余偉權(quán)，修海明，陳奎續(xù)，張殿平，袁 力

（1.廣東省粵電集團有限公司珠海電廠，廣東 珠海 519050；2.福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

電袋復合除塵技術(shù)在火電廠增效改造中的應(yīng)用

余偉權(quán)1，修海明2，陳奎續(xù)2，張殿平1，袁 力1

（1.廣東省粵電集團有限公司珠海電廠，廣東 珠海 519050；2.福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

隨著人們對環(huán)境保護的要求越來越高，大部分電除塵器都面臨技術(shù)改造，很多地方政府、電力企業(yè)甚至提出“超低排放”“近零排放”“達到燃機排放標準”的要求，除塵技術(shù)面臨新一輪的挑戰(zhàn)。文章以珠海電廠電除塵器改造為例，介紹了電袋復合除塵技術(shù)實現(xiàn)超低排放的特點和優(yōu)勢，提出電袋復合除塵器將成為燃煤電廠電除塵器增效改造、實現(xiàn)超低排放的首選技術(shù)。

電袋復合除塵；改造；超低排放

1 前言

我國經(jīng)濟快速發(fā)展以及人民生活水平不斷提高，促使對環(huán)境保護要求越來越高。《火電廠大氣污染物排放標準》近年來經(jīng)三次修訂以降低各污染物的排放限值：1996年執(zhí)行粉塵濃度小于200mg/Nm3的排放限值，2005年將排放限值趨嚴到50mg/Nm3（重點地區(qū)30mg/Nm3），2012年進一步將排放限值趨嚴到30mg/Nm3（重點地區(qū)20mg/Nm3），標準的嚴格程度與發(fā)達國家齊平甚至更嚴。近年來，霧霾天氣頻發(fā)，嚴重影響了人們的身體健康。近期，國家三部委發(fā)出（2014）2093號文件，要求在中國東部11省新建燃煤發(fā)電機組實現(xiàn)煙氣排放“50、35、 10”的標準，個別地方政府和電力集團甚至提出了超低排放要求（要求煙塵排放濃度小于5mg/Nm3）。目前我國火電廠的燃煤鍋爐普遍使用電除塵器，由于受煤種和工況條件的影響，電除塵器較難滿足新的排放標準要求。因此必須采取有效措施對現(xiàn)有的除塵器進行增效改造。

2 電袋復合除塵原理

電袋復合除塵器是繼電除塵器、袋式除塵器之后，通過對電除塵、袋除塵進行深入分析，開發(fā)的一種高效除塵設(shè)備[1]。其是指在一個箱體內(nèi)緊湊安裝電場區(qū)和濾袋區(qū)（如圖1），有機結(jié)合電除塵“荷電收塵”的機理和袋式除塵“過濾攔截”機理，利用前級1～2個電場除掉煙氣中80%以上的粗顆粒煙塵，大幅度地降低進入袋除塵區(qū)煙氣的含塵濃度，剩余10%～20%的細粒子由后級濾袋過濾捕集，大大降低了袋區(qū)負荷并避免粗顆粒對濾袋的沖刷磨損，同時改善濾袋表面粉餅層結(jié)構(gòu)。兩區(qū)分級除塵，大大提高了整體除塵效率，實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放。具有除塵效率高、阻力低、節(jié)能、運行成本低、占地面積小等優(yōu)點[2-3]。

圖1 電袋復合除塵器示意圖

3 珠海電廠改造工程

3.1 工程概況

珠海發(fā)電廠 1、2號（2×700MW）燃煤機組原配套的電除塵器由日本三菱重工設(shè)計制造。電除塵器為臥式干式雙室三電場四通道設(shè)計，除塵器的比集塵面積較小，能耗高，除塵效率過低、煙塵排放濃度高，并且進入脫硫系統(tǒng)煙氣含塵量高，導致了脫硫GGH堵塞，GGH每年需停爐清洗2～3次，每次20天，清洗費用約80萬元，原除塵器面臨增效改造。因受現(xiàn)有場地、燃煤及運行等條件限制，經(jīng)電廠多方調(diào)研，最終決定采用電袋復合除塵改造方案。

