袋式除塵技術(shù)在我國(guó)燃煤電廠的推廣應(yīng)用

陶 暉，陶 嵐

（寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201999）

袋式除塵技術(shù)在我國(guó)燃煤電廠的推廣應(yīng)用

陶 暉，陶 嵐

（寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201999）

回顧了袋式除塵技術(shù)在我國(guó)燃煤電廠的推廣應(yīng)用歷程，論述了我國(guó)燃煤鍋爐煙氣的特殊工況條件和袋式除塵器對(duì)治理電廠鍋爐煙氣的綜合優(yōu)勢(shì)，總結(jié)了我國(guó)燃煤電廠對(duì)推廣應(yīng)用袋式除塵作出的貢獻(xiàn)。展望在下一階段實(shí)施新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的過(guò)程中，袋式除塵器必將對(duì)電廠節(jié)能排減發(fā)揮更大作用。

燃煤電廠；鍋爐煙氣治理；袋式除塵器；協(xié)同控制；節(jié)能減排

1 概述

燃煤電廠發(fā)電機(jī)組是大氣環(huán)境的集中工業(yè)污染源之一。按近十年的統(tǒng)計(jì)，其顆粒物排放量占我國(guó)顆粒物排放總量的10%～20%。

我國(guó)燃煤電廠具有“市場(chǎng)煤”“計(jì)劃電”的中國(guó)特色，機(jī)組多樣、用煤不定、參數(shù)多變。

20世紀(jì)，在國(guó)內(nèi)對(duì)煙塵排放限值比較寬松的條件下，燃煤電廠對(duì)除塵器的選型經(jīng)歷了濕法洗滌、干法旋風(fēng)、靜電除塵的過(guò)程。80年代曾有安徽淮南電廠、山東南定電廠、四川內(nèi)江電廠、云南普坪村電廠和巡檢司電廠嘗試采用袋式除塵器，都是反吹風(fēng)類型配玻纖濾袋。受當(dāng)時(shí)袋式除塵技術(shù)水平的限制，加上上馬匆促，經(jīng)驗(yàn)不足，相繼暴露出“破袋、糊袋、高阻”等一系列問(wèn)題，最后以失敗告終。1994年，上海楊浦電廠引進(jìn)了澳大利亞LURGI HONDEN低壓脈沖袋式除塵技術(shù)，對(duì)33#爐實(shí)行了電改袋，配Acrylic濾料。由于系統(tǒng)混風(fēng)不均，導(dǎo)致局部超溫，濾袋在短時(shí)間內(nèi)成批破損。后曾更換了多批玻纖耐高溫濾袋，也因氣流分布不均、控制系統(tǒng)等多種問(wèn)題不能解決而最終改回了電除塵。

20世紀(jì)末，我國(guó)先后兩次修改《鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3841）、《鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GWPB3-1999）。根據(jù)歐美地區(qū)和國(guó)家在燃煤電廠推廣應(yīng)用袋式除塵技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，國(guó)家環(huán)保總局曾組織專題考察，并立項(xiàng)攻關(guān)，選定蘇州電廠35t/h爐做中試，研究脈沖、機(jī)振等三類袋式除塵器以及Nomex、Gero-tex等八種濾料的實(shí)際應(yīng)用，吸取了前期盲目推廣的慘痛教訓(xùn)，為袋式除塵器在燃煤電廠的理性推廣應(yīng)用做了技術(shù)準(zhǔn)備工作。

進(jìn)入21世紀(jì)，受我國(guó)更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)趨動(dòng)，袋式除塵技術(shù)在燃煤電廠的應(yīng)用邁開(kāi)了堅(jiān)定步伐。2001年內(nèi)蒙豐泰電廠新建2×200MW機(jī)組，根據(jù)燃用準(zhǔn)格爾煤的特殊條件，經(jīng)廣泛調(diào)研，決定改變?cè)p室4電場(chǎng)的除塵方案，采用引進(jìn)德國(guó)LURGI技術(shù)的低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器，獲得成功，開(kāi)始了我國(guó)燃煤電廠應(yīng)用袋式除塵的歷程。2003年鄭州新力電廠應(yīng)用低壓回轉(zhuǎn)脈動(dòng)技術(shù)對(duì)5#-200MW機(jī)組實(shí)施電改袋，取得穩(wěn)定運(yùn)行64個(gè)月的良好業(yè)績(jī)，而后對(duì)其余5個(gè)機(jī)組全部予以改造。

2003年，河南焦作電廠采用我國(guó)自行研發(fā)的低壓長(zhǎng)袋行噴脈沖技術(shù)對(duì)4#-220MW機(jī)組實(shí)施電改袋，由于存在覆膜濾袋質(zhì)量不過(guò)關(guān)等問(wèn)題，經(jīng)歷了反復(fù)。在對(duì)3#-220MW機(jī)組改造時(shí)，吸取了4#機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，作為國(guó)家“863”課題示范工程，力推“直通均流行脈沖”技術(shù)取得成功。這是我國(guó)首次利用自主技術(shù)實(shí)施燃煤機(jī)組電改袋的成功案例。寶鋼自備電廠3#-350MW機(jī)組是燃煤與高爐煤氣混燒型鍋爐，燃燒工況復(fù)雜，煙氣參數(shù)多變。2008年實(shí)施電改袋，采用直通均流行噴脈沖純袋式除塵器，階梯形袋室，入口設(shè)噴霧冷卻裝置（IDH）調(diào)溫，研發(fā)PPS超細(xì)面層、PTFE基布梯度結(jié)構(gòu)濾料，工程投運(yùn)至今已有58個(gè)月，除塵器經(jīng)受了全燃煤、最大混燒高爐煤氣、機(jī)組滿負(fù)荷發(fā)電、煙氣噴霧冷卻調(diào)溫、鍋爐爆管等多種工況的考驗(yàn)，取得高效、低阻、長(zhǎng)壽命的良好成效。

