火电厂模拟量及其应用内容 大型火电厂除尘设备的应用分析

　　前言 　　除尘器是火力发电厂重要的烟气净化设备，目前我国火电厂主要采用的除尘器型式有电除尘器、袋式除尘器和电袋复合除尘器。电除尘器应用时间最长，技术比较成熟，应用最为广泛。对于布袋除尘器，20 世纪80年代我国就在小范围电厂中进行过试验，受当时工艺水平限制，滤料质量不过关，加上技术不够成熟等问题，没有得到推广应用。近年来，随着布袋除尘器技术的发展以及环保排放要求的提高，布袋除尘器又成为火电厂的选择之一。电袋复合式除尘器是电除尘器和布袋除尘器技术的结合，2000年以后在国内开始推广应用，电袋除尘器多用于现有电厂的除尘器改造，以解决静电除尘器不能达到环保要求的问题。
　　1.除尘器的应用情况情况及存在问题
　　我国目前火电厂采用的除尘器以电除尘为主。这是因为电除尘在国内开发应用较早，技术成熟，运行维护较为简单，产业链完备，而且能够满足国家目前的环保排放要求。目前国产电除尘器性能指标已经达到国外同类产品的水平。近年来随着环保排放要求的提高及布袋除尘器技术的发展，选用袋式除尘器的火电厂也越来越多，从125 MW到600 MW机组都有采用袋式除尘器的实例.电袋除尘器应用较晚，2005年，电袋复合除尘器电力行业首次应用。目前电袋复合除尘器多用于现有电厂的除尘器改造，以满足环保排放要求的提高。
　　1.1 电除尘器
　　1.1.1 现状
　　国内火电厂最早采用电除尘器,是在上个世纪50年代,如吉林热电厂和保定热电厂,设计和设备制造分别为前苏联和民主德国。华北院1967年在设计阿尔巴尼科尔察热电厂工程中采用了国产电除尘器。上世纪70年代一些电厂将低效的机械除尘器改造成电除尘器,有的在机械除尘器后加装了电除尘器。70年代后期从国外引进电站设备时带进了电除尘器,同时引进了电除尘器设计制造技术,从此火电厂采用电除尘器逐渐增多。
　　1.1.2 弊端
　　很多电厂除尘效率没有达到要求,一些电厂烟尘排放浓度超标。造成的主要原因:电除尘器通流面积和比集尘面积选择偏小,烟速选择的偏高,烟气在电场内停留时间稍短。有的电厂还存在着断线,振打锤事故,有的电厂灰斗下灰不畅等问题。电除尘器效率下降,进入脱硫塔的烟尘浓度变高,直接影响湿法烟气脱硫的安全运行。如烟气换热器堵灰,脱硫塔内除雾器堵塞,浆液循环泵磨蚀加快,甚至影响石膏结晶。
　　1.2 袋式除尘器
　　1.2.1 现状
　　上世纪 70～80年代,云南有两个电厂采用了袋式除尘器 ,由于滤袋破损影响除尘效率,被迫拆除,改装电除尘器。1994年，内蒙古呼和浩特电厂2台200MW 机组采用袋式除尘器,为德国鲁奇技术,国内加工,关键设备进口,这是我国第一台大型电厂采用袋式除尘器,2001年投入运行后烟尘排放浓度能够稳定在 50mg/m3以下 ,为火电厂采用袋式除尘器取得了经验。近几年火电厂采用袋式除尘器越来越多,据统计 2011年初 100MW以上机组已运行和正在建设的袋式除尘器有 200多台。
　　1.2.2 弊端
　　滤袋采用聚苯硫醚 (PPS)纤维,是一种耐高温合成纤维,厂家保证寿命300000h,应该运行4年以上,一些电厂滤袋寿命仅2～3年。有的袋式除尘器厂,含尘烟气流速选择过高,气流组织又不均匀,造成局部冲刷破袋。设有旁路烟道的袋式除尘器,有的阀门关不严,造成烟尘排放浓度超标。
　　1.3 电袋除尘器
　　1.3.1 现状
　　很多电厂上世纪 80、90年代采用电除尘器 ,当时烟尘排放浓度要求不高,一般装设3个电场,由于环保对烟尘排放要求越来越高 ,电除尘器需要改造,有的加装一个电场提高除尘效率,降低烟尘排放浓度,当呼和浩特电厂200MW机组采用袋式除尘器运行成功后,一些电厂准备改袋式除尘器,除尘器厂推荐采用电袋除尘器被很多电厂所接受。第一电场保留电除尘器,第二、三电场改袋式除尘。不过尘袋破损率较高，在目前条件下不是最佳组合 ,采用电袋除尘器要慎重。
