電袋復(fù)合除塵器在燃燒褐煤機(jī)組上的提效改造應(yīng)用

摘 要：文章介紹并分析了電袋復(fù)合除塵技術(shù)的基本原理和工藝，作為成熟可靠的除塵技術(shù)在遼寧阜新發(fā)電有限責(zé)任公司燃燒褐煤的3號(hào)350MW機(jī)組電除塵器提效改造工程中成功應(yīng)用。通過(guò)性能測(cè)試表明，電袋復(fù)合除塵技術(shù)在除塵器提效改造工程中具有工程改造量小、除塵效率高、煤種適應(yīng)a性強(qiáng)且穩(wěn)定可靠等顯著優(yōu)勢(shì)，為現(xiàn)有電廠煙塵排放濃度滿足GB13223-2011標(biāo)準(zhǔn)提供了優(yōu)良的技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：電袋復(fù)合除塵器；燃燒褐煤機(jī)組；提效改造；應(yīng)用

前言

近年來(lái)，我國(guó)多地頻繁爆發(fā)霧霾天氣，區(qū)域性污染日趨明顯。2013年我國(guó)二氧化硫、氮氧化物及煙塵排放量分別為2043.9、2227.4和1278.1萬(wàn)噸，燃煤電廠是大氣污染物的排放大戶。在嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)下，國(guó)家出臺(tái)了多項(xiàng)環(huán)保政策，環(huán)保要求愈加嚴(yán)格。但是，我國(guó)“多煤少油貧氣”的一次能源稟賦，決定了我國(guó)以燃煤發(fā)電為主的能源供應(yīng)格局將長(zhǎng)期存在，火電行業(yè)面臨十分巨大的節(jié)能減排壓力。2011年，環(huán)保部發(fā)布了《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》，要求2014年起火力發(fā)電廠煙塵排放≤30mg/Nm3，重點(diǎn)地區(qū)煙塵排放≤20mg/Nm3。很多電廠面臨排放超標(biāo)，因此必須采取高效、穩(wěn)定的除塵技術(shù)，對(duì)原除塵設(shè)備進(jìn)行改造。

1 電袋復(fù)合除塵器的原理

電袋復(fù)合除塵器是將靜電除塵器及袋式除塵器緊湊案安裝在同一箱體內(nèi)，有機(jī)結(jié)合了“荷電收塵”和“攔截過(guò)濾”的機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了“1+1>2”的相關(guān)。其中電區(qū)收集80%以上的大部分粉塵和粗顆粒粉塵，可以大幅度地降低進(jìn)入布袋除塵區(qū)煙氣的含塵濃度，剩余10～20%的細(xì)粒子由后級(jí)濾袋過(guò)濾捕集，大大降低了袋區(qū)負(fù)荷并避免粗顆粒對(duì)濾袋的沖刷磨損，并改善濾袋表面粉餅層結(jié)構(gòu)。因此，電袋復(fù)合除塵器具有除塵效率高、阻力低、節(jié)能、濾袋使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行成本低、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

2 電袋復(fù)合除塵其在提效改造中的關(guān)鍵技術(shù)

改造項(xiàng)目一般工期短，擴(kuò)容空間小。要在有限的時(shí)間和場(chǎng)地內(nèi)提高除塵效率，通常采用電袋復(fù)合除塵器方案，同時(shí)盡量利用原有的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)。以電除塵為例，當(dāng)煙氣條件與原來(lái)變化不大且電除塵器的前級(jí)電場(chǎng)結(jié)構(gòu)狀態(tài)良好，一般僅拆除后幾級(jí)電場(chǎng)的本體內(nèi)部構(gòu)件和頂部構(gòu)件來(lái)增設(shè)濾袋區(qū)，從而減少改造工作量，節(jié)省設(shè)備投資。本項(xiàng)目采用電袋復(fù)合除塵器在提效改造主要有以下關(guān)鍵技術(shù)[1，2]：