2002年，我國(guó)將內(nèi)濾分室反吹與外濾扁袋回轉(zhuǎn)反吹兩種袋式除塵技術(shù)相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，研發(fā)成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分室定位回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、清灰能耗低的特點(diǎn)。2008年用于山西漳山電廠3#、4#-600MW機(jī)組電改袋，曾走過(guò)“采用環(huán)鏈撥動(dòng)實(shí)現(xiàn)分室切換”的彎路，造成故障頻繁、清灰失控、除塵器高阻運(yùn)行、影響正常發(fā)電的嚴(yán)重后果。2010年重又改為回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)，基本上消除了這一弊端，并在廣東湛江電廠2#-300MW機(jī)組電改袋項(xiàng)目中應(yīng)用，至今運(yùn)行正常，取得了除塵脫汞、節(jié)能減排的良好效果。

2003年，我國(guó)在上海浦東水泥廠首推前電后袋復(fù)合除塵器。電袋復(fù)合除塵器綜合了電除塵和袋除塵的優(yōu)點(diǎn)，粉塵先經(jīng)電區(qū)荷電除去粗粒塵、凝并細(xì)粒塵，進(jìn)入袋區(qū)，荷電塵在袋表面有序排列，形成疏松塵餅，有利于降低過(guò)濾阻力，提高過(guò)濾效率。并且電區(qū)作為袋區(qū)的緩沖，對(duì)煙氣的短時(shí)高低溫、4管爆裂、超量泄氨等非常工況具有防護(hù)作用，因此更容易被接受。2005年首次用于天津軍梁城50MW機(jī)組電站鍋爐除塵，并逐步擴(kuò)大到200MW、300MW、600MW機(jī)組應(yīng)用。2012年河南新密電廠新建2×1000MW特大型機(jī)組，確定選用電袋復(fù)合除塵器。2013年召開(kāi)了技術(shù)評(píng)審會(huì)，專家組的評(píng)審意見(jiàn)為：“新密電廠電袋復(fù)合除塵器是迄今為止世界上首臺(tái)投運(yùn)的最大型電袋復(fù)合除塵器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，總體技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先”。目前在我國(guó)電力行業(yè)正常投運(yùn)的電袋復(fù)合除塵器有450多臺(tái)（套），出口10多臺(tái)（套）。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2013年底，全國(guó)煤電機(jī)組裝機(jī)容量的20%以上已采用袋式或電袋復(fù)合除塵器。2013年10月中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)袋式除塵委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱：袋委會(huì)）組織對(duì)上海外高橋發(fā)電責(zé)任有限公司等10個(gè)燃煤電廠的28臺(tái)袋式除塵器進(jìn)行調(diào)研。被調(diào)研的燃煤電廠類型既有主力電廠，也有熱電廠；既有新建項(xiàng)目，也有改造項(xiàng)目；既有純袋式除塵器（19臺(tái)），也有電袋復(fù)合除塵器（9臺(tái)）；裝機(jī)容量涉及100MW、200MW、300MW、600MW、1000MW各個(gè)能級(jí)。28臺(tái)袋式除塵器全都處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，具有高效、低阻、長(zhǎng)壽命的綜合高性能，收到了節(jié)能減排的良好效果。

2 我國(guó)燃煤機(jī)組的特殊條件

2.1 “市場(chǎng)煤”“計(jì)劃電”的中國(guó)特色

我國(guó)煤電企業(yè)在“市場(chǎng)煤”“計(jì)劃電”的框架下，挖掘各種經(jīng)營(yíng)潛力，追求利潤(rùn)最大化。新建項(xiàng)目都有正規(guī)的設(shè)計(jì)和審批，規(guī)定了設(shè)計(jì)煤種，并據(jù)此核算機(jī)爐及煙氣的各項(xiàng)參數(shù)。但項(xiàng)目在投運(yùn)后，實(shí)際用煤則受到市場(chǎng)控制，“來(lái)什么吃什么”，造成硫分、灰分、煙氣量等參數(shù)大幅度波動(dòng)。

我國(guó)煤礦資源貯量大、品種多；燃燒產(chǎn)物主要有含硫量、灰分以及各種金屬氧化物含量等，對(duì)除塵效果會(huì)產(chǎn)生直接影響。2013年制定的“燃煤電廠煙塵控制技術(shù)路線”按煤的飛灰成分，對(duì)ESP除塵的難易性，將我國(guó)燃煤分為“難易”五個(gè)檔次，其中屬于“較難”檔次的有霍林河褐煤、淮北煙煤、鄭州貧煤等九種，屬于“難”檔次的有平頂山煙煤、準(zhǔn)格爾煤等。對(duì)于這類煤種，電除塵器勉為其難。

2001年內(nèi)蒙豐泰電廠新建2×200MW機(jī)組，燃用準(zhǔn)格爾、渤海灣混煤，飛灰（SiO2+ Al2O3）大于90%，屬低硫高比電阻。鑒于先期建設(shè)的2×50MW機(jī)組，燃用同一煤種，設(shè)3電場(chǎng)ESP，除塵效果很差，雖幾經(jīng)改造，收效甚微，排放仍超600mg/Nm3。為確保新建機(jī)組達(dá)標(biāo)排放，最終推翻了初設(shè)雙室4電場(chǎng)ESP方案，改用低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器。

