鍋爐布袋除塵器的發(fā)展趨勢

    袋式除塵器在國外已得到廣泛的應用，燃煤電廠應用袋式除塵器已有30多年的歷史，發(fā)達國家早在20世紀80年代就已普遍采用袋式除塵器，并且其應用總量遠遠超過了電除塵器。在美國80年代已有100多臺袋式除塵器應用于燃煤鍋爐，相應的發(fā)電總量在2×104MW 以上，單機最大容量達500～800MW。澳大利亞從70年代開始在電站鍋爐上使用袋式除塵器，到90年代已有80%的電站鍋爐使用布袋除塵器，歐洲、日本也有類似的情況，由于日趨嚴格的環(huán)境排放標準，最近幾年越來越多的電除塵器被改造為袋式除塵器。
    締造電力行業(yè)最具權(quán)威的技術交流平臺在國內(nèi)袋式除塵器技術也已成熟，并具有良好的設計、加工、制造、安裝、調(diào)試能力，現(xiàn)已廣泛應用于冶金、建材、水泥、電力等行業(yè)，絕大多數(shù)都獲得了良好的效果和可觀的效益。
    袋式除塵器有各種各樣形式，目前使用最多和發(fā)展最快的是大型脈沖袋式除塵器，大型脈沖長袋除塵器集塵原理，含塵氣體經(jīng)過進氣口閥導入袋式除塵器，依靠氣流分布板分散煙氣的同時，將較重的灰塵落下灰斗。含塵空氣由布袋外面進入里面時，經(jīng)布袋過濾成干凈空氣，再由外殼上端通過離線排氣口閥排到外面去。關閉排氣口閥，沾在布袋上的灰塵與氣流成分離狀態(tài)。通過濾袋上的脈沖噴吹管，瞬間噴射出來 的高壓反洗氣流把灰塵抖入灰斗里。這個反洗動作，按一定的間隔依次轉(zhuǎn)換，因此不會影響連續(xù)集塵作用。
    由于進袋式除塵器的煙氣仍含有部分水汽，為了防止水吸附煙塵粘結(jié)在布袋濾袋上而腐蝕濾料，新布袋在啟動前應采用200目左右的消石灰粉進行預噴涂，噴涂后布袋外粉餅層按2mm估算，按2/3的消石灰被吸附估算，1臺布袋除塵器預噴涂需要9噸消石灰，已經(jīng)使用過的布袋，可用粉煤灰對布袋進行預噴涂。預噴涂時應將所有脈沖閥、脈沖控制器關閉，不能對布袋噴吹。消石灰供料系統(tǒng)，將風機調(diào)至足夠風量，靠風的吸力均勻灑入，預噴涂時除塵器壓差升高250～500Pa時為標準，噴涂結(jié)束。
　　在鍋爐啟動時全投油及低負荷時投油助燃時，應提前進行預涂灰。如果在運行期間鍋爐被迫停爐，且停爐時間大于48小時，則在下次起動時必須對除塵器再進行預噴涂。完成預噴涂后，鍋爐點火運行。由于初始煙氣溫度較低，煙氣先進入旁路系統(tǒng)。當煙氣達到布袋除塵運行溫度范圍時，關閉旁路擋板門，煙氣進入布袋除塵器運行。
　　除塵器的運行達到穩(wěn)定狀態(tài)時，即將清灰設置在自動清灰模式。布袋運行后應及時進行“運行溫度”的設定，一般設定在100～120℃。PPS濾料的缺點是抗氧化性能較弱。隨氧濃度和煙氣溫度的升高氧化反應劇增。而對瞬時高溫也有一定要求，溫度達200℃時，每次不能超過10分鐘，全年累計不能超過50小時。
　　調(diào)試過程中操作人員應全過程跟班，熟悉除塵器的工作原理及性能，掌握操作及維修方法，建立運行記錄。進行脈沖清灰參數(shù)進行設定，對脈沖間隔，脈沖寬度。觀察除塵器阻力變化情況，密切注意各閥門動作情況，如果運行阻力大于1500Pa則縮短清灰間隔，如果運行阻力小于1000Pa則增加清灰間隔，原則上最短清灰間隔≥5S。正常運行后，除塵器清灰阻力設定在1200Pa，清灰報警壓力為1800Pa，當壓差達到1200Pa時，開啟清灰系統(tǒng)。為了保證布袋的使用壽命，清灰間隔根據(jù)阻力情況進行調(diào)節(jié)。
根據(jù)目前環(huán)保發(fā)展趨勢的要求，如果電除塵器部不出現(xiàn)實質(zhì)性的突破，已很難滿足日趨嚴格的環(huán)保標準，而袋式除塵器以其除塵效率高（可達99.99%）,適應粉塵范圍廣,尤其對電除塵器難以脫出得微小顆粒(PM2.5以下),將成為燃煤鍋爐煙氣除塵和其他行業(yè)粉塵污染控制的一種主要的除塵設備。
新技術為燃煤電廠鍋爐超低排放提高借鑒