2.1 利用舊電除塵器的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)，降低成本，減少工作量

為滿足電袋除塵器改造性能要求，在不加長(zhǎng)柱距，不加寬跨距，保留原支架、殼體、灰斗和進(jìn)口喇叭情況下，保留電除塵器的第一電場(chǎng)陰陽(yáng)極以及對(duì)應(yīng)的高低壓配電系統(tǒng)，并利舊設(shè)備進(jìn)行檢修；拆除二、三、四電場(chǎng)，改造為布袋除塵區(qū)。整個(gè)改造方案設(shè)備利舊率高，且具有改造工作量小，施工周期短，費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 濾袋區(qū)多分室、高凈氣室結(jié)構(gòu)

布袋除塵區(qū)采用行噴吹清灰方式，采用多分室、高凈氣室結(jié)構(gòu)，并且每個(gè)凈氣室設(shè)置1個(gè)人孔門，濾袋的裝拆、更換及維護(hù)均可在凈氣室內(nèi)部完成，不受風(fēng)吹、雨淋、日曬等氣候條件的影響。同時(shí)，濾袋區(qū)采用小分室結(jié)構(gòu)，每個(gè)分室設(shè)置提升閥，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“在線檢修”、“離線清灰”等功能。

2.3 預(yù)涂灰及銀光粉檢漏

預(yù)涂灰是電袋復(fù)合除塵器點(diǎn)爐之前必須完成的運(yùn)行操作事項(xiàng)。預(yù)涂灰是指在除塵器投運(yùn)前給濾袋噴涂一層干燥粉煤灰，濾袋表面沉積一定厚度的飛灰，可吸附起爐過(guò)程中低溫?zé)煔猱a(chǎn)生的冷凝油污、水汽，避免袋身直接粘附液態(tài)物質(zhì)而降低濾袋透氣性，防止糊袋。

電袋復(fù)合除塵器滿足達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，主要依靠布袋除塵區(qū)作為終端保障。因此，焊接質(zhì)量是關(guān)鍵，如果花板所處的整個(gè)平面焊接質(zhì)量存在問(wèn)題，那么，部分煙氣粉塵不經(jīng)過(guò)濾袋而直接竄入凈氣室，極大的影響了煙塵排放濃度。同時(shí)，其他焊縫的焊接漏點(diǎn)，也是導(dǎo)致排放超標(biāo)的原因之一，因此花板焊接后必須進(jìn)行細(xì)致檢查，確保不漏焊、虛焊。濾袋、袋籠安裝完成后點(diǎn)爐前必須進(jìn)行熒光粉試驗(yàn)。螢光粉投入完畢后，仔細(xì)地檢查凈氣室內(nèi)的花板接縫處、濾袋與花板的接口點(diǎn)、旁路等。仔細(xì)檢查袋身、縫線、整個(gè)花板及除塵器的焊接部分是否有發(fā)散狀的熒光粉痕跡。

2.4 長(zhǎng)壽命濾袋技術(shù)

濾袋是電袋復(fù)合除塵器的終端控制環(huán)節(jié)，是決定其使用壽命及出口排放濃度的關(guān)鍵的部件。常用的濾料有PPS、PTFE、PI及各種纖維的混紡濾料。PPS濾袋具有優(yōu)良的抗酸、抗堿、抗水解性，具有較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、較高的熔點(diǎn)、優(yōu)異的耐熱性與耐化學(xué)腐蝕性，但也存在濾料抗氧化性差等不足，在實(shí)踐應(yīng)用中也已發(fā)生多起因酸腐蝕在短期內(nèi)大量破損的案例。特別是隨著我國(guó)環(huán)保排放要求的不斷提高，PPS濾袋已越來(lái)越不能適應(yīng)我國(guó)燃用煤種復(fù)雜多變的工況特點(diǎn)。本項(xiàng)目濾料采用PPS+PTFE基布的結(jié)構(gòu)，對(duì)工況的適應(yīng)性較好，濾袋壽命至少5年以上。

