燃煤锅炉机组电改袋工程成功案例分析

倪建东，徐 剑，杨发云，陈志伟，陈凤利，陶 晖

（1.宝钢工程技术集团有限公司，上海 201900；2.宝钢股份自备电厂，上海 201900；3.张家港新中环保股份有限公司，江苏 张家港 215600；4.抚顺天宇滤料有限公司，辽宁 抚顺 113122）

燃煤锅炉机组电改袋工程成功案例分析

倪建东1，徐 剑1，杨发云2，陈志伟3，陈凤利4，陶 晖1

（1.宝钢工程技术集团有限公司，上海 201900；2.宝钢股份自备电厂，上海 201900；3.张家港新中环保股份有限公司，江苏 张家港 215600；4.抚顺天宇滤料有限公司，辽宁 抚顺 113122）

以宝钢电厂3#机组电改全袋工程为例，论述了该成功工程的特点，介绍了袋式除尘器及滤料的比选过程、结构型式和设计参数，总结了除尘系统所具有的技术特色和投运后所取得的效果，该案例对袋式除尘器在电站锅炉的推广应用具有参考意义。

电改袋工程;袋式除尘器;行喷脉冲;梯度结构滤料

1 工程概况

宝钢电厂3#机组发电容量350MW，配四电场电除尘器，系引进日本三菱重工成套设备，1999年投运。由于机组设备的老化以及燃煤条件和燃烧工况的变化，电除尘器实际排放浓度200～250mg/Nm3，严重超标。为适应新的排放标准要求，2007年立项改造，2008年确定除尘、脱硫、脱硝一体化改造方案，将原电除尘器改造为中压行喷脉冲袋式除尘器，2009年6月16日竣工投运。改造后的袋式除尘器外观见图1。

图1 宝钢电厂3#机组袋式除尘器外观

2 工程特点

（1）燃烧工况复杂多样，有全烧煤，也有掺烧高炉煤气（BFG），烟气参数多变，并且变化幅度较大，详见表1。

表1 燃烧工况及烟气参数

（2）除尘与脱硫、脱硝一体化处理，采用Mobotec炉内喷钙脱硫、低氮燃烧脱硝技术。为控制烟气温度，并提高二次脱硫效果，在空气预热器出口设有喷雾冷却增湿装置（IDH）。

（3）原风机利旧改造，限定电改袋后除尘器阻力不得超过1200Pa。

（4）采用严格的考核标准：1）粉尘排放浓度≤20mg/Nm3；2）除尘器漏风率≤2%；3）滤袋使用寿命≥25,000h。

3 袋式除尘器型式及其滤料比选

3.1 袋式除尘器型式

在技术交流及调研考察阶段，有关袋式除尘器的选型归纳形成4种型式，即低压回转脉冲袋式除尘器、中压行喷脉冲袋式除尘器、分室定位反吹袋式除尘器、电袋复合除尘器。结合宝钢电厂3#机组的实际情况，经过多次专题研讨论证，采用逐步排除法，最终确定选用中压行喷脉冲袋式除尘器。

3.2 滤料

（1）常规和覆膜。鉴于我国覆膜滤料产品的质量、价格及其在电站锅炉使用效果的实际状况，决定选用超细面层（占30%）针刺毡，并经热定型及PTFE乳液渗膜处理，使不覆膜滤料具有近似于覆膜滤料的表面过滤性能。

（2）均质与梯度结构。在纵向采用细旦、中旦、粗旦PPS纤维网叠合形成梯度结构，见图2。透气率控制在60～90L/dm2. min。

图2 滤料梯度结构剖面

（3）采用加强型PTFE长丝基布，提高PPS针刺毡的抗张强度及其对温湿度波动的适应能力，延长使用寿命。

（4）最终确定选用滤料的型号为：PPS/PTFE581CS30。

4 袋式除尘器的结构及其主要技术参数

4.1 除尘器结构型式

利用原电除尘器2台3通道模式，改造为A、B侧6列24室行喷脉冲袋式除尘器，每侧设2路旁通烟道工艺流程见图3。

图3 宝钢电厂3#机组袋式除尘系统流程

除尘器纵向袋室按阶梯形布置，在入口喇叭管内设有第一道多孔均流板，第二道槽形导流板，实现三维布风，按正面1/6、侧面1/3、底部1/2的比列分配流量；除尘器各通道进出口设有切换阀及补偿器，可实现离线检修；灰斗及输灰设备利旧。除尘器构造示意见图4。

图4 宝钢电厂3#机组袋式除尘器构造图

4.2 除尘器主要设计参数及配套件（见表2）

5 除尘系统特点

5.1 喷雾冷却增湿装置

利用锅炉空气预热器（AH）与袋式除尘器（BF）之间的有限空间设置喷雾冷却增湿箱（IDH）及其导流片和调节阀。

喷雾冷却增湿箱的功能：

（1）平衡空气预热器出口烟道横向温度分布不均问题。在水平方向设9根喷雾立管，按温度高低每根立管上下设4～9只两相流喷嘴，使增湿箱出口分配到3列袋室通道的烟气温度尽可能均匀一致。

（2）补偿因不同燃烧工况造成的预热器出口烟气温度大幅度波动问题。选用两相流可调喷嘴，用压缩空气雾化冷却水，用多位测温探头及专用控制仪，严格控制除尘器入口烟气温度：在最大混烧高炉煤气（工况三）时，实现强喷雾使其烟气温度≤160℃；在全燃煤（工况一）时，实现弱喷雾，使其烟气温度≥110℃，满足脱硫要求并不结露。