目前，濕式、低低溫電除塵技術已成為燃煤電廠滿足“超低排放”的主流技術。針對熱點、難點問題，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會組織業(yè)內(nèi)專家、學者及相關工程技術人員，分別召開了全國濕式、低低溫電除塵技術研討會和電除塵電源技術專題研討會，就技術發(fā)展動向、研發(fā)和推廣應用情況、面臨的問題及應對措施等展開討論，為實現(xiàn)“超低排放”提供技術支撐。

　　路線一：低低溫電除塵技術

　　我國環(huán)保企業(yè)從2009年開始加強低低溫電除塵技術研究，目前已有多套設備投運，現(xiàn)已掌握低溫腐蝕、二次揚塵、提效幅度及對WFGD協(xié)同除塵效果的影響等核心問題，并取得一定的工程經(jīng)驗，提出了防止低溫腐蝕、二次揚塵的對策措施。

　　目前，低低溫電除塵技術在國內(nèi)已有多項應用：

　　1.大唐寧德電廠#4爐600MW機組改造，將電除塵器入口煙氣溫度降低至95℃左右。2013年4月，經(jīng)測試，除塵器入口煙氣溫度92℃時，電除塵器出口煙塵濃度由60mg/m3降低到20.2mg/m3。

　　2.中電投江西新昌電廠700MW機組改造，將入口煙氣溫度降至95℃，對電除塵器本體及電控系統(tǒng)進行升級。2013年9月，經(jīng)測試，低低溫電除塵器出口煙塵濃度降至17.25mg/m3，SO3脫除率88.1%，PM2.5脫除率達99.8%以上，氣態(tài)汞捕集效率達40%以上，節(jié)省煤耗2.53g/kWh。

　　3.浙江浙能嘉華發(fā)電有限公司1000MW機組改造，將煙氣溫度降至90℃左右，電除塵器總集塵面積不變，將所有電場采用高頻電源。2014年7月投運，經(jīng)測試，改造后電除塵器出口煙塵濃度降至20mg/m3。

　　4.華能榆社電廠300MW機組采用以低低溫電除塵技術為核心的煙氣協(xié)同治理技術路線：脫硝+熱回收器+低低溫電除塵器+WFGD+煙氣再熱器。2014年8月投入運行，經(jīng)測試，電除塵器出口煙塵濃度為18mg/m3，經(jīng)濕法脫硫系統(tǒng)后，煙塵排放濃度為8mg/m3。

　　5.華能長興電廠2×660MW機組采用以低低溫電除塵技術為核心的煙氣協(xié)同治理技術路線，系統(tǒng)中不設置WESP，每臺爐配套兩臺雙室五電場電除塵器，設計煙氣溫度90℃。2014年12月投入使用，經(jīng)初步測試，電除塵器出口煙塵濃度約為 12mg/m3，經(jīng)濕法脫硫后，出口煙塵排放約為3.5mg/m3，濕法脫硫協(xié)同除塵效果約70%。

　　6.浙江浙能臺州第二發(fā)電廠2×1000MW機組、浙能溫州電廠四期2×660MW機組新建工程、華能玉環(huán)電廠1000MW機組改造工程均采用低低溫電除塵技術，設計煙氣溫度85℃~90℃，設計除塵器出口煙塵濃度為15mg/m3，均將于2015年投入使用。天津國投津能發(fā)電有限公司一期工程#1爐1000MW機組改造工程， 改造后煙溫降為88℃，電除塵器出口煙塵濃度設計值20mg/m3，2014年12月投運。華電江蘇望亭發(fā)電分公司#3、#4爐660MW機組改造工程，煙溫改造后降為95℃，電除塵器出口煙塵濃度設計值20mg/m3，計劃2015年2月投運。