2012年河南新密電廠新建二期2×1000MW機(jī)組，燃用新密貧煤（Car-56%、Aar-29%），鑒于一期2×300MW機(jī)組燃用同一種煤，配設(shè)5電場(chǎng)ESP，排放濃度高達(dá)300mg/Nm3，4～5電場(chǎng)的灰斗內(nèi)幾乎無(wú)收塵，為確保新建機(jī)組穩(wěn)定達(dá)到30mg/Nm3，經(jīng)多方案比選，最終采用電袋復(fù)合除塵方案。

寶鋼自備電廠3#-350MW機(jī)組引進(jìn)三菱重工4電場(chǎng)ESP。原設(shè)計(jì)全燒煤，后為綜合利用摻燒付產(chǎn)煤氣，改為三種配煤方案，最多摻燒高爐煤氣40×104Nm3/h，煙氣量及其參數(shù)發(fā)生根本變化，ESP實(shí)際排放濃度高達(dá)200～250mg/Nm3，嚴(yán)重超標(biāo)。ESP對(duì)多工況、變參數(shù)缺乏調(diào)控能力，成為大型鋼鐵企業(yè)自備電廠普遍存在的問(wèn)題。2007年立項(xiàng)改造，將原4電場(chǎng)電除塵器改造為中壓行噴脈沖袋式除塵器，獲得成功，并帶動(dòng)了一批自備電廠的改造。

2.2 我國(guó)電站鍋爐型式多樣

（1）CFB鍋爐作為節(jié)能環(huán)保型鍋爐，使用份額不斷上升

循環(huán)流化床（CFB）鍋爐是燃料在爐內(nèi)多次循環(huán)，同時(shí)采取二次配風(fēng)、欠氧燃燒，以及噴鈣脫硫等措施，屬于節(jié)能環(huán)保型鍋爐?？扇加脽o(wú)煙煤、貧煤、煤矸石，在中小型電廠占相當(dāng)大的份額，并向大型化發(fā)展。CFB鍋爐尾部煙氣具有SO2、NOx含量較低，顆粒物細(xì)而黏、比電阻大，濃度高的特點(diǎn)，適宜使用袋式除塵器。

2006年燕山石化新建2×25MW機(jī)組，配310t/hCFB石油焦?fàn)t，摻燒貧煤，低硫高灰分，爐尾煙氣含塵濃度高達(dá)49g/Nm3，選用電袋復(fù)合除塵器，出口濃度低于30mg/Nm3。隨后徐州詫城電廠2×135MW機(jī)組、陜西彬長(zhǎng)電廠2×200MW機(jī)組、沈陽(yáng)紅陽(yáng)電廠2×330MW機(jī)組等一大批燃煤矸石的CFB鍋爐都先后改用袋式或電袋復(fù)合除塵器。

2008年江西分宜電廠擴(kuò)建330MWCFB機(jī)組，作為國(guó)產(chǎn)流化床鍋爐大型化示范工程，爐尾煙氣含塵濃度高達(dá)60g/Nm3，選用低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器獲得成功，出口粉塵濃度僅為13mg/Nm3，系統(tǒng)運(yùn)行阻力800Pa，成為燃煤電廠CFB鍋爐大型化的范例。

（2）生物質(zhì)鍋爐是新能源開(kāi)發(fā)利用的必然選擇

生物質(zhì)具有低碳高揮發(fā)分、低硫高氧、低密度大體積的特點(diǎn)，平均2噸生物質(zhì)的熱值可抵1噸標(biāo)煤。我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，年發(fā)生量約占年采煤量的50%，折合為6.56億噸標(biāo)煤。生物質(zhì)燃料宜采用爐排爐或CFB鍋爐，低溫燃燒。煙氣中SO2、NOx濃度低，屬綠色可再生能源。生物質(zhì)燃燒發(fā)電在國(guó)家新能源開(kāi)發(fā)利用中占重要的戰(zhàn)略地位。生物質(zhì)不易燃盡，燃燒產(chǎn)物易積灰結(jié)渣，并二次引燃，煙氣溫度大幅度變化，煙塵質(zhì)輕粒細(xì)，除塵難度較大，宜采用袋式除塵器，輔以旋風(fēng)預(yù)除、預(yù)涂灰、噴霧控溫，凝并增重等技術(shù)措施。

生物質(zhì)電廠采用袋式除塵器的成功案例有：2007年中節(jié)能宿遷生物質(zhì)電廠2×12MW機(jī)組除塵項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用行噴脈沖袋式除塵器，配玻纖覆膜濾料；江蘇聯(lián)美電廠75t/h生物質(zhì)鍋爐，燃用小麥、水稻秸稈，設(shè)計(jì)采用行噴脈沖袋式除塵器，配PPS/PTFE復(fù)合濾料。2008年山東某生物質(zhì)電廠2×75t/hCFB鍋爐，設(shè)計(jì)采用行噴脈沖袋式除塵器，配PPS濾料。但投運(yùn)后問(wèn)題也很多：一是因設(shè)計(jì)流速過(guò)高以及溫控失誤、糊袋等原因造成除塵器高阻（2200Pa）運(yùn)行；二是因煙氣含氧量高達(dá)16%，在160℃～180℃高溫條件下，PPS濾料被氧化腐蝕，并有火星燒灼，濾袋嚴(yán)重破損。后經(jīng)除塵器擴(kuò)容、改用玻纖覆膜濾料、改進(jìn)氣流分布等多項(xiàng)措施，使問(wèn)題得到了解決。

