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2016年電力行業節能環保論壇暨技（jì）術應用交流會（huì）論文集，可在微信平（píng）台（tái）的環保書屋中查詢。

大（dà）型（xíng）超淨電袋（dài）複合除塵器在劣質煤機組

的（de）應用

福建龍淨環保股（gǔ）份（fèn）有限公司  陳奎續

摘要 以實現煙塵超低排放的河（hé）南平頂山發電分公司（sī）2×1030MW機組（zǔ）配套的超淨電袋複合（hé）除塵器為研究對象，分析超淨電袋複合除塵技術原理（lǐ）和措施，並介紹該工（gōng）程（chéng）具體的工（gōng）藝方案（àn），通過對現（xiàn）場實測結果和長期CEMS在線數（shù）據分析統計（jì），係統驗證超淨電袋複（fù）合（hé）除塵技（jì）術在燃燒劣質煤（méi）的大型機組上應用的可行性和穩定性（xìng），也驗證了以超（chāo）淨電袋，不上濕式電除塵實現煙塵超低排放工藝技（jì）術的可行性（xìng）。

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（wū）染形勢（shì）日趨嚴峻，隨著（zhe）《煤電節能減排升級與（yǔ）改造（zào）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（de）相繼出台，在環（huán）境保護、減排（pái）目標與發展需求的三（sān）重壓力下，電力（lì）行業積極開展（zhǎn）適應超低（dī）排放的發展戰略研究和（hé）環保科研攻關，並逐步開展超低（dī）排放的工程示範。2015年12月11日環保部等三部委聯合下發《全麵實（shí）施燃煤電廠超低排放和（hé）節能改造工作方案》，標誌著燃煤電（diàn）廠（chǎng）汙染（rǎn）物減排全麵進入“超（chāo）低排放”階段[1]。

在超低排（pái）放實施初（chū）期，煙塵控製一般（bān）采用以濕式電除塵技術為核心的技術路線，由於濕（shī）式電除塵器（qì）一定程度上增加了環保投（tóu）資以及廠用電率，行業（yè）普遍認（rèn）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，實現燃煤電廠超低排放的難度較大。因此，超低排放技術率先在優質煤電（diàn）廠（chǎng）實施工程示範（fàn）。

濕式電除塵器不僅存在（zài）上述缺點，還存在（zài）占（zhàn）地麵積大、改（gǎi）造周期長、部件易被腐蝕，廢水需二次處理等弊端。為此，我國環保企業在總（zǒng）結工程經驗的基礎上，通過技術創新（xīn）研發出超淨電袋技術，旨在不加裝濕式電（diàn）除塵器的條件下，簡化工藝路線，實現（xiàn）煙塵的超（chāo）低排放，同時，解決劣質煤電廠（chǎng）在保（bǎo）證經濟性的（de）前提下實現（xiàn）煙塵超低排放的問題。本文以河南平頂山（shān）發電分公司（sī）2×1030MW機（jī）組配套的（de）超淨（jìng）電袋除塵器為例，介紹其工藝（yì）方案、技術特點和優（yōu）勢，並通過分析現場（chǎng）實測結果和長期CEMS在線數據，係統驗證超淨電袋技術在燃燒劣質煤的大型（xíng）機組上應用的可行性和可靠性，也充分驗證了以超淨電（diàn）袋為核心，不上（shàng）濕式電除塵實現煙塵超低排放的工藝技術的可行性

2超淨電袋複合除塵技術

2.1 技術原理

超淨電袋複合除塵技術是指出口煙塵排（pái）放濃度＜5或10mg/Nm3，實（shí）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，出口煙塵濃（nóng）度低且穩定等優點，其濾袋使用壽命長，運行、維護（hù）費（fèi）用低，能夠保證長期高效穩定運行。從原理上（shàng）看，超淨電袋複合除塵器是在常規電袋複合除塵器的基（jī）礎上進一步（bù）技術創新、升級發展而來的。電袋複合除塵器是將靜電除塵和過濾除塵機理有機結合的（de）複合除塵技術，它充分利用前級電場收塵效率高和顆粒荷電的特點，大幅降低（dī）進（jìn）入濾袋區煙氣的含塵濃度，降低（dī）了濾袋過濾負荷，避免粗顆粒對濾袋衝刷造成磨（mó）損，並利用荷（hé）電粉塵（chén）過濾機理（lǐ）而提升設備的綜（zōng）合性能[2,3,4]。