　　路線二：濕式電除塵技術

　　我國環(huán)保企業(yè)從2009年開始進行燃煤電廠WESP的研究和開發(fā)，通過自主研發(fā)或引進技術，已掌握核心技術。WESP的研發(fā)也得到國家科技部的高度重視和大力支持，被列入國家863計劃和國家國際科技合作專項。

　　目前，WESP在我國已有多項應用：

　　1.華電淄博電廠6號機（330MW）配套WESP。機組于2013年10月投運，經(jīng)測試，WESP出口煙塵排放為5mg/m3。

　　2.神華國華舟山電廠二期#4號爐350MW機組WESP新建工程，工藝路線為：低氮燃燒+SCR+ESP+海水脫硫裝置+WESP。機組于2014年6月投運，經(jīng)測試，常規(guī)電除塵器出口煙塵濃度為16.53mg/m3，脫硫出口煙塵濃度為10.76mg/m3，WESP出口煙塵濃度2.55mg/m3、SO22.86mg/m3、NOx20.5mg/m3。

　　3.浙能嘉華發(fā)電廠2×1000MW機組改造工程配套WESP，設計除塵效率不低于70%。機組于2014年6月投運，經(jīng)測試，WESP出口煙塵排放為2mg/m3。

　　4.廣州恒運發(fā)電廠#9號爐330MW機組WESP改造工程，工藝路線為：低氮燃燒+SCR+ESP+FF+WFGD+WESP。機組于2014年7月投運，經(jīng)測試，WESP出口煙塵1.94mg/m3，SO24mg/m3、NOx25mg/m3。

　　5.浙能六橫發(fā)電廠2×1000MW機組新建工程配套濕式電除塵器，采用的工藝路線為：SCR+ESP+FF+WFGD+WESP+MGGH。機組于2014年7月投運，經(jīng)測試，WESP出口煙塵排放為2mg/m3。

　　6.廣州華潤熱電廠# 1爐300MW機組WESP改造，2014年7月投運。經(jīng)測試，WESP出口排放：煙塵3.12mg/m3，除塵效率89.09%。

　　7.大唐黃島電廠#6爐670MW機組WESP技術改造，在脫硫塔后新增雙列兩電場WESP。2014年8月投運，經(jīng)測試，WESP出口煙塵濃度為2.8mg/m3。

　　8.三河發(fā)電有限責任公司#2號爐350MW機組WESP改造工程，此項目作為國家大型濕式電除塵863課題示范工程，設計出口煙塵排放＜3mg/m3，于2014年11月投運，經(jīng)測試，WESP出口煙塵排放為2.05 mg/ m3。

　　9.河北國華定州發(fā)電有限責任公司#3、#4號爐WESP改造工程，設計煙塵排放＜5mg/m3。 #3號爐2014年11月投運，經(jīng)測試，WESP出口煙塵排放2mg/m3。#4號爐也改造完畢，正在調(diào)試。

　　10.濟南黃臺發(fā)電廠9號機（350MW）WESP改造工程，設計除塵效率不低于83%。機組于2014年9月投運，經(jīng)測試，WESP除塵效率大于85%，出口煙塵濃度為2.6mg/m3。

　　11.神華國華惠電#1號爐330MW機組環(huán)保近零排放改造工程，配套低低溫電除塵技術+濕式電除塵器，工藝路線為SCR+（LSC+ESP ）+WFGD+WESP,WESP設計除塵效率不低于80%。機組于2014年12月投運，經(jīng)測試，WESP出口煙塵濃度為1.4mg/m3。

　　相關鏈接

　　電除塵用高壓供電技術

　　燃煤電廠實現(xiàn)“超低排放”，除了采用濕式、低低溫電除塵等本體技術外，先進的電除塵用高壓供電技術起著重要作用。近年來，國內(nèi)電除塵電控企業(yè)加大研發(fā)力度，以高頻電源、三相電源為代表的一批新型高效電源技術創(chuàng)新成果令國際同行刮目相看。同時，也在積極研發(fā)或引進脈沖電源技術，為電除塵器實現(xiàn)低排放和節(jié)能創(chuàng)造有利條件。