3 工程概況

3.1 機(jī)組情況

遼寧阜新發(fā)電有限責(zé)任公司3號(hào)350MW機(jī)組，于2007年4月年初建成投產(chǎn)，原電除塵器為雙室四電場(chǎng)BEL型靜電除塵器，設(shè)計(jì)除塵效率為99.81%，比積塵面積為93.8m2/m3/s。收塵極板采用ZT24型極板，極板高度15m；放電極線為不銹鋼針刺線。收塵極板為側(cè)部振打，放電極為頂部電磁振打。由于總排口煙塵排放濃度不能達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011，電廠將3號(hào)機(jī)組電除塵器進(jìn)行提效改造，采用一電三袋的方案，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3號(hào)機(jī)組電除塵器于2012年12月完成了電袋復(fù)合除塵器的改造工作，機(jī)組煤質(zhì)參數(shù)詳見(jiàn)表1，飛灰特性分析見(jiàn)表2，本工程燃用的是混煤，煤主要來(lái)自阜新礦業(yè)煤、霍林河煤、遼寧地方煤、中電投集團(tuán)公司煤、龍煤集團(tuán)煤和內(nèi)蒙古小礦煤，褐煤燃用比例在40%以上，水分較大。

3.2 改造方案

本工程利用原有電除塵器的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)，采用電袋復(fù)合除塵技術(shù)進(jìn)行提效改造，總體保留第一電場(chǎng)的極板、極線、振打裝置、電控裝置等，并對(duì)一電場(chǎng)陰陽(yáng)極系統(tǒng)進(jìn)行整體修復(fù)，更換部分變形的極板和極線，調(diào)整極距。后三個(gè)電場(chǎng)設(shè)計(jì)布置濾袋裝置及其清灰系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)上電除塵與布袋除塵在同一殼體范圍內(nèi)，并采取氣流均布措施保證兩種除塵方式的氣流平衡、均勻分布，同時(shí)，對(duì)濾袋布置需要進(jìn)行CFD實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，針對(duì)本工程提出科學(xué)合理的袋配方案，提高氣流均布和清灰性能，從而降低運(yùn)行阻力，確保排放。針對(duì)本工程摻燒褐煤比例大的入爐煤質(zhì)特點(diǎn)，濾料采用PPS+PTFE基布材質(zhì)，后處理采用熱處理和PTFE處理，其耐濕性、耐酸堿性強(qiáng)，保證更好的過(guò)濾性能和阻力特性。具體技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3所示。

4 性能測(cè)試情況

遼寧阜新發(fā)電有限責(zé)任公司3號(hào)350MW機(jī)組電袋復(fù)合除塵器投運(yùn)成功后，設(shè)備運(yùn)行良好穩(wěn)定，排放濃度低，阻力低，清灰周期長(zhǎng)。2013年1月經(jīng)第三方測(cè)試，在100%負(fù)荷工況下熱態(tài)性能試驗(yàn)表明：除塵器出口煙塵排放濃度為15.15mg/Nm3，本體阻力為640～681Pa，漏風(fēng)率為2.4%，除塵效率為99.95%，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。測(cè)試期間入爐煤質(zhì)見(jiàn)表4。

該項(xiàng)目電袋復(fù)合除塵器自投運(yùn)以來(lái)，穩(wěn)定運(yùn)行至今近4年，煙塵排放穩(wěn)定低于20mg/Nm3，阻力低于1100Pa，濾袋零破損，各項(xiàng)性能指標(biāo)均穩(wěn)定優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

5 結(jié)論與建議

遼寧阜新發(fā)電有限責(zé)任公司3號(hào)350MW機(jī)組提效改造工程采用電袋復(fù)合除塵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了15.15mg/Nm3的低粉塵排放濃度，且各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)良，結(jié)構(gòu)緊湊占地小，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單。同時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行效果跟蹤表明：電袋復(fù)合除塵器不受煤種變化影響，排放低，阻力低，濾袋壽命長(zhǎng)，長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行。在除塵器提效改造工程中具有提效顯著、工程改造量小、施工工期短、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì)，可作為滿足最新《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）最有效的除塵技術(shù)方案之一。在超低排放改造中，也可發(fā)揮電袋復(fù)合除塵器自身低煙塵濃度控制的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與濕法脫硫協(xié)同治理，為低成本高效率地實(shí)現(xiàn)燃煤電廠的煙塵超低排放提供了有效的技術(shù)途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]薛軍.電袋復(fù)合除塵器在330MW機(jī)組提效技改工程中的成功應(yīng)用[J].發(fā)電技術(shù)，2013.8：54-57.

[2]聶孝峰，李東陽(yáng)，郭斌.燃煤電廠電袋復(fù)合除塵器技術(shù)優(yōu)勢(shì)[J].電力科技與環(huán)保，2013，29（1）：24-27.