电袋复合式除尘器的开发及应用

(内蒙古华电乌达热电有限公司，内蒙古 乌海 016040)
摘 要：文章对内蒙古华电乌达热电厂在480t/h循环流化 床锅炉上开发应用的电袋复合式除尘器技术进行了计算分析，结果显示：烟囱排放浓度为26 mg/Nm³，系统阻力在600Pa以下，清灰周期长达9 360多s，达到了环保新标准的要求 。
关键词：除尘器；电袋；除灰效率；使用寿命；费用
中图分类号：TM621.7⁺3  文献标识码：A  文章编 号：1007—6921(2009)03—0308—02

内蒙古华电乌达热电2×150MW工程每台炉配1台双室四电场静电除尘器，由于炉内脱硫，烟 气性质发生了变化，使得收尘难度加大，配套国内目前运行最大的480t/h循环流化床锅炉除 尘效果已经远远不能满足要求。经过多方案比选，并对机组燃烧方式的特点、现用煤种的特 征、灰份元素的构成等因素进行了全面地分析后确定，对现有电除尘器进行电袋复合除尘技 术的开发及应用。其机理是：在电袋复合式除尘器中，烟气先通过前级电除尘区，烟气中绝 大部分粉尘通过电除尘方式被收集下来，未被捕集的荷电粉尘，再均匀进入后级袋除尘区。 
1 电袋复合式除尘器的应用
1.1 相关参数计算

华电乌达热电480t/h循环流化床锅炉电袋复合式除尘器的性能参数如下：
1.1.1 前级电场区(利旧)的技术参数如下：①极板高度：13.5m；②同极距：400mm；③ 通道数：26个；④电场数：2个；⑤电场长度：8m；⑥电场宽度：2×10.4m；⑦总集尘面积 ：11 232m²；⑧电场风速：1.19 m/s；⑨比集尘面积：33.7m²/m³/s；⑩驱进速度：6 .83cm/s(按收尘效率90%计算)。

后级滤袋区技术参数：①总室数：12个；②连续使用温度：≤160℃，瞬时温度：190℃；③ 除尘器出口烟气排放浓度及保证值：≤50mg／Nm³；④滤袋材质：PPS＋P84复合针刺毡； ⑤总过滤面积：15 376m²；⑥除尘器设计阻力：≤1 200Pa；⑦过滤风速：13m/min 。保留原点除尘器的前级2个电场，按第一电场的收尘效率为70%～80%计算，第二电场也按 剩下粉尘的70%～80%计算，那么2个电场的收尘效率为：
(70%～80%)(第一电场)＋［1－(70%～80%)］(70%～80%)＝91%～96%

烟气量为12万m³/h，总集尘面积为11 232 m²，比集尘面积为33.7m²/m³/s，驱进速 度为6. 83cm/s，前级两个电场的收尘效率按90%计算，这样进入后级滤袋区的粉尘仅剩下10%左右。

前级2个电场按90%的收尘效率计算，进入后级滤袋区的粉尘浓度剩下原来的1/10。假如滤袋 的清灰周期与单位时间在滤袋上收集的粉尘浓度成正比关系，那么通过前级2个电场的收集 后，后级滤袋的粉尘浓度下降9/10，清灰周期延长10倍。电袋复合式除尘器后级滤袋过滤风 速比一般布袋除尘器要高20%～30%，乌达热电的后级滤袋过滤风速为1.3m/min，比一般布袋 的1.0m/min高1.3倍。如果按一般布袋除尘器的清灰周期为900～1 200s，电袋复合式除尘器 的清灰周期为(900－1200)10/1.3＝(6900～9230)s。这种结果与华电乌达热电的实际运 行结果相似，清灰周期最大达到9 360s。
1.2 电袋复合除尘器的应用

内蒙古华电乌达热电有限公司是目前国内采用电袋复合除尘器的最大机组，为了确保项目的 成功，首先对锅炉烟气状况进行相关测试，为改造提供确切的原始数据。实测烟气量达到12 万m³/h，相当于200MW(670t/h锅炉)机组的烟气量，除尘器入口烟气温度夏天经常在160℃ 。其次在选型过程中，尽量保留原有设备，缩短工期和减少费用。即保留原电除尘器的进口 喇叭和其多孔均流板，保留原除尘器壳体、灰斗、钢支架和基础。保留前级2个电场及其高 压设备，为保证收尘效率和排除原有故障，对其进行检修、调整和更换相关配件。拆除后面 两个电场和出口喇叭。一方面提高前级电场的收尘效率，减少后级滤袋区滤袋的粉尘负荷； 另一方面，提高前级电场的可靠性，即使前级一个电场出现故障，还有一个电场可以使用， 确保前级电场能更加可靠运行。以及后级滤袋考虑烟气温度为燃煤锅炉正常烟温(136.7℃ )，夏天温度达到160℃，选用燃煤锅炉专用PPS滤料为基本滤料，又为减低滤袋的阻力、提 高耐温性能和提高过滤效果，选用PPS＋P84复合针刺毡滤料。袋笼笼骨采用20号钢，通过表 面除锈后，再进行有机硅喷涂。电袋复合式除尘器阻力小，原电除尘器后的引风机保留且不 必更改，减少引风机改造费用。

