电袋复合除尘技术在火电厂增效改造中的应用

余伟权，修海明，陈奎续，张殿平，袁 力

（1.广东省粤电集团有限公司珠海电厂，广东 珠海 519050；2.福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

电袋复合除尘技术在火电厂增效改造中的应用

余伟权1，修海明2，陈奎续2，张殿平1，袁 力1

（1.广东省粤电集团有限公司珠海电厂，广东 珠海 519050；2.福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

随着人们对环境保护的要求越来越高，大部分电除尘器都面临技术改造，很多地方政府、电力企业甚至提出“超低排放”“近零排放”“达到燃机排放标准”的要求，除尘技术面临新一轮的挑战。文章以珠海电厂电除尘器改造为例，介绍了电袋复合除尘技术实现超低排放的特点和优势，提出电袋复合除尘器将成为燃煤电厂电除尘器增效改造、实现超低排放的首选技术。

电袋复合除尘；改造；超低排放

1 前言

我国经济快速发展以及人民生活水平不断提高，促使对环境保护要求越来越高。《火电厂大气污染物排放标准》近年来经三次修订以降低各污染物的排放限值：1996年执行粉尘浓度小于200mg/Nm3的排放限值，2005年将排放限值趋严到50mg/Nm3（重点地区30mg/Nm3），2012年进一步将排放限值趋严到30mg/Nm3（重点地区20mg/Nm3），标准的严格程度与发达国家齐平甚至更严。近年来，雾霾天气频发，严重影响了人们的身体健康。近期，国家三部委发出（2014）2093号文件，要求在中国东部11省新建燃煤发电机组实现烟气排放“50、35、 10”的标准，个别地方政府和电力集团甚至提出了超低排放要求（要求烟尘排放浓度小于5mg/Nm3）。目前我国火电厂的燃煤锅炉普遍使用电除尘器，由于受煤种和工况条件的影响，电除尘器较难满足新的排放标准要求。因此必须采取有效措施对现有的除尘器进行增效改造。

2 电袋复合除尘原理

电袋复合除尘器是继电除尘器、袋式除尘器之后，通过对电除尘、袋除尘进行深入分析，开发的一种高效除尘设备[1]。其是指在一个箱体内紧凑安装电场区和滤袋区（如图1），有机结合电除尘“荷电收尘”的机理和袋式除尘“过滤拦截”机理，利用前级1～2个电场除掉烟气中80%以上的粗颗粒烟尘，大幅度地降低进入袋除尘区烟气的含尘浓度，剩余10%～20%的细粒子由后级滤袋过滤捕集，大大降低了袋区负荷并避免粗颗粒对滤袋的冲刷磨损，同时改善滤袋表面粉饼层结构。两区分级除尘，大大提高了整体除尘效率，实现稳定达标排放。具有除尘效率高、阻力低、节能、运行成本低、占地面积小等优点[2-3]。

图1 电袋复合除尘器示意图

3 珠海电厂改造工程

3.1 工程概况

珠海发电厂 1、2号（2×700MW）燃煤机组原配套的电除尘器由日本三菱重工设计制造。电除尘器为卧式干式双室三电场四通道设计，除尘器的比集尘面积较小，能耗高，除尘效率过低、烟尘排放浓度高，并且进入脱硫系统烟气含尘量高，导致了脱硫GGH堵塞，GGH每年需停炉清洗2～3次，每次20天，清洗费用约80万元，原除尘器面临增效改造。因受现有场地、燃煤及运行等条件限制，经电厂多方调研，最终决定采用电袋复合除尘改造方案。

3.2 改造方案

该方案采用电袋复合除尘器对原有电除尘器进行改造，不加长柱距，不加宽跨距，保留原支架、壳体、灰斗、进口喇叭等。第一电场阴阳极系统、振打系统全部更换。阴极系统分前后分区供电，原整流变压器利旧。第二、三电场及后部空间改造为长袋中压脉冲行喷吹袋式除尘区。改造范围包括前至电除尘器进口喇叭前烟道直段（包含烟气隔离门及预涂灰系统），后至出口水平烟道末端（与垂直段交界处），上至顶部起吊设备，下至灰斗下法兰手动卸灰阀（不包括卸灰阀），配套电气控制及相应土建工程。

改造后，每台炉配套两台电袋复合除尘器，每台除尘器设2个进口烟道和2个出口烟道。电场区沿烟气方向设1个电场2个供电区，垂直烟气方向分4个分区，共计8个供电区；滤袋区共设置12个净气室，其中沿烟气方向布置3个分室，垂直烟气方向设4个分室。改造后的除尘器总体布置如图2所示，主要技术参数见下表。

图2 总体布置图

主要技术参数表

3.3 技术特点及优势

根据该项目烟气量大、场地小、工期短等特点，电袋复合除尘改造采用了一系列先进的技术，不仅如期完成改造工程，而且成功实现了超低排放。其技术特点及优势可概括为：

（1）利旧电除尘器基础和结构

该项目采用电袋复合除尘器技术对原电除尘器进行改造。第一电场阴阳极系统、振打系统全部更换。阴极系统采用前后分区供电，原整流变压器利旧。第二、三电场阴阳极系统全部拆除，并安装滤袋，改造为滤袋除尘区。采用阴阳顶部电磁振打技术节省空间，除尘空间不向后延长，并在原电除尘器设计基础上，各纵横跨距不发生变动。保留原钢构架、壳体、灰斗、进口喇叭口、气流均布板等，对电除尘保留部分重新进行强度核算并进行相应处理，保留原有输灰系统、灰斗蒸气加热不变，降低投资费用。

