燃煤火电厂电袋除尘器差压高分析与处理

祁延强

(黄河上游水电开发有限责任公司大通火电公司，青海 大通 810100)

0 引言

随着国家和地方纷纷出台更为严格的环保政策和排放标准，电袋式除尘器由于除尘效率高、排放稳定、改造投资小等特性，在火电厂除尘系统得到了广泛应用。同时由于煤价上升，各火电厂采取提高掺烧劣质煤比例的措施，造成对煤质灰分要求较高的电袋式除尘器在高负荷燃烧劣质煤时，引风机出力接近满负荷，不仅增加了发电能耗，更加大了引风机动叶开度过大引发风机喘振的风险，影响机组的安全稳定运行，使机组不能高负荷运行。

1 异常情况

某厂配有两台300 MW亚临界机组，原有静电除尘器为兰州电力修造厂生产的双室四电场静电除尘器，由于国家环保要求标准的提高，已不能满足除尘指标的要求，后电除尘改造为一电三袋复合式除尘器(一电场保留，二、三、四电场改造为布袋除尘，如下图1)，布袋除尘器区双室中间加隔墙，成为完全独立的4个通道，改造后的除尘器出口排放浓度不大于30 mg/Nm3，除尘器效率≥99.91%，布袋设计差压800～1 200 Pa。

机组改造后，前期系统运行稳定，随着运行时间的延长，电袋除尘器布袋压差持续上升，引风机电耗逐月攀升，尤其进入冬季，在青海地区发电高负荷阶段，机组连续高负荷运行时间长，加之燃用劣质煤，布袋压差快速上升至2 500 Pa以上，一度达到2 900 Pa，造成引风机电流急剧上升至440 A，达到引风机额定电流值，机组被迫减负荷运行，在增加机组能耗的同时，严重影响机组的安全稳定经济运行。

2 原因分析

电袋除尘器，是一种有机集成静电除尘和过滤除尘两种除尘机理的新型节能高效除尘器，前面的收尘室为电除尘方式，后面的为袋式除尘方式，可以保证最大的除尘效率。电袋除尘器的工作过程为，含尘烟气进入除尘器后，烟气中的粉尘大约70%～80%在电场内荷电被收集下来，剩余20%～30%的细粉尘随烟气经过布袋除尘器前的均流装置，进入布袋收尘区收尘室，含尘烟气通过滤袋外表面，粉尘被阻留在滤袋的外部，干净气体从滤袋的内腔流出，进入上部净化室，经出口管道，在引风机的作用下经脱硫系统后从烟囱排出。

布袋区域除尘器清灰系统主要由小口径脉冲阀、储气装置、喷吹管3部分构成，清灰时脉冲阀急速开启，压缩空气通过脉冲管的喷嘴进入各条滤袋，使滤袋鼓胀抖动，实现清灰。布袋清灰系统的好坏直接影响到整个电袋除尘器的阻力和除尘效果。故此分析造成电袋复合除尘器压差上升的主要原因有以下几方面：

2.1 布袋吹扫气量不足

布袋吹扫气源由配套的罗茨风机提供，采用的是低压力大气量的喷吹清灰原理。系统投运初期，为了保护布袋，延长布袋使用寿命，除尘器清灰压力控制在60～80 KPa之间，清灰压力达到60 KPa需要10 s左右。但随着系统运行时间的增加，吹扫气量需求增大，清灰压力满足60 KPa需要至少需25 s，清灰不及时造成布袋差压升高，系统清灰效果不佳。

2.2 吹扫气流作用时间短

布袋除尘区采用低压脉冲旋转喷吹除尘器技术，该技术每个喷吹系统由一个旋转电机驱动，带动旋转喷吹臂转动，在旋转喷吹臂上有数量不等的喷嘴，旋转清灰管连续不停地旋转完成对滤袋的反吹清灰。经反复试验发现，原设计布袋区旋转喷吹装置转速比较高，使旋转喷吹上喷嘴尤其是外圈喷嘴的线速度过快，导致喷嘴气流作用在滤袋的时间太短，致使布袋脉冲清灰气流达不到底部，造成整个布袋区清灰效果差，导致整个电袋除尘运行阻力比较大。

2.3 系统氨逃逸影响

该厂系统既有电袋除尘器，又有SCR脱硝系统，在保证脱硝效率的同时保证比较低的氨逃逸率也是较为困难，喷氨时过量的未及时反应的氨气与烟气中的SO3反应，生成硫酸氢铵，造成空预器及布袋堵塞，难以清除，导致差压上升。

2.4 吹扫气源结露

除尘器在脉冲喷吹清灰过程中使用的是压缩空气，而压缩空气本身为相对湿度为100%的饱和空气，故气体喷出后的温度下降会导致该区域水分析出并引起结露。此时的结露主要集中在被喷吹的滤袋表面，粘附在滤袋表面的粉尘因吸收结露析出的水分而产生粘结。同时在锅炉燃煤过程中产生的含尘烟气含有一定数量的水蒸汽，虽然除尘器内的温度高于露点温度，但在清灰过程中吹扫气流会将除尘器布袋表面温度瞬间降低，造成布袋的表面温度低于露点温度，造成布袋受潮结露，长期运行，造成布袋受潮变质，使滤袋清灰困难，导致差压上升。

