陳秀娟

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

引言

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)保要求日益嚴格，2015年國務(wù)院常務(wù)會議明確提出，要全面實施燃煤電廠超低排放，燃煤電廠污染物排放濃度限值要求下調(diào)至10mg/Nm3。2017年，政府工作報告中再次提到超低排放，要求加大燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造力度，東中部地區(qū)需在兩年內(nèi)提前完成，西部地區(qū)于2020年完成。

電袋復(fù)合除塵器是實現(xiàn)超低排放的重要除塵設(shè)備之一，目前在我國燃煤電力行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，具有長期穩(wěn)定低排放、低阻力、節(jié)能、操作簡單等優(yōu)點。電袋復(fù)合除塵器的阻力值是反應(yīng)設(shè)備運行情況的重要性能考核指標，其運行阻力的高低對濾袋的使用壽命有重要影響，同時也會影響風機的運行。

電袋復(fù)合除塵器是將靜電除塵和過濾除塵機理有機結(jié)合的復(fù)合除塵設(shè)備。它充分利用前級電場收塵效率高和顆粒荷電的特點，大幅降低進入濾袋區(qū)煙氣的含塵濃度，降低了濾袋煙塵負荷，避免粗顆粒對濾袋沖刷的磨損，并利用荷電粉塵過濾機理而提升設(shè)備的綜合性能[4]。常規(guī)電袋復(fù)合除塵器的出口顆粒物濃度一般可實現(xiàn)小于30mg/m3或低至小于20mg/m3[5]。

1 電袋復(fù)合除塵器的阻力構(gòu)成

電袋復(fù)合除塵器的阻力指煙氣通過電袋復(fù)合除塵器的流動阻力，當除塵器進出口近似位于一個標高且截面積相等時，進出口氣體的平均靜壓差能反應(yīng)除塵器阻力情況。目前國內(nèi)大部分電袋復(fù)合除塵器設(shè)備正常運行時運行阻力≤1200Pa（部分阻力≤1000Pa）[1]。

設(shè)備阻力ΔP包括除塵器結(jié)構(gòu)阻力ΔPg和過濾阻力ΔPL，過濾阻力又由潔凈濾料阻力ΔPj、濾料粉塵殘留阻力ΔPc和堆積粉塵阻力ΔPd三部分組成[2]（如圖1），即：ΔP=ΔPg+ΔPL

濾料深層阻力ΔPs由潔凈濾料阻力ΔPj及濾料粉塵殘留阻力ΔPc組成。

1.1 電袋復(fù)合除塵器結(jié)構(gòu)阻力

電袋復(fù)合除塵器的結(jié)構(gòu)阻力主要為氣流經(jīng)過進口喇叭、殼體、電場區(qū)、煙道等部位產(chǎn)生的摩擦阻力和局部阻力之和。根據(jù)經(jīng)驗，電袋復(fù)合除塵器結(jié)構(gòu)阻力一般在200～250Pa。

圖1 濾料過濾阻力ΔPL組成

1.2 電袋復(fù)合除塵器濾料阻力

1.2.1 潔凈濾料阻力ΔPj

《袋式除塵器技術(shù)要求》（GBT6719-2009）規(guī)定，濾料阻力特性以潔凈濾料阻力系數(shù)及殘余阻力值表示，非織造潔凈濾料阻力要求≤300Pa，機織濾料潔凈阻力要求≤400Pa。

對針刺未覆膜濾料、針刺覆膜濾料進行不同過濾風速下的阻力試驗研究，從圖2、圖3可知，阻力均與過濾風速呈線性關(guān)系。從試驗數(shù)據(jù)來看，針刺未覆膜濾料阻力為20.86Pa（過濾風速1m/min），當過濾風速為1.3m/min時，阻力為26.3Pa。覆膜濾料潔凈濾料阻力稍大，其阻力為51.5Pa（過濾風速1m/min），當過濾風速為1.3m/min時，阻力為67.7Pa，如表1。

圖2 潔凈針刺未覆膜濾料阻力隨過濾風速變化

圖3 潔凈針刺覆膜濾料阻力隨過濾風速變化

表1 不同濾料不同過濾風速下阻力Pa

總的來說，電袋復(fù)合除塵器中新袋潔凈濾料（非覆膜）阻力≤30Pa，覆膜濾料阻力≤80Pa。濾料的材質(zhì)、生產(chǎn)工藝、性能參數(shù)和粉塵的性質(zhì)等會對濾袋阻力造成一定影響。采用表面過濾技術(shù)（覆膜、超細纖維面層等）濾料潔凈阻力較高。

1.2.2 濾料深層阻力ΔPs

根據(jù)電袋復(fù)合除塵器的粉塵荷電原理，濾袋表面形成粉餅層進行過濾，但隨著濾袋的使用時間增加，濾料纖維孔隙會被粉塵侵入，濾料由面層過濾變成深層過濾模式（三維過濾）。殘留在濾料中的粉塵不斷增加，會導(dǎo)致濾料的過濾阻力增大。

對3個電廠的舊濾料袋進行不同過濾風速下的阻力研究（見表2）。

表2 三電廠使用濾料信息

從圖4～圖6可知，濾料深層阻力ΔPs（濾料殘余粉塵阻力ΔPc+潔凈濾料阻力ΔPj）與過濾風速基本呈線性關(guān)系。表3為3個電廠濾料深層阻力ΔPs折算過濾風速為1m/min、1.3m/min下的殘余阻力，最大阻力不超300Pa。