2.2 技術措施

與常規的電袋複合除塵器相比，超淨電袋需采取如下主（zhǔ）要技（jì）術措施[4]：（1）電區與袋區好優耦合匹配，根據（jù）煤質條件（jiàn）選取電區和袋區關鍵參數，確定濾袋區不（bú）錯的入口粉（fěn）塵濃度值，使電區與袋區好優耦合（hé），並且技術經濟（jì）性（xìng）不（bú）錯。（2）強化顆粒荷（hé）電，提高（gāo）電區可靠性。首先，采用高（gāo）放電性（xìng）能、高（gāo）場強的電區極配型（xíng）式，提高顆粒荷電以及電場區除塵效率。其次，采用前後小分區供電技術（shù），提高電區可靠性。（3）采用高精過濾濾料。在工業生產中，在相同條件下，濾料的過濾精（jīng）度高低依次（cì）為PTFE覆（fù）膜濾料、超細纖（xiān）維梯度濾料、普通濾料。PTFE覆（fù）膜濾料是當前精度高（gāo）的過濾（lǜ）濾料，其（qí）次為超細纖維梯度濾料（liào），兩者（zhě）均屬於高（gāo）精（jīng）度過濾濾料，是超低（dī）排放電袋（dài）複合除塵器濾料的不錯。濾料過濾（lǜ）精度越高（gāo），電袋（dài）複合除塵（chén）器實現超低排放就越可靠，適應工況變化能力也越強，而且中長期運行阻力更低更平穩。（4）高均勻性氣流分布。在原（yuán）電袋複合除塵器（qì）氣流分布均勻的基礎上，進一步（bù）地細分，精細化設計流場和氣流分布，使電袋（dài）複合除塵器（qì）內氣流分布達到高均勻性（即超淨電袋袋區各（gè）室流量均（jun1）勻性相對偏差（chà）小於（yú）3%）。此外，還需在（zài）設（shè）計、製造、安裝、運行維護等各個環（huán）節進行嚴格把關。主要（yào）措施（shī）包括取消旁路結構、保證除塵器的密封性、加強濾（lǜ）袋加工質量監控（kòng）、加（jiā）強花板安裝密封性等。

3工程概況

3.1機組情況

河南平頂山發電分公司位於我國中部地區，屬於《重點區域大（dà）氣汙染防治“十二五（wǔ）”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（chéng）建設2×1030MW超超臨界燃煤機（jī）組，分別於（yú）2010年11月和12月投產。本（běn）次超（chāo）低排（pái）放改造機組（zǔ）為1號機組（zǔ），燃用煤種（zhǒng）為山（shān）西長治貧煤，煤質分析（xī）及飛灰特性分析如表1所示，設計煙（yān）氣量為1667010Nm³/h。從表（biǎo）1可以看出，機組燃用煤種的灰分較大，高達39.78%，並且飛灰（huī）中SiO2和Al2O3含量較高，比電阻較大。

表1 煤質分析

表（biǎo）2 飛灰特（tè）性分析

3.2 原煙塵控製（zhì）措施

本工程原煙塵控製措施為三室五電場靜電除塵器（qì），比集塵麵積104.6m2/m3/s，保證除塵效率（lǜ）99.8%，除塵（chén）器出口煙塵排放濃度長期在（zài）100mg/m3以上。因此（cǐ），1號機組進（jìn）行了低低溫（wēn）除塵改（gǎi）造，在除塵器前加裝（zhuāng）低低溫省煤器，其設計溫降30℃，除塵（chén）器入口煙（yān）氣溫度95℃。在低溫省煤器（qì）退（tuì）出運行時（shí），電除（chú）塵器入口（kǒu）煙氣溫度年平均120℃，高達（dá）135℃。由於1號機組除塵器入口煙塵濃（nóng）度（dù）較大，因此，在低低溫除塵改造後，除塵器出口的煙塵排放濃度在60mg/m3以（yǐ）上，仍不滿足設計要求。隨（suí）著《河南省2014-2020年（nián）煤電節能減排升（shēng）級與改造行動計劃》的頒布，電廠好終（zhōng）決定對原低低溫電（diàn）除塵器進行基於超淨電袋技術、不上濕電的煙（yān）塵超低排放改造。

3.3 超淨電袋技術改造方案

本工程采用超淨電袋複合除塵技（jì）術（shù）對原有電除塵器進行改造，於2015年（nián）6月完（wán）成，為兩（liǎng）電（diàn）三袋方（fāng）案。主（zhǔ）要改造（zào）措施如下：

（1）保留原鋼（gāng）支（zhī）架、殼體、灰鬥、進口喇叭、一、二（èr）電場。原除塵器三、四、五電場掏空，將原電除塵器改造為兩電三袋電袋複合式除塵器。對（duì）一、二電場電（diàn）除塵進行標準項目大（dà）修，對陰陽極振打係（xì）統進行（háng）徹底修複，滿足安全運行要求，其中陰極振打大小（xiǎo）針輪（lún）全（quán）部進行更換。陰極係統采（cǎi）用前後分區供電方式，原整流變（biàn）利舊。第三、四（sì）、五電場空間改造為長袋中壓脈衝行噴吹袋式除塵區。

（2）對一、二電場除塵（chén）參數（充電比、振打間（jiān）隔）進行自動優化調（diào）整（zhěng）（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能優化。