（3）垃圾焚燒發(fā)電方興未艾

我國(guó)擁有13億人口，日排生活垃圾100多萬(wàn)噸，垃圾減量化、無(wú)害化、資源化的最有效技術(shù)路線是焚燒發(fā)電。經(jīng)受了兩年前的“反燒”浪潮洗禮和近幾年的工程實(shí)際錘煉，證明這一技術(shù)路線符合我國(guó)國(guó)情，垃圾焚燒發(fā)電從而走上理性發(fā)展階段。我國(guó)的城市生活垃圾水分多、成分復(fù)雜，焚燒煙氣中含有HCl、SOx、NOx、HF等酸性氣體和PCB、PAN、PCDD/PCDF等有毒氣體，以及汞、鎘、砷、鉛等重金屬元素?！渡罾贌廴究刂茦?biāo)準(zhǔn)》（GB18485）規(guī)定“垃圾焚燒爐除塵裝置必須采用袋式除塵器”。按此方針開(kāi)發(fā)出的以袋式除塵器為核心的干法、半干法除塵凈化一體化處理工藝，以及以PTFE纖維、紗線、膜為主的多種結(jié)構(gòu)復(fù)合濾料，協(xié)同治理垃圾焚燒電廠的多種污染物，至今已正常投運(yùn)120多臺(tái)（套）。典型案例有海寧瀚洋環(huán)保熱電廠2×300 t/d焚燒爐、寧波楓林生活垃圾焚燒發(fā)電廠3×350 t/d 焚燒爐、深圳保安垃圾焚燒發(fā)電廠3×400 t/d 焚燒爐、泰州綠能垃圾焚燒發(fā)電廠2×500 t/d 焚燒爐、上海老港再生能源利用中心4×750 t/d 焚燒爐等。

（4）火電煙氣多污染物協(xié)同治理走上正軌

進(jìn)入新世紀(jì)，我國(guó)大氣污染防治進(jìn)入污染物協(xié)同治理的發(fā)展階段，在燃煤電廠逐步推出CFB、NID干法脫氣，配袋式除塵綜合把關(guān)的協(xié)同治理模式。在CFB塔選擇性加入吸收劑、催化氧化劑或吸附劑可分別脫除SOx、NOx、二英及重金屬等污染物。CFB塔出口顆粒物濃度可達(dá)數(shù)kg/Nm3，因此必須采用袋式除塵器進(jìn)行過(guò)濾分離，并做到粉體循環(huán)回用，氣體達(dá)標(biāo)排放。

2006年浙江巨宏熱電廠9#-135MW機(jī)組采用NID脫硫塔，出口粉塵濃度1500g/Nm3，后設(shè)行噴脈沖袋式除塵器，配PPS針刺氈濾料。脫硫除塵效果良好，濾袋正常使用壽命達(dá)64個(gè)月。2007年內(nèi)蒙古包頭二熱電2#-200MW機(jī)組脫硫改造工程采用同樣的治理技術(shù)和流程，將原4電場(chǎng)電除塵改為電袋復(fù)合除塵器，實(shí)測(cè)粉塵排塵排放濃度21mg/Nm3，成為引進(jìn)NID技術(shù)的成功范例。

邯峰電廠2×660MW機(jī)組2026t/h亞臨界鍋爐，燃無(wú)煙煤，2008年實(shí)施脫硫改造，采用我國(guó)自主研發(fā)的CFBFGD脫硫工藝，出口配低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器。脫硫效率達(dá)93.6%，粉塵排放濃度30.6mg/Nm3，是CFB吸收塔與袋式除塵器結(jié)合用于大型燃煤鍋爐實(shí)現(xiàn)脫硫除塵協(xié)同治理的成功范例。

3 袋式除塵用于電站鍋爐除塵的綜合優(yōu)勢(shì)

3.1 袋式除塵器具有綜合高性能

袋式除塵器的除塵效率可穩(wěn)定達(dá)到99.9%以上，可滿足高標(biāo)準(zhǔn)排放的要求，并且不受煤種、爐況及煙塵參數(shù)條件的影響。據(jù)2013年袋委會(huì)對(duì)燃煤電廠28臺(tái)袋式除塵器的調(diào)研結(jié)果：排放濃度全部低于30mg/Nm3，其中19臺(tái)低于20mg/Nm3，6臺(tái)低于10mg/Nm3。袋式除塵器在垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)已有大量排放濃度低于10mg/Nm3的業(yè)績(jī)，用于鋼鐵行業(yè)高爐煤氣凈化，出口濃度可穩(wěn)定在5mg/Nm3以下。

袋式除塵器的運(yùn)行阻力高于電除塵器，這是不爭(zhēng)的事實(shí)。近幾年通過(guò)除塵器結(jié)構(gòu)型式、氣流組織、濾料及清灰技術(shù)的攻關(guān)，用于燃煤電廠的袋式除塵器運(yùn)行阻力可穩(wěn)定控制在800～1200Pa。袋委會(huì)調(diào)研的28臺(tái)袋式除塵器，運(yùn)行阻力全部低于1200Pa，其中20臺(tái)低于1000Pa。另外，行業(yè)專家更關(guān)注運(yùn)行能耗，與電除塵器相比，袋式除塵器增加了引風(fēng)機(jī)電耗，但節(jié)省了電場(chǎng)供電能耗，調(diào)研表明總的運(yùn)行能耗基本上與3電場(chǎng)電除塵器持平。以新建600MW機(jī)組配套除塵器為例進(jìn)行計(jì)算：在達(dá)到相同排放濃度時(shí)，袋式除塵器的運(yùn)行能耗費(fèi)用為334萬(wàn)元/a，而5電場(chǎng)電除塵器為357萬(wàn)元/a，6電場(chǎng)電除塵器為407萬(wàn)元/a，能耗比為1∶1.07∶1.22。

