長期運行（háng）阻力更低更平穩。（4）高均勻性氣（qì）流分布。在原電袋複合除塵器氣流分布均勻（yún）的基礎上，進一（yī）步地細分，精細化設計（jì）流場和氣流分布（bù），使電袋複合除塵器內（nèi）氣流分布達到高均勻性（即（jí）超淨（jìng）電袋（dài）袋（dài）區各室流量均勻性相對偏差小於（yú）3%）。此外，還需在設計、製造、安裝、運行維護等各個環（huán）節進行嚴格（gé）把（bǎ）關。主要措施包括（kuò）取消旁路結構、保證除塵器的密封（fēng）性、加強濾（lǜ）袋加工質量監（jiān）控、加強花板安裝密封性等。

3工程概（gài）況

3.1機組（zǔ）情況

河南平頂山（shān）發電分（fèn）公司位於我國（guó）中部地區，屬於（yú）《重點區域（yù）大氣汙染（rǎn）防治“十二五”規劃》劃定（dìng）的（de）一（yī）般控（kòng）製區（qū），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，分別於2010年11月和12月投產。本次超低排放（fàng）改造機組為1號機組，燃用（yòng）煤種為山西長治貧煤（méi），煤質分析及飛灰（huī）特（tè）性分析如表1所（suǒ）示，設計煙（yān）氣量為（wéi）1667010Nm³/h。從表1可以看出，機組燃（rán）用煤種的灰分較大，高（gāo）達39.78%，並且飛灰中（zhōng）SiO2和Al2O3含量較（jiào）高，比電阻較大。

表1 煤質分析

表2 飛灰特性分析（xī）

3.2 原煙塵控（kòng）製措施

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104.6m2/m3/s，保證除（chú）塵效率99.8%，除塵器出口煙塵排放濃（nóng）度長期在100mg/m3以上。因此，1號（hào）機組進行了低低溫除塵（chén）改造，在除塵（chén）器（qì）前加裝低低溫省煤器，其設計溫降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（yān）氣溫度年（nián）平（píng）均120℃，高達135℃。由於1號機組除塵器入口煙塵濃度較大，因此，在低低溫除塵（chén）改造後，除塵器（qì）出口的（de）煙塵排放濃度在60mg/m3以上，仍不滿足（zú）設計要求。隨著《河南省2014-2020年煤電節能（néng）減排升級與改造行動計劃》的頒布，電廠（chǎng）好終決定對原低低溫電除塵器進（jìn）行基於超淨電（diàn）袋技術（shù）、不上濕電的煙塵（chén）超（chāo）低排放改造。

3.3 超淨電袋技術改造方案

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

（1）保留原鋼支架、殼體、灰鬥、進口喇叭（bā）、一、二電場。原除塵器三（sān）、四、五電場掏空，將原電除塵器改造為兩電三（sān）袋電袋複合式除塵器。對一（yī）、二電場（chǎng）電（diàn）除（chú）塵進行標（biāo）準項（xiàng）目大修，對陰陽極（jí）振打係統進行（háng）徹底修複，滿足安全運行要求，其中陰極振打大小針輪全部進行（háng）更換。陰極係統采用（yòng）前後分區供電（diàn）方式，原整流變利舊（jiù）。第三、四、五電場空間改造為長袋中壓脈（mò）衝行噴吹袋式除塵區。

（2）對一、二電場除塵參數（充電比、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（kòng）製室（shì）），對於袋區（qū）噴吹時間進行節能優化。

（3）通過CFD對除塵器入口煙道進行氣流均布實（shí）驗，調整並更換入口均流板，以保證除塵（chén）器入口煙氣量、流速分（fèn）配均勻，經冷態調整後（hòu），保證除塵器入口煙氣通道好煙氣量差值（按穩定（dìng）截麵網格法測試）小於3%。