用导流片和调节阀向除尘器的3列袋室通道均匀分布烟气流，在设计阶段用流体动力模拟，初步确定导流片的形状及其布置，在调试阶段再局部修改导流片，使分配到3列袋室通道的烟气量尽可能均匀一致。

表2 除尘器主要设计参数及配套件规格

5.2 引风机的改造

电改袋后，系统阻力增加700～800Pa，引风机需作相应改造。本机组原设引风机3台（2用1备），流量120×104m3/h，全压3332Pa，电机装机功率1560kW。按实测，该风机尚有300～400Pa富余压头，差值不多。为此确定仅更换风机叶轮，并对叶轮形状稍作改变。经计算电机功率也够，不必更换。这是最为经济有效的处理方法。

5.3 国产脉冲阀试验

该项目除尘器招标文件规定使用GOYEN进口脉冲阀，为扶持国产脉冲阀的开发与推广应用，业主同意在最不利的中间通道袋室安装38只国产DMF-Y-76型脉冲阀，进行同工况实际运行考验。

6 运行效果

该项目竣工投运以来，除尘器经受了全燃煤、最大混烧高炉煤气、机组满负荷发电、烟气喷雾冷却加湿、锅炉水冷壁爆管等多种工况的考验，一直稳定运行。除尘器入口温度保持在120℃～160℃之间，除尘器上限阻力维持在900Pa以下，清灰喷吹周期控制在100～180min，烟尘排放浓度小于20mg/Nm3。委托实测电改袋前后的运行参数对比见表3。

表3 宝钢电厂3#机组除尘改造前后运行参数对比

（1）IDH及其导流调节装置对本项目的正常投运起着关键作用。对不同燃烧工况的锅炉烟气参数，以及预热器出口烟气的温度和烟气流分布起了有效的调节均衡作用，可确保袋式除尘器6列通道袋室的温度、流量、阻力基本均匀一致，并在设定范围内。图5为2011年6月27日从CRT画面实摄的各通道烟气温度、出口含尘浓度和阻力的记录。

图5 除尘系统CRT画面

（2）2010年4月2日发现袋室阻力升高，并伴有温度、湿度异常变化。先采用缩短清灰周期（至30min）方法维持袋室阻力小于1200Pa，后因问题越来越严重，4月4日停机检查，发现3U水冷壁7处爆管，最大孔10×22mm，滤袋表面有糊袋现象。经抢修补焊，恢复运行，滤袋日渐烘干，尘饼脱落。历时二周左右，袋室阻力与清灰周期恢复正常。在这个过程中滤料的超细面层和梯度结构起着重要作用。

（3）本项目的炉内喷钙脱硫技术并不成熟。投运后经多次测试改进，脱硫效率仅为40%～50%，不能达到设计要求，2009年底停运，2010年采用袋式除尘器后石灰-石膏湿法脱硫方案进行二次改造。在炉内喷钙脱硫停运后，进入袋式除尘器的SO2浓度达到400～700ppm，滤袋经受了酸性气体的考验。说明采用PPS梯度纤网和PTFE高强基布制成的针刺毡滤料是合适的。

2011年2月底，脱硫二次改造竣工投运，由于前袋的高效除尘，进入后脱硫的烟气浓度低于20mg/Nm3，使湿法脱硫塔及其GGH通常存在的一系列疑难问题得到有效缓解，大大减轻了维护管理工作量，脱硫石膏的品质得以显著提升。

（4）10,208条φ165×8550（PPS+PTFE）混合纤维针刺毡滤袋连续运行29个月后，没有破损。经取样检测，各项指标基本正常，现场运行状态及参数良好，估计其寿命至少可达三年以上。

（5）38只DMF-Y-76型国产脉冲阀已连续运行两年多，未发生过任何故障，清灰效果良好，完全可以取代进口脉冲阀。

（6）电改袋后，系统运行阻力提高560Pa，引风机运行能耗增加约200kW。但由于省去了原电除尘器四电场高压供电负荷，并且维护检修工作量大量减少，因此节能、节资效益十分显著。

Successful Practice of Bag Filter Reformed from ESP for Baosteel Power Plant 3# Unit

NI Jian-dong1, XU Jian1, YANG Fa-yun2, CHEN Zhi-wei3, CHEN Feng-li4, TAO Hui1(1. Baosteel Engineering & Technology Group Co., Ltd, Shanghai 201900;
2
. Baosteel Co., Ltd Power Plant, Shanghai 201900;3. Xinzhong Environmental Protection Co., Ltd, Jiangsu Zhangjiagang 215600;4. Tianyu Filter Material Co., Ltd, Fushun Liaoning 113122, China)

The paper summarized the characters of bag filter reformed ESP for baosteel power plant 3# unit. Introduces the optimum selected process、structure type and design data of the bag filter and filter materials, sums up the technological characteristic and applying effects for the dust removal system, and the success of the engineering for the bag filter removal ESP shows the reference action on extended application of the bag filter in power plant boiler.

engineering of bag filter reformed from ESP; bag filter; line blow pulse jet; gradient composite filter materials

X701.2

A

1006-5377（2012）01-0024-04