在结构上针对大型化方面采取如下措施：①采用单列双室进气方式，化小单元，由相当于两 台较小电袋复合式除尘器组成，采用积木方式将有成功应用的电袋技术进行组合；②在控制 方面两室电袋复合式除尘器分别由各自的下位机分别进行控制，总的由一台上位机进行集中 控制；③通过设置旁路烟道来对后级滤袋进行可靠保护；④锅炉低负荷投油助燃时，为避免 油烟粘袋堵死滤袋，让油烟从旁路流走，不经过滤袋；⑤后级滤袋采用分室结构，在100%负 荷下实现方便的在线检修。
1.3 电袋自动控制、检测、故障识别及安全保障系统

针对内蒙古华电乌达热电有限公司480t/h循环流化床锅炉电袋复合式除尘器的特点，应用自 动检测除尘器进口温度、报警自动控制和自动旁路保护系统，保证滤袋免受高温损坏，实现 除尘器安全运行。电袋复合式除尘器的电气控制系统是由前级电除尘区的电控部分和后级袋 除尘区的电控部分两部分组成，这两部分相对独立又相互联系。不能简单地把电除尘的电控 设备和袋除尘的电控设备叠加，而是两者的有机结合。如前级电除尘区的电场运行和停止， 运行参数的高低等，都将影响后级袋除尘区相关参数的变化。因此在电袋复合式除尘器的电 气控制系统的设计中把这两部分相互联系形成有机的整体。系统设置有滤袋各室压差、气包 和提升阀压力检测，出现异常时发出报警，可以方便地甄别故障。清灰工作方式设有手动和 自动2种方式，清灰运行方式实现在线、离线和超越3种方式，清灰控制方式实现滤袋定时和 定压加定时综合清灰控制2种方式。
2 使用效果
2.1 除尘性能高效稳定

电袋复合式除尘器的性能不受煤种和粉尘特性的影响，对细微颗粒和超细颗粒的捕集效果大 大优于电除尘器，排放浓度可以长期稳定在50mg/Nm³以下，经过相关单位测试排放浓度小 于30mg/Nm³，超过设计要求,具有高效性和稳定性。华电乌达热电电袋复合式除尘器，滤 袋内外压差小仅为400～550Pa，比一般布袋除尘器小500Pa。
2.2 运行阻力低

滤袋阻力占电袋复合式除尘器整体阻力的约70%，滤袋的阻力主要在于表层沉积粉尘产生的 阻力。从电除尘区域进入布袋收尘区域的粉尘绝大部分为带负电的粉尘，由于袋区含尘浓度 降低，以及电荷效应的作用，粉尘在滤袋表层颗粒排列有序，缝隙率高，滤袋形成的粉尘层 对气流的阻力小，易于清灰，在运行过程除尘器可以保持较低运行阻力。表1为乌达热电2号 炉电袋复合式除尘器的滤袋各室压差。

另外，华电乌达热电电袋复合式除尘器，在系统结构设计上还对相关部分影响阻力的因数进 行优化计算，如提升阀、出口烟道等实施降阻力措施。
2.2 节能效果显著

电袋复合式除尘器节能主要表现在两个方面：①在降低除尘器阻力后节省了引风机的电耗； ②清灰周期较袋除尘器大幅延长，节省了空压机的电耗。下面以1台150MW发电机组的烟气净 化为例，按照出口排放≤50mg/Nm³的要求，3种除尘器综合能耗对比如表2，运行维护费用 对比(2台炉)见表3。

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2.4 滤袋使用寿命延长

影响滤袋使用寿命的因素有许多，若在相同使用条件下与布袋除尘器相比较，下列因素延长 了FE电袋复合式除尘器滤袋使用寿命：①清灰频率降低，延缓滤袋清灰疲劳破损；②滤袋的 差压低，减缓滤袋清灰强度疲劳破损；③滤袋内外压差小，减少滤袋强度疲劳破损。
2.5 运行、维护费用低

电袋除尘器的滤袋、袋笼、脉冲阀数量少，滤袋使用寿命长，可大幅降低除尘器投运后的滤 袋更换费用。电袋复合式除尘器运行阻力低、清灰周期长，因此电耗低，运行成本低。
3 结束语

内蒙古华电乌达热电有限公司电袋复合式除尘器分别于2006年10月15日和11月23日投入运行 ，目前运行一切正常，烟囱效果非常好，并经相关部门的测试，排放浓度为26mg/Nm3，系 统阻力在600Pa以下，清灰周期长达9 360多s，超过设计要求，同时对国内旧电除尘器增效 改造提供了新的方法。
［参考文献］
［1］ 何文榜.火力发电厂除尘器改造方案的合理优化［J］.中国电力，1999，(2).
［2］ 程文峰.布袋式除尘器的应用［J］.江西能源，2008，(2).