3.2 改造方案

該方案采用電袋復合除塵器對原有電除塵器進行改造，不加長柱距，不加寬跨距，保留原支架、殼體、灰斗、進口喇叭等。第一電場陰陽極系統(tǒng)、振打系統(tǒng)全部更換。陰極系統(tǒng)分前后分區(qū)供電，原整流變壓器利舊。第二、三電場及后部空間改造為長袋中壓脈沖行噴吹袋式除塵區(qū)。改造范圍包括前至電除塵器進口喇叭前煙道直段（包含煙氣隔離門及預涂灰系統(tǒng)），后至出口水平煙道末端（與垂直段交界處），上至頂部起吊設(shè)備，下至灰斗下法蘭手動卸灰閥（不包括卸灰閥），配套電氣控制及相應(yīng)土建工程。

改造后，每臺爐配套兩臺電袋復合除塵器，每臺除塵器設(shè)2個進口煙道和2個出口煙道。電場區(qū)沿煙氣方向設(shè)1個電場2個供電區(qū)，垂直煙氣方向分4個分區(qū)，共計8個供電區(qū)；濾袋區(qū)共設(shè)置12個凈氣室，其中沿煙氣方向布置3個分室，垂直煙氣方向設(shè)4個分室。改造后的除塵器總體布置如圖2所示，主要技術(shù)參數(shù)見下表。

圖2 總體布置圖

主要技術(shù)參數(shù)表

3.3 技術(shù)特點及優(yōu)勢

根據(jù)該項目煙氣量大、場地小、工期短等特點，電袋復合除塵改造采用了一系列先進的技術(shù)，不僅如期完成改造工程，而且成功實現(xiàn)了超低排放。其技術(shù)特點及優(yōu)勢可概括為：

（1）利舊電除塵器基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)

該項目采用電袋復合除塵器技術(shù)對原電除塵器進行改造。第一電場陰陽極系統(tǒng)、振打系統(tǒng)全部更換。陰極系統(tǒng)采用前后分區(qū)供電，原整流變壓器利舊。第二、三電場陰陽極系統(tǒng)全部拆除，并安裝濾袋，改造為濾袋除塵區(qū)。采用陰陽頂部電磁振打技術(shù)節(jié)省空間，除塵空間不向后延長，并在原電除塵器設(shè)計基礎(chǔ)上，各縱橫跨距不發(fā)生變動。保留原鋼構(gòu)架、殼體、灰斗、進口喇叭口、氣流均布板等，對電除塵保留部分重新進行強度核算并進行相應(yīng)處理，保留原有輸灰系統(tǒng)、灰斗蒸氣加熱不變，降低投資費用。

（2）強化顆粒荷電，提高電區(qū)可靠性

通過改善電區(qū)極配型式，提高顆粒荷電以及電場區(qū)的除塵效率。項目采用高放電性能的芒刺電極，有效增加針端放電性能，增加板電流密度，提高電場強度，增加顆粒的荷電量，強化了電區(qū)顆粒荷電效果，提高了電區(qū)的收塵效率。同時采用前后小分區(qū)供電技術(shù)，提高電區(qū)可靠性。即將每一機械電場分為兩個小分區(qū)，并分別對兩個獨立的電力分區(qū)供電，這樣每一機械電場的平均工作電壓可升高，顆粒荷電量相應(yīng)也得到提高，尤其對細顆粒荷電與電凝并發(fā)揮了重要的作用。分小區(qū)供電可使電場內(nèi)發(fā)生故障時退出的工作區(qū)域減少一半，可靠性提高一倍。

（3）合理的氣流分布

大型機組配套的除塵器處理煙氣量大、結(jié)構(gòu)復雜，因此電袋復合除塵器袋區(qū)的氣流分布是一個難點。該項目采用CFD氣流模擬分布實驗指導除塵器的設(shè)計，通過采取凈氣室采用多分室結(jié)構(gòu)、合理設(shè)計凈氣室出口的提升閥尺寸及高度、合理布置濾袋等多項技術(shù)措施，保證了除塵器袋區(qū)的氣流分布合理，使得進入袋區(qū)各分室的流量偏差小于5%。

（4）采用密閉式高凈氣室結(jié)構(gòu)

電袋復合除塵器采用高凈氣室結(jié)構(gòu)。每個凈氣室僅在側(cè)面設(shè)置一個人孔門，濾袋的安裝和更換工作可以在凈氣室內(nèi)部完成，確保在惡劣氣候條件下也能順利完成濾袋、袋籠的拆裝工作。而且高大的凈氣室結(jié)構(gòu)可使凈氣室內(nèi)的煙氣流速降低，有利于袋區(qū)的氣流分布，同時降低了設(shè)備的機械阻力。

