电袋复合式除尘器改造的技术探讨

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摘要：介绍陡河发电厂3号机组电除尘器由原双室五电场改为电袋复合式除尘器（一电四袋）的技术特点、工作机理、改造后的效果等，针对该系统提出的设计更改，并对部分系统提出改进建议。

【关键词】电袋复合式除尘器 ；改造；探讨

1前言

燃煤电厂产生的大气污染物主要包括烟尘、SO2、NOx等，2012年1月1日开始实施的“火电厂大气污染物排放标准”（GB13223-2011）对这些污染物的排放规定了更为严格的标准，其中对烟尘的排放按机组建成投产的时间或通过环境影响报告书审批的时间和地区分为以下几部分：

1.1自2014年7月1日起，现有火力发电厂锅炉执行表1规定的烟尘、二氧化硫、氮氧化物和烟气黑度排放限值。

1.2自2012年1月1日起，新建火发电锅炉机组执行表1规定的烟尘、二氧化硫、氮氧化物和烟气黑度排放限值。

1.3重点地区的火力发电锅炉机组执行表2规定的大气污染物特别排放限值。

执行大气污染物特别排放限值的具体地域范围、实施时间，由国务院环境保护行政主管部门规定。

电袋复合式除尘器是通过前级电除尘将烟气中80%灰分除掉，后级袋式除尘器是通过滤料以及附着在滤料上的粉尘层的机械过滤作用而达到除尘目的的。从理论上讲，只要滤料的空隙足够细小，烟气中的任何粉尘都能被截留下来（实际使用中当然还需要考虑滤料的透气性等因素），电除尘器很难捕集的微细粉尘采用袋式除尘器很容易被收集。袋式除尘器性能中的最大特点是其超高的除尘效率，而且对电除尘器除尘效率影响较大的一些因素（如粉尘比电阻、烟气成分、入口粉尘浓度、烟气量的波动等）对袋式除尘器的除尘效率几乎没有多大影响。面对更为严格的烟尘排放标准，在电除尘技术没有重大突破的情况下，电袋复合式除尘器无疑是满足新标准的最佳选择。

2.基本结构及原理

FE440/4-1E型电袋复合型除尘器是通过电除尘与布袋除尘有机结合的新型的高效除尘器。它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势，以及两者相结合产生新的性能优点，改善了进入袋区的烟尘工况条件，达到除尘效率稳定高效、滤袋阻力低使用寿命长、运行维护费用低、占地面积小等优点。

2.1电袋复合型除尘器的结构形式

主要有前级的电除尘区和后级的布袋除尘区组成。如上图所示。

2.2电袋复合型除尘器的原理

粉尘在电场中充分荷电除去粗尘，也就是说除去粒径较大的，剩下荷电不充分但可在电场中被极化进入滤袋除尘，而覆膜滤袋对微细粉尘有很高的除尘效率。因此可以结合各种除尘机理使不同粒径粉尘达到最佳收集效果。以期让烟尘达到“零排放”。由此可见，电袋除尘器的关键技术在于：

（1）如何确定电除尘和布袋除尘的除尘负荷的合理分担，实现在同一除尘器内同时满足电除尘和布袋除尘的运行条件，以保障电袋复合除尘器的高效稳定经济运行。

（2）如何保证前级电场的高效稳定可靠运行，前级电场的收尘效率对后级布袋的粉尘负荷有很大影响，前级电场收集下越多的粉尘，流到后级布袋的粉尘越少，同时，粉尘荷电越充分，越有利于整台除尘器的性能改善，并且前级电场高效稳定可靠的运行特性至关重要。

3.电袋复合型除尘器的技术特点

3.1适合高浓度烟尘除尘

本改造工程采取电除尘+布袋除尘的组合方式。对原电除尘器壳体内部一电场阴阳极、顶板设备进行全面拆除、设计和更换，布置全新的电场，并采取前后两个供电分区结构，每个供电分区有单独阴阳极振打系统。在其中一个供电分区故障时，另一个供电分区能正常投运，具有最强的高效预除尘特点，具有80%的效率，使进入后级袋区的浓度仅为进口的20%。