袋式除塵器的使用壽命主要體現(xiàn)在濾袋的使用年限，這也是廣大用戶最為關(guān)心的問(wèn)題。20世紀(jì)末，多家電廠試用袋式除塵器，但都存在濾袋使用數(shù)月就要更換的嚴(yán)重問(wèn)題，但目前這種狀況已經(jīng)改變。經(jīng)過(guò)近十多年的攻關(guān)，電廠袋式除塵器的濾料已擺脫了由PPS、玻纖濾料“一統(tǒng)天下”的局面，研發(fā)出了PPS、P84、PTFE、超細(xì)玻纖等多種纖維、多種結(jié)構(gòu)型式、多種織造方式的高性能濾料，并針對(duì)煙塵條件制定了濾料選用規(guī)則。加上除塵器結(jié)構(gòu)、氣流組織、清灰系統(tǒng)的改進(jìn)，確保濾袋具有3～4年及更長(zhǎng)的使用壽命，可滿足一個(gè)爐役期的安全使用要求。袋委會(huì)調(diào)研的28臺(tái)除塵器中，濾袋使用壽命超過(guò)52個(gè)月的有11臺(tái)，最長(zhǎng)為92個(gè)月，壽命未到4年仍在正常使用的有15臺(tái)，只有2臺(tái)除塵器因燃用高硫煤及頻繁啟停等原因，濾袋曾出現(xiàn)非正常破損的情況，已及時(shí)進(jìn)行了改進(jìn)。

關(guān)于建設(shè)費(fèi)用，以新建600MW機(jī)組為例，在采用當(dāng)代新技術(shù)并達(dá)到同一排放濃度的條件下，從除塵器投資、運(yùn)行能耗、維修費(fèi)用等方面綜合考量對(duì)比，袋式除塵器的總費(fèi)用最少，與5電場(chǎng)除塵器、6電場(chǎng)除塵器的總費(fèi)用比例約為1 ∶ 1.02 ∶ 1.10；袋式除塵器的占地面積最小，與5電場(chǎng)除塵器、6電場(chǎng)除塵器的占地面積比例約為1 ∶ 2.0 ∶ 2.35，因而更適宜除塵改造工程。

3.2 袋式除塵器對(duì)細(xì)顆粒物PM2.5具有高效凈化功能

近十年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大中城市頻發(fā)霧霾天氣，并呈現(xiàn)越來(lái)越嚴(yán)重的趨勢(shì)。PM2.5是造成霧霾天氣的罪魁禍?zhǔn)?。研究表明：在京滬等城市的大氣環(huán)境中，15%～20%的PM2.5來(lái)自燃煤鍋爐集中污染源。因此進(jìn)一步提高電站鍋爐煙氣的除塵效率，降低排氣中PM2.5的濃度，對(duì)改善大氣生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

對(duì)于電站鍋爐煙氣，電除塵器對(duì)細(xì)顆粒物的捕集能力較弱，排氣中PM2.5可占總排放顆粒物的30%～40%，而袋式除塵器僅占13%。據(jù)清華大學(xué)和龍凈公司對(duì)五家燃煤電廠的電袋復(fù)合除塵器排氣中PM2.5的實(shí)測(cè)：排放值僅為13.2～2.76mg/Nm3，去除率為98.1%～99.89%。按對(duì)一臺(tái)600MW機(jī)組計(jì)算，袋除塵器可比5電場(chǎng)電除塵器少排PM2.5微細(xì)塵240t/a。

濕式電除塵器確實(shí)對(duì)微細(xì)顆粒物也具有高的捕集效率，最近已在多家電廠試用。但是對(duì)于高濃度、多組分的電站鍋爐煙氣，濕式電除塵器并不具備單獨(dú)使用的能力，通常只能作為不達(dá)標(biāo)除塵脫硫設(shè)施下游的末端“收尾”處理設(shè)備配合使用，系統(tǒng)復(fù)雜，占地多，二次能耗大。此外濕式除塵腐蝕、易堵、污染物轉(zhuǎn)移、構(gòu)件易損、維護(hù)管理工作量大的弊端依然存在。從總的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性衡量是否合理？能否經(jīng)得起長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的考驗(yàn)？最近已初見(jiàn)端倪，有待進(jìn)一步實(shí)踐驗(yàn)證。

3.3 袋式除塵器具有較高的脫汞能力

研究表明：燃煤煙氣中汞以顆粒汞和氣態(tài)汞兩種形態(tài)存在，顆粒汞通常吸附在粉塵表面，易被濾袋捕集，而濾袋表面的粉塵層（飛灰）中含有多種微量元素，具有催化功能，可轉(zhuǎn)化氣態(tài)汞，因此袋式除塵器的總體脫汞效率高于電除塵器。