（2）强化颗粒荷电，提高电区可靠性

通过改善电区极配型式，提高颗粒荷电以及电场区的除尘效率。项目采用高放电性能的芒刺电极，有效增加针端放电性能，增加板电流密度，提高电场强度，增加颗粒的荷电量，强化了电区颗粒荷电效果，提高了电区的收尘效率。同时采用前后小分区供电技术，提高电区可靠性。即将每一机械电场分为两个小分区，并分别对两个独立的电力分区供电，这样每一机械电场的平均工作电压可升高，颗粒荷电量相应也得到提高，尤其对细颗粒荷电与电凝并发挥了重要的作用。分小区供电可使电场内发生故障时退出的工作区域减少一半，可靠性提高一倍。

（3）合理的气流分布

大型机组配套的除尘器处理烟气量大、结构复杂，因此电袋复合除尘器袋区的气流分布是一个难点。该项目采用CFD气流模拟分布实验指导除尘器的设计，通过采取净气室采用多分室结构、合理设计净气室出口的提升阀尺寸及高度、合理布置滤袋等多项技术措施，保证了除尘器袋区的气流分布合理，使得进入袋区各分室的流量偏差小于5%。

（4）采用密闭式高净气室结构

电袋复合除尘器采用高净气室结构。每个净气室仅在侧面设置一个人孔门，滤袋的安装和更换工作可以在净气室内部完成，确保在恶劣气候条件下也能顺利完成滤袋、袋笼的拆装工作。而且高大的净气室结构可使净气室内的烟气流速降低，有利于袋区的气流分布，同时降低了设备的机械阻力。

（5）采用高精度过滤材料

滤袋是电袋复合除尘器的关键部件，滤料的选型设计直接影响除尘器的整体性能，滤袋的过滤精度直接关系到烟尘排放值。综合考虑该项目的烟气含氧量、烟气温度、出口烟气浓度等参数，在滤袋选型上提出了更高的要求，滤料选用50%PPS + 50%PTFE/PTFE（基布）材质，并在迎尘面添加30%含量的PPS超细纤维（纤维细度小于1.0DEX），提高了滤料的过滤精度，确保了除尘器长期稳定低排放。

3.4 改造效果

该项目是电除尘技改的一个典范，该厂原静电除尘器配置三个电场，随着除尘设备年限的增加，除尘效率逐步下降，在煤种灰分波动的情况下，除尘器出口烟尘浓度在70～100mg/Nm3，有时甚至高达140mg/Nm3，脱硫出口烟尘排放浓度也大幅超过新标准的排放限值，超排的烟尘致使GGH堵塞严重（如图3a）。改造为电袋复合除尘器后，除尘器运行近两年来，在各种工况下，GGH再未出现过堵塞现象（如图3b），压损稳定，烟囱长期保持明净。2013年10月，经广东电网公司电力科学研究院测试，1#、2#炉排放浓度分别为3.15mg/Nm3、2.55mg/Nm3，提效显著，实现了排放浓度小于5mg/Nm3的超低排放。

图3 改造前后GGH状况

4 结论及展望

目前，由于旧电除尘器烟尘排放很难满足新标准，电力行业面临改造提效的要求，采用电袋复合除尘技术进行改造，可以保持原除尘器的壳体，利旧或更新前级电场的阴阳极，拆除后级电场内部构件改造为滤袋除尘区，原来的空间结构和土建设施都不变，对缩短工期、降低改造费用都有突出的效果。珠海电厂的成功投运并且实现烟尘超低排放，充分体现了采用电袋复合除尘器对电除尘器改造的技术已经趋于成熟。电袋复合除尘器经过技术改进和创新后，采取高精过滤滤袋、提高电场区除尘效率、合理的气流分布等关键技术就能实现超低排放，必将成为燃煤电厂各种机组电除尘器增效改造的首选技术。

珠海电厂三电场的电除尘空间通过电袋改造能实现超低排放，同样在新建项目中三电场的占地面积采用电袋除尘器也可以实现超低排放，占地更少、费用更省、排放稳定性更好。电袋复合除尘技术代表了新一代除尘技术的发展方向。

[1] 修海明，朱召平，邓晓东，等.电袋复合除尘器在燃煤锅炉大型机组上的应用[J].中国环保产业，2013（8）.

[2] 黄炜，林宏，修海明，等.电袋复合除尘技术的试验研究[J].中国环保产业，2011（7）.

[3] 聂孝峰，李东阳，郭斌.燃煤电厂电袋复合除尘器技术优势[J].电力科技与环保，2013，29（1）.

Application of Electrical Bag Composite Precipitating Technology in Effect-Raising and Reform of Power Plants

YU Wei-quan1, XIU Hai-ming2, CHEN Kui-xu2, ZHANG Dian-ping1, YUAN Li1
(1.Guangdong Yudean Group Co., Ltd, Zhuhai Power Plant, Guangdong Zhuhai 519050;
2.Fujian Longking Co., Ltd, Fujian Longyan 364000, China)

Along with the more and more demand on environmental protection by the people, the most of electrical precipitators are confronted with the technical reform. Many local governments and electric power enterprises bring forward the demand on “extra-low emission”, “near zero emission” and “achieving the burning machine emission standards”, the precipitating technology is faced with a new challenge. By taking the electrical precipitator reform in Zhuhai Power Plant as an example, the paper presents the characteristics and advantages of extra-low emission realized by electrical bag composite precipitating technology; puts forward that the electrical bag composite precipitator would become the first selective technology in the effectraising and reform and extra-low emission of electrical precipitators in coal-fired power plants.

electrical bag composite precipitation; reform; extra-low emission

X701

A

1006-5377（2015）04-0013-04