（3）通過CFD對除塵器（qì）入口煙（yān）道進行氣流均布實驗，調整並更換入口均流（liú）板，以保證除塵器入口煙氣量、流（liú）速（sù）分配均勻，經冷態調整後，保證除塵（chén）器（qì）入口煙氣通道好煙氣量差（chà）值（按穩定（dìng）截麵網格（gé）法測試）小於3%。

增加改造方案，如（rú）高精濾袋、匹配技術、流場分布雲圖等。

表3 主要技術參數表

4測（cè）試結果與分析

1#2#機組超淨電袋分（fèn）別於2015年（nián）5月、8月成功投運，設備運行（háng）穩定，清灰周期長達18小時，性能優（yōu）越（yuè）。河南電力（lì）科學研究院2015年（nián）7月對1#爐進行了熱態性能（néng）測試。

4.1 測點布置

在超淨電袋除塵器進出口與煙（yān）囪出口進行煙（yān）塵以及煙氣排放參數（流速、溫（wēn）度、壓力、濕度、含氧量）進行（háng）測試。其中，除塵器進口采樣布置在其6個水平煙道上，各布置5個（gè）測（cè）孔，每個測（cè）孔5個測點，共150個測點；出口同樣布置150個（gè）測點；煙囪出口采樣點布置（zhì）在煙囪內距地（dì）麵60m高的圓形煙道上，呈90°設置兩（liǎng）個測孔，每個測孔16個測點。

4.2 測試儀器與方法

在超（chāo）淨電袋除塵器的進（jìn）出（chū）口采用嶗應3012H型（xíng）托管平行自動型煙塵測試儀測量斷麵上（shàng）的上述煙氣參數，並對煙塵（chén）進（jìn）行等速采樣。煙囪煙塵測試采用德國（guó）SICK公司SHC502型（xíng）高效（xiào）煙塵采樣儀進行等速采樣。上述三個位置的采樣工作同（tóng）時（shí）進（jìn）行，其中，除塵器進出口每個煙道的采樣時間均為25min，煙囪出口的采樣時間為50min，采樣嘴直徑均為6mm。

4.3 測（cè）試工況

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

4.4 結果與（yǔ）分析

在上（shàng）述負荷工況條件下，超淨電袋（dài）除塵器進出口與煙囪出口的煙塵及（jí）其（qí）相關參數（shù）的測試結果見表4。測試表明：1號機組在1010MW負荷工況下（98%負（fù）荷），超淨電袋除塵器A、B兩列除塵器的除塵效率分別為99.980%、99.979%，漏（lòu）風率為1.72%、1.76%，阻力為646Pa、658Pa，煙塵排放濃度（dù）為8.39mg/Nm3、8.76mg/Nm3，滿足設計要求，煙囪出口煙塵排放濃度為4.36mg/Nm3，均滿足超低排放要求（qiú）。

表（biǎo）4 1號機（jī）組超（chāo）淨電袋（dài）除塵器測試結果

5長期在線CEMS數據分析

參照《固定汙染源煙氣排放連續監（jiān）測（cè）技術規範（試行）》（HJ/T 75-2007），將現場測試（shì）數（shù）據與除塵器出（chū）口（kǒu）、煙囪出口的CEMS數據進行比對，在滿足（zú）比對標準的基礎上，提取2015年6月30日~7月15的CEMS在線數據進行（háng）達標性與穩定性分析[6]。在此期間，1號機組入爐煤灰分在37%~45%波動（dòng），從圖1、圖2可以看出，除塵器出口煙塵排放濃度為（wéi）1.92~9.39mg/m3，平均濃度為4.82mg/m3，低於設（shè）計值10mg/m3達標保證率為100%，裝備的穩定性較好。煙囪出口煙塵排放（fàng）濃度（dù）為（wéi）0.71~7.82mg/m3，平均濃度為（wéi）3.10mg/m3，低於（yú）10mg/m3達標保證率為100%，滿足超（chāo）低排放要（yào）求。

圖1 除塵器出口煙塵排放在線數據

圖2 煙囪出口煙塵排放（fàng）在線數據

6結論與建議（yì）

超淨電袋除塵技術具有除塵效率高，能耗低、改造工期短、係統（tǒng）運行（háng）穩定（dìng）等特點，而且簡化了（le）工藝路（lù）線，在投資方麵比常規通（tōng）用技術如以濕電為核心的超低排放技術路（lù）線節省約30%~50%。該技術在河南（nán）平頂山發電分公司1030MW機組煙塵超低排放改造成功應用，現場測試和長期CEMS在線數據分析表明，超淨電袋除塵技術可（kě）行且穩定性高，適合在大型劣（liè）質煤電廠的煙塵超低排放控製，也為低成本高效（xiào）率地實現燃煤電廠的（de）煙塵超（chāo）低排放（fàng）提供（gòng）了有效的技術途徑。