3.2保证长期高效稳定运行

FE440/4-1E型电袋复合式除尘器的除尘效率不受煤种、烟气特性、飞灰比电阻等影响，排放浓度可以保持长期高效、稳定。

4.影响电袋除尘器性能的主要因素

4.1粉尘特性的影响

粉尘特性有粒径分布、真密度、粘附性、比电阻等，其中粘附性大到一定值后会阻碍滤袋的清灰性能，增加滤袋初始阻力。

4.2烟气性质的影响

烟气主要有温度、压力、成分、湿度、流速、含尘浓度等特性，其中温度和烟气成分对滤袋的使用寿命影响大，温度越高、不利滤袋纤维的成分含量越高加快滤袋老化速度，缩短滤袋使用寿命，当超过滤袋耐受温度时会毁坏滤袋。同时温度升高加大烟气体积，提高滤袋过滤风速会增加阻力。滤料成分（50%PPS+50%PTFE）+PTFE基布滤料，滤袋长期运行的适合温度在160℃以下，烟气含氧量在8%以下。烟气湿度大时烟尘表面附着力加大，不利于滤袋清灰。湿度大并要避免除尘器在露点温度以下运行，以防止结露糊袋。流速、含尘浓度增大时将会增加滤袋阻力。

5.电袋复合式除尘器改造实施方案

原电除尘器为双室五电场结构，为节省改造周期和降低改造费用，本方案中对一电场进行改造，并采用前后小分区，利用原有的电除尘器的外壳，并采用顶部振打的方案，拆除二、三、四、五电场内的芒刺、极板、振打装置、高压硅整流装置和出口喇叭，采用布袋除尘器的复合结构。滤袋采用了进口的防水、防油、防腐、防糊袋、抗氧化，瞬时耐高温190℃以上的（50%PPS+50%PTFE）+PTFE基布滤料覆膜结构。在电区出口和袋区入口缓冲区之间设置旁路烟道，设置必要的扶梯平台，对原有设备的钢结构进行适当的补强。

5.1具体改造系统图如下

5.2 改造后的运行情况和性能试验

2012年10月23日投入试运行，目前运行稳定，各项指标均在设计范围之内。

5.3 改造后的经济分析

经初步核算，比对改造前后电除尘器耗电量每年可节约292万度，每度电按0.35元/kwh计，每年可节约102.2万元，扣除日常维护和备件消耗费用，直接经济效益在100万元左右。

另外考虑减少烟尘排放，改善脱硫装置运行状况，减少电厂烟尘排放费用等，间接经济效益相当可观，同时陡河发电厂为社会节能减排作出巨大贡献。

6、设计存在的问题及改进措施

6.1关于清灰系统设计的改进

电袋除尘器按6台除尘器改造后设计使用三台40m3/min空压机、干燥塔和两个10立方的储气罐及空压机两用一备，根据对现场运行情况分析布袋吹扫实际用气量仅为10m3/min左右，造成空压机频繁启动。本人建议布袋吹扫储气罐出口应该与气力输灰储气罐出口安装联络母管（两个气管道并排，距离很近便于施工），目前只改造一台除尘器，用气量很小，可以把多余的气量用在气力输灰系统。保证电袋吹扫空压机正常运行，同时在电袋吹扫空压机故障时还可以使用干灰空压机补充气源，作为备用气源。

7. 结论

电袋复合除尘技术为现役静电除尘器的改造、新建以及扩建电厂的除尘方式提供了一种经济有效的方案。另外，还可以应用于建材、冶金等行业的烟气除尘 。电袋除尘新技术的市场潜能存在于市场中，因有大量老化的电除尘器由于未来的和更严格的排放标准，需要被取代或升级改造。同时也为社会环保事业作出应有的贡献。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家标准.GB13223―2011[GB] 火电厂大气污染物排放标准

环境保护部 国家质量监督检验检疫总局 2011-07-29，2012-01-01实施

[2]大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂3号炉电除尘器增容改造工程电袋复合式除尘器技术方案.

[3] 袋式除尘器技术要求GB/T 6719-2009