2011年3月中國(guó)環(huán)科院對(duì)上海外高橋1#-300MW機(jī)組除塵器脫汞效果進(jìn)行對(duì)比測(cè)定：原電除塵器脫汞效率為60.46%，改為袋式除塵器后脫汞效率提高到72.55%，汞排放濃度（經(jīng)脫硫塔后）為4.12μg/Nm3，而最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值為30μg/Nm3。

3.4 袋式除塵器作為主控治理設(shè)備，與其它輔助設(shè)施匹配，組成煙氣治理島，協(xié)同控制燃煤煙氣中的多種污染物

在我國(guó)燃煤鍋爐煙氣治理領(lǐng)域，前一時(shí)段基本上采用除塵、脫硫、脫氮單項(xiàng)治理的模式，根據(jù)不同時(shí)期的環(huán)保政策和標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)同一污染源的不同污染物進(jìn)行多次立項(xiàng)改造。單項(xiàng)改造有很多弊病：除塵、脫硫與脫氮相互制約影響；業(yè)主重復(fù)投資；場(chǎng)地?fù)頂D；建設(shè)費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)大幅度增加。協(xié)同控制可以有效克服這些弊端，獲取良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。近幾年我國(guó)在電站鍋爐煙氣、燒結(jié)爐煙氣、水泥窯煙氣、垃圾焚燒爐煙氣等多個(gè)領(lǐng)域，開(kāi)展了多污染物協(xié)同控制的工程實(shí)踐，取得顯著成效。與電站鍋爐相關(guān)的有以下兩項(xiàng)協(xié)同治理技術(shù)。

（1）LJS多污染物干法協(xié)同治理島技術(shù)

系統(tǒng)組合：尾部除塵器（ESP）+ 流化床反應(yīng)塔（CFB）+ 袋式除塵器（BF）。對(duì)中、低硫分煙氣，在CFB塔選擇性加入吸收劑、催化氧化劑或吸附劑，對(duì)高含氮煙氣前置SCR，可分別脫去SOx、Cl、HF、NOx、二英及重金屬，最終由高效袋式除塵器把關(guān)，脫除一次及二次顆粒物，達(dá)標(biāo)排放。邯峰電廠2×660MW機(jī)組CFB-FGD項(xiàng)目立為國(guó)家“863”課題，是世界上首個(gè)大型煙氣干法脫硫項(xiàng)目，分別于2000年12月和2001年6月投運(yùn)，2002年3月通過(guò)國(guó)家“863”課題驗(yàn)收。

（2）MPC燃煤鍋爐煙氣干濕結(jié)合協(xié)同控制技術(shù)

系統(tǒng)組合：SCR脫硝脫汞+電袋復(fù)合除塵器除塵+ BSP石灰-石膏法脫硫+濕法除霧。針對(duì)超高粉塵濃度、高硫煙氣，2+2電袋復(fù)合除塵器的穩(wěn)定高效除塵，確保下游濕法脫硫反應(yīng)塔和GGH無(wú)故障安全運(yùn)行，采用雙循環(huán)U型塔和兩段脫硫工藝，研發(fā)濕式靜電除霧器，搭接在脫硫塔上面，最終有效控制微細(xì)顆粒物、SO3酸霧、石膏雨和汞污染。2010年首先在合川雙槐電廠二期2×660MW機(jī)組試用MPC協(xié)同控制技術(shù)獲得成功；2011年改進(jìn)型MPC在習(xí)水二郎電廠4×660MW機(jī)組推廣應(yīng)用，現(xiàn)已有多臺(tái)1000MW機(jī)組的應(yīng)用業(yè)績(jī)。2013年龍凈公司應(yīng)用這一協(xié)同控制術(shù)對(duì)珠海電廠2×700MW機(jī)組實(shí)施除塵脫氣綜合改造，2～6月先后投運(yùn)，實(shí)測(cè)電袋除塵器出口粉塵濃度5～12mg/Nm3、煙囪出口粉塵濃度約10mg/Nm3。

3.5 廢舊濾袋的回收利用已突破技術(shù)壁壘

在推廣使用袋式除塵器時(shí)，涉及環(huán)境保護(hù)和資源的循環(huán)利用，對(duì)換下的廢舊濾袋的處理方式也是用戶十分關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題，特別是當(dāng)廢舊濾袋形成相當(dāng)批量時(shí)，不能隨意丟棄、堆置，這也曾是制約袋式除塵器在燃煤電廠推廣應(yīng)用的一個(gè)因素，引起各方面的關(guān)注。中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)在《關(guān)于“十二五”期間環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》中列入“研究失效濾袋的回收和綜合利用”的條文，袋委會(huì)也在《我國(guó)袋式除塵行業(yè)2012年發(fā)展報(bào)告》中專門(mén)加入了“廢棄濾袋回收利用”的內(nèi)容，引發(fā)了一批有志企業(yè)聞風(fēng)而動(dòng)、立項(xiàng)攻關(guān)。

達(dá)華集團(tuán)北京國(guó)興五佳高分子纖維再生科技有限公司是我國(guó)第一家成功回收利用PPS系廢舊濾袋的企業(yè)，在河北辛集建有400t/a的生產(chǎn)線。山東永興、江蘇新中煙臺(tái)泰和、浙江格爾泰斯、福建三維絲、長(zhǎng)春高琦等多家公司，也都開(kāi)發(fā)了廢舊濾袋回收利用業(yè)務(wù)，對(duì)PPS、MX、PTFE、P84、PE等多種纖維廢舊濾袋已形成收運(yùn)、清洗、回收、利用的“一條龍服務(wù)”模式，為用戶提供了各種方便，為袋式除塵器在多領(lǐng)域的推廣應(yīng)用消除了后顧之憂。