（5）采用高精度過濾材料

濾袋是電袋復合除塵器的關(guān)鍵部件，濾料的選型設(shè)計直接影響除塵器的整體性能，濾袋的過濾精度直接關(guān)系到煙塵排放值。綜合考慮該項目的煙氣含氧量、煙氣溫度、出口煙氣濃度等參數(shù)，在濾袋選型上提出了更高的要求，濾料選用50%PPS + 50%PTFE/PTFE（基布）材質(zhì)，并在迎塵面添加30%含量的PPS超細纖維（纖維細度小于1.0DEX），提高了濾料的過濾精度，確保了除塵器長期穩(wěn)定低排放。

3.4 改造效果

該項目是電除塵技改的一個典范，該廠原靜電除塵器配置三個電場，隨著除塵設(shè)備年限的增加，除塵效率逐步下降，在煤種灰分波動的情況下，除塵器出口煙塵濃度在70～100mg/Nm3，有時甚至高達140mg/Nm3，脫硫出口煙塵排放濃度也大幅超過新標準的排放限值，超排的煙塵致使GGH堵塞嚴重（如圖3a）。改造為電袋復合除塵器后，除塵器運行近兩年來，在各種工況下，GGH再未出現(xiàn)過堵塞現(xiàn)象（如圖3b），壓損穩(wěn)定，煙囪長期保持明凈。2013年10月，經(jīng)廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院測試，1#、2#爐排放濃度分別為3.15mg/Nm3、2.55mg/Nm3，提效顯著，實現(xiàn)了排放濃度小于5mg/Nm3的超低排放。

圖3 改造前后GGH狀況

4 結(jié)論及展望

目前，由于舊電除塵器煙塵排放很難滿足新標準，電力行業(yè)面臨改造提效的要求，采用電袋復合除塵技術(shù)進行改造，可以保持原除塵器的殼體，利舊或更新前級電場的陰陽極，拆除后級電場內(nèi)部構(gòu)件改造為濾袋除塵區(qū)，原來的空間結(jié)構(gòu)和土建設(shè)施都不變，對縮短工期、降低改造費用都有突出的效果。珠海電廠的成功投運并且實現(xiàn)煙塵超低排放，充分體現(xiàn)了采用電袋復合除塵器對電除塵器改造的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。電袋復合除塵器經(jīng)過技術(shù)改進和創(chuàng)新后，采取高精過濾濾袋、提高電場區(qū)除塵效率、合理的氣流分布等關(guān)鍵技術(shù)就能實現(xiàn)超低排放，必將成為燃煤電廠各種機組電除塵器增效改造的首選技術(shù)。

珠海電廠三電場的電除塵空間通過電袋改造能實現(xiàn)超低排放，同樣在新建項目中三電場的占地面積采用電袋除塵器也可以實現(xiàn)超低排放，占地更少、費用更省、排放穩(wěn)定性更好。電袋復合除塵技術(shù)代表了新一代除塵技術(shù)的發(fā)展方向。

[1] 修海明，朱召平，鄧曉東，等.電袋復合除塵器在燃煤鍋爐大型機組上的應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2013（8）.

[2] 黃煒，林宏，修海明，等.電袋復合除塵技術(shù)的試驗研究[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2011（7）.

[3] 聶孝峰，李東陽，郭斌.燃煤電廠電袋復合除塵器技術(shù)優(yōu)勢[J].電力科技與環(huán)保，2013，29（1）.

Application of Electrical Bag Composite Precipitating Technology in Effect-Raising and Reform of Power Plants

YU Wei-quan1, XIU Hai-ming2, CHEN Kui-xu2, ZHANG Dian-ping1, YUAN Li1
(1.Guangdong Yudean Group Co., Ltd, Zhuhai Power Plant, Guangdong Zhuhai 519050;
2.Fujian Longking Co., Ltd, Fujian Longyan 364000, China)

Along with the more and more demand on environmental protection by the people, the most of electrical precipitators are confronted with the technical reform. Many local governments and electric power enterprises bring forward the demand on “extra-low emission”, “near zero emission” and “achieving the burning machine emission standards”, the precipitating technology is faced with a new challenge. By taking the electrical precipitator reform in Zhuhai Power Plant as an example, the paper presents the characteristics and advantages of extra-low emission realized by electrical bag composite precipitating technology; puts forward that the electrical bag composite precipitator would become the first selective technology in the effectraising and reform and extra-low emission of electrical precipitators in coal-fired power plants.

electrical bag composite precipitation; reform; extra-low emission

X701

A

1006-5377（2015）04-0013-04