辽宁某燃煤火电厂电除尘器改造研究

徐智阳

（抚顺市环境科学研究院 辽宁抚顺 113006）

1 前言

2003年国家环保总局颁布了强制性《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003），根据此标准，辽宁某电厂1号、2号锅炉属于第Ⅱ时段，烟尘排放浓度不得超过50mg/Nm3（α=1.4）。

随着电力的发展，针对电厂污染物排放的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）已发布，现有电厂将在2014年执行，按照新标准，烟尘排放浓度均不得超过30mg/Nm3（α=1.4）。该电厂现有机组现有的烟尘排放浓度经实测电除尘器排放浓度达到了50mg/Nm3以上，对锅炉尾部烟道及引风机通流部件造成严重磨损，影响锅炉的正常运行，也对引风机的寿命造成影响。

如果要保证风机设备和后续脱硫设备的安全稳定运行要求，拟改造的除尘器出口排放烟尘浓度应不应超过30mg/Nm3。

为此该电厂将1＃、2＃机组电除尘改造作为重要改造项目，于2013年11月开始先后对1＃、2＃机组大修时进行此项改造工作。

2 锅炉系统现状

2.1 锅炉技术参数

2台350MW燃煤机组锅炉型式：亚临界参数汽包炉，采用自然循环、一次中间再热、四角切向燃烧方式、单炉膛平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、运转层以上紧身封闭的П 型燃煤锅炉。

2.2 锅炉现状烟气排放情况

锅炉烟气经过脱硝、电除尘、湿法脱硫等处理措施后，经过240m高的烟囱达标排放。目前，电除尘器除尘效率为99.5%，湿法脱硫工艺除尘效率为50%。本项目仅进行电除尘器部分的除尘改造。

2.3 现有电除尘器基本情况

每台锅炉配置两台双室4电场电除尘器，单台除尘器通流面积256m2，总有效截面积512m2，比集尘面积87.33m3/m2/s，设计效率99.5%，入口烟尘浓度25.67g/Nm3（设计煤种）和20.19g/Nm3（校核煤种）。

按照设计的电除尘器入口浓度和设计效率，除尘器出口烟尘＜100mg/Nm3，经过湿法脱硫以后，烟尘排放浓度是可以满足现行的排放标准的（标准为50mg/Nm3）。

3 电袋复合式除尘器

3.1 电袋复合式除尘器的原理

电除尘区在烟气中起到预除尘及荷电功能，对改善进入袋区的粉尘工况起到重要作用。通过预除尘可以降低滤袋烟尘浓度，降低滤袋阻力上升率，延长滤袋清灰周期，避免粗颗粒冲刷，分级烟灰等，最终达到节能及延长滤袋寿命；通过荷电作用可使大部分带有相同极性的粉尘相互排斥，少数不同荷电粉尘由细颗粒凝并成大颗粒，使得沉积到滤袋表面的粉尘颗粒之间有序排列，形成的粉尘层透气性好，空隙率高，剥落性好。所以电袋复合式除尘器利用荷电效应减少除尘器的阻力，提高清灰效率，从而设备的整体性能得到提高。

在电袋复合除尘器中，烟气从进口喇叭进入前级电除尘区，烟尘在电场电晕电流作用下荷电，大部分被电场收集下来，少量已荷电未被捕集粉尘随烟气均匀缓慢进入后级布袋除尘区，被滤袋过滤后达到净化目的。在除尘机理中，电除尘区在电袋复合技术原理中起到两个重要作用：

3.1.1 根据多维奇公式，电除尘第一电场具有除尘效率最高特点，其效率达80%以上。当大量烟尘被电场收集后，烟气进入布袋除尘区含尘浓度只有20%以下，颗粒粒径小。除尘作用改善了滤袋工作条件，从而降低滤袋阻力、延长清灰周期、延长滤袋寿命。实际工程应用中，电场启停明显影响运行阻力变化。

3.1.2 电场在电离时同时产生大量负离子和少量正离子。负离子荷电粉尘之间引起相互排斥，粉尘在滤袋表面堆积规则有序、结构“蓬松”；另外有一部分正离子荷电粉尘与负离子荷电粉尘之间相互吸引、凝并而加大粒径。粉尘在两种极性荷电作用下，提高粉层透气性、提高清灰效率、提高微细粒子（小于PM10）捕集效率并防止细粉层堵塞滤孔，使滤袋具有高效、低阻功效。

3.2 电袋复合式除尘器的优势

目前国内电袋复合式除尘器已成为主流。布袋除尘器虽然可以达到与电袋相同的排放效果，但其运行阻力、功耗、滤袋寿命方面都存在问题。采用电袋除尘器，无论在阻力、滤袋破损率（清灰周期较长）、滤袋更换费用、改造一次性投资等方面，均比采用布袋除尘器有优势。

由于本工程保留两个电场时，布袋区布置不下，因此，本项目推荐采用电袋复合式除尘器（1电1布式）。

电袋除尘技术的主要选型参数是处理烟气量和温度，一般情况下燃煤锅炉的烟气性质相似，主要不同在于烟气量大小，大小机组除尘器仅仅是横向列室的布置数量不同，所以本项目应用电袋复合式除尘器不存在技术风险。电袋复合式除尘器在国内已取得了丰富的运行经验，应用取得比较好的效果，烟尘排放浓度可以稳定在30mg/Nm3以下，除尘器阻力在800Pa以下。

4 电袋复合除尘器改造方案

4.1 改造方案

该电厂保留现有电除尘器四个电场中的一电场，改造后三个电场为布袋，从而形成整体结构的电袋复合除尘器，改造范围在原有除尘器进出口喇叭法兰内。采用整体式电袋结构，在原除尘器范围内进行改造，不增加纵向、横向柱距，不增加土建工作量及输灰设备。方案上保留原除尘器第一电场阴阳极及高低压设备，并对其进行检修，拆除第二、三、四电场阴阳极及高低压设备，其空间布置滤袋区及清灰系统，清灰系统采用低压行脉冲长袋技术。

为保证电袋除尘器有足够的除尘效率，除尘器的袋区空间必须能够保证袋区在选取的过滤风速下有足够的过滤面积。袋除尘区选择1.00m/min的过滤风速，除尘器实现出口排放浓度≤30mg/Nm3、本体阻力≤800Pa、滤袋设计寿命4年以上的性能指标。

4.2 改造前、后电袋除尘器各参数对比

表1 改造前后电袋除尘器主要技术参数对比

电除尘器改造工程实施后，全厂废气烟尘污染物变化情况见表3。

5 改造后的污染物排放情况变化

根据该电厂现有的装置排放数据及拟建电袋复合除尘器理论技术参数，预测除尘器改造前后烟尘排放情况如下：

表2 除尘器改造前后烟尘排放情况对比

由上表可以看出，改造后废气污染物烟尘的排放浓度能够满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中标准要求。

表3 项目实施前后烟尘污染物变化表

以上比较可以看出，本项目实施后，该电厂烟尘排放量有大幅削减。

6 结语

该电厂采用电袋工艺方案可以从根本上解决烟尘浓度过高的问题。对于该项目来说采用电袋复合除尘器（1电1布）是最简洁和可靠的。改造完成后，该电厂的烟烟尘排放状况能够满足2014年执行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），减少了对环境的污染。

[1]环境保护部,国家质量监督检验检疫总局.火电厂大气污染物排放标准GB13223—2011[S].北京:中国标准出版社,2011.

[2]中华人民共和国国家环境保护标准.环境保护产品技术要求电袋复合式除尘器（征求意见稿）.