4 我國(guó)燃煤電廠對(duì)推廣應(yīng)用袋式除塵器的貢獻(xiàn)

袋委會(huì)對(duì)10個(gè)電廠28臺(tái)袋式除塵器的調(diào)研結(jié)果表明：袋式除塵技術(shù)已逐漸被電力行業(yè)接受，袋式除塵器在燃煤電廠完全適用，并給燃煤電廠帶來(lái)了節(jié)能減排的效益。這里固然有項(xiàng)目單位（乙方）的努力：過(guò)硬技術(shù)與認(rèn)真實(shí)施；更有業(yè)主（甲方）的功勞：嚴(yán)格把關(guān)與精細(xì)管理。燃煤電廠對(duì)推廣應(yīng)用袋式除塵器作出了巨大貢獻(xiàn)。

4.1 慎重選定除塵方案，全過(guò)程監(jiān)控把關(guān)

寶鋼自備電廠3#-350MW機(jī)組原配4電場(chǎng)電除塵器，1999年投運(yùn)，2007年立項(xiàng)改造。該機(jī)組燃燒工況特殊，煙氣參數(shù)大幅度變化，原有場(chǎng)地狹窄，改造標(biāo)準(zhǔn)按重點(diǎn)地區(qū)要求，排放濃度限值為20mg/Nm3，給除塵器選型帶來(lái)了困難。寶鋼電廠組織專門(mén)班子，通過(guò)前期技術(shù)交流，針對(duì)低壓回轉(zhuǎn)脈沖、中壓行噴脈沖、分室定位反吹及電袋復(fù)合除塵器等四種型式，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，進(jìn)行了多次專題考察，反復(fù)研討論證，最后采用逐步排除法，確定選用中壓行噴脈沖純袋式除塵器方案。工程設(shè)計(jì)中采用入口煙氣噴霧冷卻調(diào)溫、袋室階梯形布置、超細(xì)面層梯度結(jié)構(gòu)濾料等新技術(shù)，安裝調(diào)試嚴(yán)格把關(guān)，于2009年竣工投產(chǎn)，至今使用將近5年，經(jīng)受了多種工況的考驗(yàn)，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)設(shè)計(jì)值。

裕中新密電廠燃用當(dāng)?shù)刎毭?，超低硫、高比電阻。一?×300MW機(jī)組配設(shè)5電場(chǎng)電除塵器，排放濃度高達(dá)300mg/Nm3，4～5電場(chǎng)的灰斗內(nèi)幾乎無(wú)收塵，后改為袋式除塵器。2010年籌建二期2×1000MW機(jī)組時(shí)，正值國(guó)家修訂《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，將排放限值提到30mg/Nm3。為確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)和可靠運(yùn)行，集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視除塵方案的選用，經(jīng)多次組織專家研討評(píng)審，最終選定電袋復(fù)合除塵方案。在1000MW大型機(jī)組采用電袋除塵技術(shù)在國(guó)際上絕無(wú)先例，業(yè)主和項(xiàng)目單位密切配合，認(rèn)真實(shí)施。針對(duì)該機(jī)組的煙塵條件，開(kāi)展荷電特性、氣流分布、長(zhǎng)袋清灰物模擬試驗(yàn)，研發(fā)耐腐高強(qiáng)濾料及PM2.5細(xì)顆粒物捕集技術(shù)，嚴(yán)格掌握設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收各環(huán)節(jié)，分別于2012年3月和7月通過(guò)“168”試運(yùn)行考核，至今已正常運(yùn)行兩年多的時(shí)間，各項(xiàng)指標(biāo)均超過(guò)了預(yù)期。

4.2 “精細(xì)化管理”卓有成效

“精細(xì)化管理”體現(xiàn)在建立科學(xué)的維護(hù)管理體系，制定完善的規(guī)章制度和規(guī)程，執(zhí)行嚴(yán)格的運(yùn)行維護(hù)機(jī)制。袋委會(huì)所調(diào)研的10家燃煤電廠都總結(jié)了一套不斷完善、行之有效的運(yùn)行維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)，確保袋式除塵系統(tǒng)安全穩(wěn)定、濾袋長(zhǎng)壽命運(yùn)行。其中最為突出的是京能熱電石景山電廠和大唐淮南田家庵電廠。

（1）石景山電廠的“精細(xì)化管理”

石景山電廠地處首都近郊，在特殊時(shí)機(jī)及極端氣象條件下，必然受制于北京市環(huán)保應(yīng)急預(yù)案，執(zhí)行最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。如2008年的奧運(yùn)時(shí)期，執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)為20mg/Nm3。公司領(lǐng)導(dǎo)和各級(jí)管理者把除塵設(shè)施視為主機(jī)設(shè)備，實(shí)行梯層管理，責(zé)權(quán)分明。深化“精細(xì)管理”理念，于細(xì)微處著手，抓住運(yùn)行控制和設(shè)備維護(hù)兩條主線，制定了八項(xiàng)管理制度，以及標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程，加強(qiáng)設(shè)備儀表點(diǎn)檢，組建專業(yè)檢修公司，執(zhí)行三級(jí)質(zhì)檢驗(yàn)收。抓住關(guān)鍵點(diǎn)，確保了設(shè)施完好，系統(tǒng)正常運(yùn)行。