　　1.3.2 弊端
　　电袋除尘器存在的主要问题是滤袋寿命短。滤袋破损原因有的专家分析认为:目前袋式除尘多采用聚苯硫醚 (PPS)纤维,该滤袋寿命与含氧量有关,当烟温在160以下,含氧量9%以下运行寿命可超过 30000h,由于电除尘器,电晕放电形成臭氧,转化为NO2、SO3对滤袋造成氧化及腐蚀损伤。有的专家认为烟气中氧量增加,造成滤袋寿命的降低。此外电除尘与布袋除尘串联布置,有的没有在袋式除尘前设分布板,使进入袋式除尘烟气不均匀,造成部分滤袋破损。
　　2.火电厂除尘器发展趋势
　　2.1 电除尘器
　　《火电厂大气污染物排放标准 》已完成修订 ,正在审批过程中 ,当批准后,烟尘排放浓度将执行30mg/m3限值,给电除尘器设计带来一定难度,除加大通流面积,比集尘面积,降低烟速,增加烟气在电场停留时间外,还要解决振打灰尘二次飞扬和自动控制,要进行技术创新 ,降低造价。
　　2.2袋式除尘器
　　烟尘排放标准由50 mg/m3改为30mg/m3后,电除尘达不到此要求的,需采用袋式除尘器 ,现有电除尘器排放浓度不达标需进行改造 ,改袋式除尘,可保证排放浓度小于30mg/m3,甚至达到10 mg/m3。因此袋式除尘器今后会有较大的发展。火电厂选用袋式除尘器的关键是滤袋寿命,寿命 2年偏低,要进一步提高滤袋寿命,就要解决烟气系统分布均匀避免局部滤袋破损,过滤风速选择要低,一般1m/s左右,高浓度粉尘选用0.8m/s以下,对延长滤袋寿命有好处。袋笼要有足够的强度。清灰方式选择,也要考虑滤袋寿命,要考虑低负荷的酸腐蚀,袋式除尘器入口烟温宜高于露点20。运行要减少各处漏风,控制烟气氧量在 8～9%以下。是否设旁路要研究考证,袋式除尘器启动前要做滤袋预喷涂,油点火雾化要好,防止油滴糊袋。
　　2.3 电袋除尘器
　　中南院对300MW 机组采用袋式除尘器与电袋除尘器做了技术经济比较,年运行费用电袋除尘器均高于袋式除尘器。电除尘器改电袋除尘器,与袋式除尘器相比,投资会少些,年运行费用会高些,在 125MW以上机组运行的电袋除尘器,滤袋寿命短于袋式除尘器。国外对电除尘器改造,利用电除尘壳体改袋式除尘器有成功经验。对已运行的电袋除尘器,首先从运行开始,减少烟气氧含量,防止滤袋腐蚀提高滤袋寿命,对气流分布不均匀等问题,请原制造厂进行技术改造。
　　3.结束语
　　选择电除尘器还是布袋除尘器的关键在于煤质的分析和灰成分的分析。对于电除尘效果较差、无法达到排放标准的煤种，必须选用布袋除尘器。而当电除尘与布袋除尘器都能满足排放标准的条件下，则需要进行经济性、安全可靠性等多方面的比较。袋式除尘器除尘效率较高，占地小，但维护成本高。电除尘厂家进行技术更新，采用配套技术以提高除尘性能，如采用先进的电控设备降低电除尘能耗，采用烟气调质、移动电极除尘、机电多复式双电区等技术，除尘效率也能得到提高，针对大部分煤种能够满足现在及将来国标的排放要求。所以对于不同的电厂，不同的煤种，应该区别对待，进行技术分析和经济性比较，才能做出正确的选择。
　　参考文献：
　　[1] 龚立贤.火电厂电除尘器电场数的选择. 华北电力设计院.海峡两岸第五届热电联产学术论文集 2009年 9月.
　　[2] 选择电除尘器应注意的问题. 华北电力设计院 龚立贤.北京国电德胜工程监理有限公司. 孟玥玲. 2009年 12月.
　　[3] 天津开发区 5号热源厂 75t/h炉采用布袋除尘器技术分析.华北电力设计院.龚立贤 ,黎玫旸 . 刊于热机技术 2002年第 2期 2002年 12月.
　　作者简介：
　　沈明，男、生于1984.05，浙江嵊州人，大学本科，研究方向：火电厂安装。

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