　　1.高頻高壓電源

　　高頻高壓電源是新一代電除塵器供電電源，其調(diào)壓的控制方式為調(diào)頻調(diào)壓控制、間歇脈沖控制、調(diào)幅高頻控制，工作頻率為幾十kHz。它不僅具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、三相負載對稱、功率因數(shù)和轉(zhuǎn)換效率高等特點，相比工頻電源，還有更優(yōu)越的供電性能，能克服一般工頻電源輸出電壓脈動大、平均電壓低的不足，可在逼近電除塵的擊穿電壓下穩(wěn)定工作。近幾年，隨著高頻電源技術發(fā)展，其輸出功率、控制特性均有提高，目前輸出功率達2.4A/80kV的高頻電源已投入工程應用。

　　大量工程實例證明，基于脈沖工作的高頻電源在提高除塵效率、節(jié)約能耗方面具有顯著效果；高頻電源工作在純直流方式下，可大大提高粉塵荷電量，提高除塵效率。如上海外高橋三廠、上海吳涇二廠、蘇龍電廠、綏中電廠、泰州電廠、常熟電廠、荊門電廠等，電除塵器在進行高頻電源改造后，煙塵排放和高壓能耗都明顯降低。

　　高頻電源屬于恒流源性質(zhì)的電源，在電除塵器出現(xiàn)放電擊穿時，電流近似保持不變，并且能在極短時間內(nèi)停止供電，從而減小火花功率，是目前各種除塵器電源中產(chǎn)生火花能量最小的電源，尤其適合在濕式電除塵器中應用，可避免對濕式電除塵器中陽極的燒蝕，如舟山電廠、蘭州熱電廠、民權(quán)電廠、懷安電廠、承德熱電等。高頻電源在低低溫電除塵器上也得到了很好應用，如華能長興電廠、嘉華電廠等。

　　2. 三相高壓電源

　　對粉塵比電阻不高的場合，由于沒有反電暈現(xiàn)象，使用三相電源也可提高運行電壓和電流，實際運行電壓可達70kV以上，提高粉塵荷電量和除塵效率。三相電源的單臺容量可以做到2.4A甚至3.0A，由于控制柜放在室內(nèi)，對現(xiàn)場環(huán)境的要求較低，設備可靠性高。

　　目前，部分廠家的三相電源克服了火花能量較大的缺點，可達到很高的控制精度，并取得很好的除塵效果。如黃島電廠、三河電廠等配套的WESP；長治電廠、煙臺電廠、廣西北部灣電廠、邢臺國泰電廠等配套的常規(guī)電除塵器，臺山電廠前兩電場使用高頻電源后兩電場使用三相電源等，效果也非常好。對中、高比電阻粉塵場合，三相電源應用在間歇脈沖方式時，在保證除塵效率的條件下，節(jié)能效果明顯。

　　3.脈沖高壓電源

　　脈沖高壓電源以窄脈沖（120μs及以下）電壓波形輸出為基本工作方式，其目的是在不降低或提高除塵器運行峰值電壓的情況下，通過改變脈沖重復頻率調(diào)節(jié)電暈電流，抑制反電暈的發(fā)生，使電除塵器在收集高比電阻粉塵時有更高的效率。

　　脈沖高壓電源主要用于克服高比電阻粉塵反電暈、提高除塵效率的場合。其對電除塵器的改善程度通常可由驅(qū)進速度的改善系數(shù)來評估，改善系數(shù)定義為電除塵器用新的供電方式與用常規(guī)直流供電時驅(qū)進速度之比?，F(xiàn)場試驗表明，改善系數(shù)與粉塵比電阻關系很大，將隨粉塵比電阻的增加而迅速增加。脈沖供電方式被認為是改善電除塵器性能和降低能耗最有效的方式之一。

　　針對高比電阻粉塵的脈沖電源目前在WESP上尚無應用，其效果有待驗證。雖然低低溫電除塵器入口溫度使粉塵比電阻降低，但對末級和次末級電場，其粉塵粒徑小、比電阻仍可能較高，所以使用脈沖電源可進一步降低出口煙塵濃度。