石景山電廠的另一個(gè)重要經(jīng)驗(yàn)是管理者對(duì)袋式除塵器的原理、結(jié)構(gòu)、配件及其相互關(guān)系進(jìn)行了深入學(xué)習(xí)、專研，成為管理專家，實(shí)行理性管理。如：掌控點(diǎn)火油槍及旁路閥，防止啟停爐煙氣對(duì)濾袋的影響；掌控混煤含硫率及燃燒風(fēng)煤比，確保煙氣中硫、氧含量在合適范圍內(nèi)；掌控空預(yù)器換熱狀態(tài)，穩(wěn)定煙氣高溫范圍在130℃～150℃；完善脫氮設(shè)施，嚴(yán)控氨逃逸小于3ppm；合理調(diào)整清灰及運(yùn)行參數(shù)（清灰壓力0.2M～0.3MPa，運(yùn)行阻力800～1200Pa）；嚴(yán)格實(shí)施啟停爐時(shí)除塵器清灰、預(yù)涂灰作業(yè)；對(duì)濾袋定期抽檢、監(jiān)測(cè)等。這些都是確保除塵器高效、低阻、長(zhǎng)壽命運(yùn)行的細(xì)微關(guān)鍵之處。

（2）田家庵電廠的“精細(xì)化管理”

田家庵電廠5#-320MW機(jī)組原配雙室3電場(chǎng)ESP，1996年12月投運(yùn)，粉塵排放濃度為245.3mg/Nm3，2008年立項(xiàng)改造，成立了由生產(chǎn)副廠長(zhǎng)領(lǐng)銜的項(xiàng)目管理組。在方案選擇階段獨(dú)具“前瞻性”：排放標(biāo)準(zhǔn)限值選定30mg/Nm3（當(dāng)時(shí)的排放標(biāo)準(zhǔn)限值為50mg/Nm3）；并按機(jī)組負(fù)荷和煙氣量“雙十預(yù)留”確定處理煙氣量，使系統(tǒng)能力具有“時(shí)空”余量。鑒于場(chǎng)地狹窄的客觀條件，選定阻力較低、濾袋壽命更長(zhǎng)的1+2電袋復(fù)合除塵器。項(xiàng)目組參與設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收全過(guò)程，在各階段的聯(lián)絡(luò)會(huì)提出建設(shè)性意見(jiàn)。項(xiàng)目組認(rèn)真消化設(shè)計(jì)資料，編寫(xiě)施工方案、安裝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、調(diào)試驗(yàn)收大綱、運(yùn)行維修操作規(guī)程以及培訓(xùn)教材。改造項(xiàng)目于2009年竣工投產(chǎn)。值班維護(hù)人員實(shí)行精細(xì)化、規(guī)范化管理，及時(shí)整理、研討運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際情況修改運(yùn)行參數(shù)及保護(hù)規(guī)范，使除塵系統(tǒng)始終處于最合理的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。2010年該《精心改造除塵器，節(jié)能減排結(jié)碩果》項(xiàng)目被安徽省經(jīng)信委授予“安徽省第七屆企業(yè)管理成果三等獎(jiǎng)”。2013年9月該項(xiàng)目通過(guò)省環(huán)保廳組織的測(cè)試驗(yàn)收，煙塵排放濃度為15.8mg/Nm3，并最早享受到2厘/kW·h的電價(jià)補(bǔ)貼。

5 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，火電廠是電除塵器的“世襲陣地”，袋式除塵器處于“邊緣”地位，袋式除塵器在火電廠的應(yīng)用經(jīng)歷了曲折的過(guò)程。進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨著袋式除塵技術(shù)的進(jìn)步，以及用戶對(duì)袋式除塵技術(shù)認(rèn)知度的提高，袋式除塵設(shè)備逐步進(jìn)入電站鍋爐煙氣治理領(lǐng)域。針對(duì)我國(guó)火電鍋爐類型多樣、燃料復(fù)雜的特殊工況條件，袋式除塵器具有綜合優(yōu)勢(shì)：對(duì)機(jī)爐工況有良好的適應(yīng)能力；高效、低阻、長(zhǎng)壽命的高性能；對(duì)PM2.5細(xì)顆粒物的捕集能力；對(duì)多種污染物的協(xié)同控制能力；以及優(yōu)良的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性價(jià)比是其它類型除塵器不可比擬的。袋式除塵器阻力高、濾袋壽命短、廢袋不能回收利用的“短板”已被消除。只要嚴(yán)格把關(guān)，認(rèn)真實(shí)施，加上“精細(xì)化”維護(hù)管理，袋式除塵技術(shù)完全可以而且能夠在火電機(jī)組除塵領(lǐng)域推廣應(yīng)用，對(duì)燃煤電廠的節(jié)能排減可發(fā)揮更大的作用。

面對(duì)我國(guó)日趨嚴(yán)重的大氣污染形勢(shì)和十分艱巨的節(jié)能減排“治霾”任務(wù)，國(guó)家不斷修訂嚴(yán)格《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，中電聯(lián)組織制定的《燃煤電廠除塵技術(shù)路線指導(dǎo)意見(jiàn)》，將會(huì)對(duì)火電廠除塵改造發(fā)揮積極作用。其中電除塵器（包括多項(xiàng)新技術(shù)）和袋式除塵器（包括電袋復(fù)合除塵）被規(guī)定作為兩種主要的除塵手段，供選擇應(yīng)用。

Popularization and Application of Bag Hose Precipitating Technology in China Coal-fred Power Plant

TAO Hui, TAO Lan

X701

A

1006-5377（2015）01-0015-07