3 解决方案

为彻底解决布袋差压高问题，我们采取了如下措施：

3.1 增加吹扫气量

1)增加起源供给。为加大气源供给，我们将除灰输送空压机(压力约在0.5～0.6 MPa，流量26 m3/min)做为布袋吹扫辅助气源，将输送气接至罗茨风机出口母管上，在原有罗茨风机气量不足时使用。在系统吹扫气源增加后，高负荷期间清灰压力满足60 KPa只需要5 s，大大提高了清灰效果。

2)优化气源阀结构。将原清灰系统电动蝶阀进行改造，更换为安全阀。原清灰系统电动蝶阀的作用是当布袋区脉冲阀不清灰时，对气源进行放散，放散原理是根据清灰的压力进行判断。但是电动蝶阀的关闭时间需要30 s以上，这就跟不上清灰气源的压力变化时间，导致电动蝶阀长期处于开的状态，从而导致清灰气源的能耗增加。更换为安全阀后只需将安全阀的放散压力设定好后，只要清灰气源的压力超过设定的压力后，清灰气源就会自动进行放散。保证了清灰气源的稳定运行。改造后，日常低负荷阶段，只需开启一台处理气量10 m3/min的罗茨鼓风机提供气源就能满足电袋除尘器的清灰要求，高负荷阶段，两台罗茨风机运行即可满足需要，优化后清灰能耗大大减低。

3.2 加大吹扫气流作用时间

原电袋除尘器布袋区旋转喷吹装置存在着转速比较高，使旋转喷咀臂每圈的喷咀线速度过快，导致每个由于气流作用在滤袋的时间太短，使布袋脉冲清灰气流达不到底部，造成整个布袋区清灰效果差，致使整个电袋除尘系统运行阻力比较大。针对该问题，我们对布袋区旋转喷吹装置进行改造，更换了减速机，将旋转喷吹装置转速降低到原来转速的二分之一，使滤袋清灰效果大大提高，节能效果明显。

3.3 定期提温隔离吹扫

硫酸氢铵是一种白色晶体，易潮解。因硫酸氢铵的存在，会吸收空气的游离水气，造成粉尘黏性很大，附着在滤袋表面，滤袋过滤阻力大幅增加。在控制硫酸氢铵方面，我们一方面严格控制脱硝系统氨(NH3)逃逸率≤3 ppm，将喷氨量纳入日常小指标考核，提高运行人员的调整积极性；另一方面，利用布袋耐温170 ℃，硫酸氢铵熔点147 ℃这一物理特性，通过减少对应侧送风量、保证引风机出力的办法，提高排烟温度至155 ℃，采用适当提高清灰压力，反复吹扫布袋的方法进行清灰工作。通过该方法，系统在线单通道清灰2 h左右，一般可使该通道布袋压差降低300 Pa左右，清理效果明显。

3.4 吹扫气源加热

为解决吹扫气源结露问题，通过科学的验证，我们最终采用净气室烟气加热清灰用压缩空气的方法，解决因吹扫气源温度低造成的布袋表面结露问题。具体做法为将清灰气源管路，直接安装在对应净气室内，利用净气室内的热烟气，提高清灰用压缩空气的温度，同时可以有效避免粉尘对加热管路的磨损。通过该方法，在没有增压热源的前提下，吹扫起源温度提升35 ℃，有效解决了清灰气源喷出后布袋表面温度下降，造成的水分析出并引起结露情况，有效降低结露对布袋清灰效果的影响。

3.5 日常措施

在日常机组运行期间，我们重点采取以下措施来加强布袋差压管理。

1)机组停备时间超过一周，必须对各个通道进行综合检查，抽取样本进行检测替换受损布袋；

2)在机组助燃投油期间，清灰系统必须投入投油模式，避免油粉对布袋造成污染；

3)严格规范开机之前的预涂灰工作，保证布袋的运行周期；

4)运行人员及时对参数异常进行分析并加以解决，避免因烟温过高或过低、吹扫压力故障而造成的布袋损伤；

5)基于不同的停机形式，对吹扫操作加以规范；

6)做好一电场电除尘的日常维护工作，提升除尘效率，降低布袋运行压力；

7)加大对系统漏风治理，尽量减少冷风、雨水、烟气中高含氧量对布袋的影响。

4 效果评估

电袋除尘器虽然运行电耗低，但是运行环境恶劣，存在高温损坏、低温腐蚀等问题，易造成布袋失效，彻底更换布袋的成本非常高，一台300 MW机组更换一次布袋成本高达500万元左右，所以需要我们的深入分析，找出原因，采取相应的措施保证电袋除尘器长期安全环保经济运行。

通过对布袋压差高问题的持续攻关，在采取以上针对性措施后，该厂电袋除尘器差压控制取得明显效果。目前机组满负荷期间布袋除尘器差压控制在1 000～1 200 Pa左右，引风机电流控制在380 A左右，烟气粉尘排放浓度控制在18 mg/m3左右，机组带负荷不再受引风机出力制约，节能降耗效果明显。

5 结论

国家对火电厂大气污染物排放标准提出越来越高的要求，为了达到长期稳定“超净排放”，电袋除尘器在燃煤电厂和其他工业领域的使用范围必定越来越广，作为保证电袋除尘器稳定运行的清灰各项技术措施也必将得到进一步的发展，以上技术在燃煤火电机组的运行中有广泛的推广价值，为今后燃煤机组或其他工业领域电袋除尘器清灰技术措施提供了参考。