增加改造方案，如高精濾袋（dài）、匹配技術、流（liú）場（chǎng）分布雲圖等（děng）。

表3 主要技術參（cān）數表

4測試結果與分析

1#2#機組超淨電袋分別於（yú）2015年5月、8月（yuè）成功投運（yùn），設備運行穩（wěn）定，清灰周期長達（dá）18小（xiǎo）時，性能優越。河南電力科學研究院2015年7月對1#爐進（jìn）行了熱態性能測試。

4.1 測點布置

在超（chāo）淨電（diàn）袋（dài）除（chú）塵器進出口與煙囪出口進（jìn）行煙（yān）塵以及煙氣排放參（cān）數（流速、溫度（dù）、壓力、濕度、含（hán）氧量）進行測試。其中，除塵器進口采樣（yàng）布置在其6個水平煙道上，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個測點；煙囪出口采樣點布置在煙囪內（nèi）距地麵60m高的（de）圓形煙道上，呈90°設置兩（liǎng）個測孔，每個測孔（kǒng）16個測點。

4.2 測試儀器與方法（fǎ）

在超淨電袋除塵器的進（jìn）出口采用（yòng）嶗應3012H型托管平行自動型煙塵測試儀測量斷麵上的上述（shù）煙氣參數，並對煙（yān）塵進行等速采樣。煙囪煙塵測試采用德國SICK公司SHC502型高效煙塵采樣儀進行等速采樣。上述三個（gè）位置的采樣（yàng）工作同時進行，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6mm。

4.3 測試工況

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

4.4 結果與分（fèn）析（xī）

在上述負荷工況條件下，超淨電袋除塵器（qì）進出口與煙囪出口的煙塵及其相關參（cān）數的（de）測試結（jié）果見表4。測試表明：1號機組（zǔ）在1010MW負荷工況下（98%負荷），超淨電袋除塵器（qì）A、B兩列除塵器的除塵效率分別為99.980%、99.979%，漏風率為1.72%、1.76%，阻力為646Pa、658Pa，煙塵排放濃度為8.39mg/Nm3、8.76mg/Nm3，滿足（zú）設計（jì）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號機組超淨電袋（dài）除塵器測試結果

5長期在線CEMS數據（jù）分析

參照《固定汙染源煙氣排（pái）放連續監（jiān）測技術規範（fàn）（試行（háng））》（HJ/T 75-2007），將現場測試（shì）數據與除塵器出口、煙囪出口的CEMS數據進行（háng）比（bǐ）對，在滿足比對標準的基（jī）礎上，提取2015年6月30日~7月15的CEMS在（zài）線（xiàn）數（shù）據進行達標性與（yǔ）穩定性分析[6]。在此期間，1號機（jī）組入爐煤灰分在（zài）37%~45%波動（dòng），從圖1、圖2可以看出（chū），除塵器出口煙塵排放濃（nóng）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（de）穩定性（xìng）較好。煙囪出口煙塵排放濃度為0.71~7.82mg/m3，平均濃度為3.10mg/m3，低於10mg/m3達標保證率為100%，滿足超低排放要求。

圖1 除塵器出口煙塵排放在線數據

圖2 煙囪出（chū）口煙塵排放在線數據

6結論與建議（yì）

超淨電袋除（chú）塵技（jì）術（shù）具有除塵效率高，能耗低、改造工期短、係統運（yùn）行穩定等特點，而且（qiě）簡化了工藝路線，在投（tóu）資方麵比常規通用技術如以濕電為核心的超低排放技術路線節省（shěng）約30%~50%。該技（jì）術在河南（nán）平頂山發電分公司1030MW機組煙（yān）塵超低排放（fàng）改造成功應用，現（xiàn）場測試和長期CEMS在線數（shù）據分析表（biǎo）明，超淨電袋（dài）除塵（chén）技術可行且穩定性高，適合（hé）在大型劣質煤（méi）電廠的煙塵（chén）超低排放控（kòng）製，也為低（dī）成本高效率地實現燃煤電廠的煙塵超低排放提供了有效（xiào）的技術途徑。