圖4 電廠1深層阻力ΔPs隨過濾風速變化

圖5 電廠2深層阻力ΔPs隨過濾風速變化

圖6 電廠3深層阻力ΔPs隨過濾風速變化

表3 三電廠不同過濾風速下深層阻力ΔPs （單位：Pa）

1.2.3 堆積粉塵層阻力ΔPd

電袋復(fù)合除塵器濾袋表面粉塵由于荷電作用，在靜電作用下顆粒層的結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，不易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。清華大學宋薔等人與福建龍凈環(huán)保股份有限公司合作，對堆積粉塵層的阻力情況進行研究。試驗采用PPS濾料，過濾風速分別選取1.3、1.5、1.8、2.0 m/min；粉塵濃度分別選取20、40、60、80g/Nm3進行試驗，得到不同粉塵濃度下過濾壓降增長率隨過濾風速以及粉塵濃度的變化。

從圖7和圖8可看出，過濾壓降增長率隨過濾風速增加而增加，過濾風速低于1.8m/min時增長較為緩慢，過濾風速大于1.8m/min時壓降增加較為明顯。過濾壓降的增長率隨粉塵濃度的增加而增加，且基本呈線性關(guān)系[3]。

從電袋除塵器的實際情況考慮，袋區(qū)粉塵進口濃度一般為5g/Nm3，最大為10g/Nm3。試驗采用PPS濾料，過濾風速分別選取1.3、1.5、1.8m/min，粉塵濃度分別選取1、5、10g/Nm3進行試驗，得到過濾壓降增長率與過濾風速的關(guān)系曲線（圖9），不同顆粒濃度下的過濾壓降增長率隨過濾風速變化。按過濾風速1.3m/min、袋區(qū)進口粉塵濃度10g/Nm3、一個清灰周期30min進行計算，ΔPd=0.055Pa/s×1800s=99Pa。

圖7 過濾壓降增長率與過濾風速的關(guān)系曲線

圖8 過濾壓降增長率與來流粉塵濃度的關(guān)系曲線

圖9 過濾壓降增長率與過濾風速的關(guān)系曲線

2 電袋復(fù)合除塵器理想的設(shè)備阻力

基于以上分析，電袋復(fù)合除塵器理想設(shè)備阻力及分布如表4。

表4 電袋復(fù)合除塵器理想設(shè)備阻力和分布

3 電袋復(fù)合除塵器設(shè)備阻力影響因素

從電袋復(fù)合除塵器設(shè)備阻力組成分析，除塵器本體結(jié)構(gòu)阻力一般變化較小，在200～250Pa之間，設(shè)備阻力主要受過濾阻力影響。

3.1 濾料的合理選擇

電袋復(fù)合除塵器在運行過程中要防止粉塵進入濾料纖維間隙，盡量降低濾料粉塵殘余阻力。合理采用覆膜濾料或迎塵面添加超細纖維等面層過濾濾料，是降低濾料粉塵殘余阻力的有效措施。

3.2 清灰系統(tǒng)對過濾阻力的影響

清灰系統(tǒng)由脈沖閥、儲氣罐、空壓機、噴吹管、氣路等組成，以下諸多因素都會導(dǎo)致噴吹功能下降甚至失效：1）氣包漏氣，無法完成正常噴吹；2）脈沖閥出現(xiàn)故障，無法噴吹；3）噴吹管脫落；4）噴吹管安裝偏心；5）清灰參數(shù)設(shè)置不合理，例如清灰周期太短造成噴吹壓力不足。如出現(xiàn)以上情況，必然導(dǎo)致濾袋表面粉塵清灰效果不佳，甚至積灰嚴重，設(shè)備阻力上升。

3.3 鍋爐“四管”泄漏

在鍋爐運行中若發(fā)生“四管”泄漏時，煙氣中水分增加，可能會造成潮濕粉塵黏結(jié)在濾袋表面，顆粒狀結(jié)塊甚至大面積板結(jié)，清除困難，導(dǎo)致濾袋過濾阻力明顯升高。

3.4 除塵器漏水

除塵器頂蓋或其它部位出現(xiàn)漏水，會造成潮濕粉塵黏結(jié)在濾袋表面，不易清除，隨著運行時間增加，甚至出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，濾袋過濾阻力上升。

4 結(jié)論

電袋復(fù)合除塵結(jié)合了電除塵和布袋除塵的優(yōu)點，是實現(xiàn)超低排放的一種新型除塵技術(shù)，其設(shè)備阻力是考量設(shè)備性能的一項重要指標。選擇覆膜或表面添加超細纖維等面層過濾的濾料；在投油助燃前對濾袋進行預(yù)涂灰處理，防止燃油黏附在濾袋表面；合理設(shè)置清灰參數(shù)、控制清灰系統(tǒng)的運作，保證有效的清灰效果；避免鍋爐“四管”爆裂、防止除塵器漏水等，都是控制設(shè)備阻力的有效措施。

[1] 許東旭，趙永水，周炎，等.電袋復(fù)合除塵器運行阻力升高的原因分析及對策[C].第十五屆中國電除塵學術(shù)會議論文集，578-580.

[2] 王冠，王海濤，張殿印.脈沖袋式除塵器的阻力分析[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2011（9）：31-34.

[3] 詹亮亮，盧錦奎，翁煜彬.荷電對粉塵過濾過程影響的研究[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2011（10）：40-44.

[4] 奎續(xù)陸.超凈電袋復(fù)合除塵器在劣質(zhì)煤電廠的長期高效穩(wěn)定運行[J].電力科技與環(huán)保，2017，33（5）：22-25.

[5]朱法華，孟令媛，嚴俊波，莫華.超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)及其在超低排放工程中的應(yīng)用[J].電力科技與環(huán)保，2017，33（1）：1-5.