火力发电厂滤袋除尘器节能发展趋势分析

摘 要： 当前，解决大气环境污染问题，确保人类身心健康是各国政府关注的焦点，政府提出的超低排放标准，给火电机组除尘技术发展带来了严峻挑战和机遇。本文对大型火电厂各除尘器进行安全、技术经济分析对比，依新的烟尘排放标准为准绳；系统分析了火电机组配套各类除尘技术的适用性，重点对滤袋除尘器的节能发展进行了分析，对在建或改建火力发电厂的技术人员有借鉴意义。

关键词：火电机组 袋式除尘器 电袋复合除尘器 反吹清灰

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）12-0299-02

一、 政府部门对火电机组提出更严格的新烟尘排放标准

根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014--2020年）》的通知发改能源[2014]2093号文件，2016年中国大唐集团公司下发《中国大唐集团公司燃煤电厂烟气污染物超低排放技术改造指导意见》。该意见要求：超低排放技术改造实施后，大气污染物排放浓度应达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/m3）。地方政府有更严格的排放限值要求时，应执行地方排放要求，而且要求火电机组要设计先进的烟气在线自动连续监测设备，并将烟气监测值及时发送给环保部门。

二、几种典型除尘器的安全、技术经济特点

1.静电除尘器

1.1静电除尘技术已经有100多年的发展历史，因其具有处理烟气量大、除尘效率高、适应范围广、设备阻力低、电耗小、使用简单、安全可靠性好、受烟温和烟气成分的影响小、运行维护费用低且无二次污染等优点，早已成为火电行业烟气治理的首选产品。目前国内燃煤电厂电除尘器的占有率在90%以上。静电除尘器钢材用量大、设备费用高、占地面积大、除尘性能受燃煤煤种、飞灰和烟气性质、电除尘的技术状况、运行条件的影响，其中，煤种和飞灰性质对电除尘的除尘性能影响最大。

1.2静电除尘技术在国内外均有很高的占有率，为适应超低排放要求，此技术也不断创新，例如：旋转电极、微颗粒捕集增效装置、高频电源、低温电除尘、低低温电除尘等新技术的开发与应用。值得一提的是，由于湿法脱硫约有60%左右的除尘效率，故燃煤电厂若采用湿法脱硫系统，则除尘设备几乎均采用电除尘器。采用半干法或干法脱硫的电厂，一般配置袋式除尘器。

2.袋式除尘器

袋式除尘原理很简单，易理解和掌握、占地面积小、设备费用低、煤种和飞灰成分变化对除尘效果无影响。除尘效率更高而且长期稳定，采用分室结构的能在100%负荷下在线检修，滤布是本技术的核心部件，其质量性能决定除尘设备运行的安全技术经济性能。一般情况下，选择滤袋应考虑滤布的耐温、耐腐蚀、耐磨、耐氧化、不易粘灰等技术指标，滤布也是这种除尘器的易损件之一。为降低检修维护费用，通常在购置滤袋时要严格要求滤袋的使用寿命，袋式除尘器的主要缺点是日后的检修维护量较大，系统压力损失最大、运行电耗大；易损件更換费用和年运行费用高；对烟气温度、烟气成分较敏感；滤袋寿命短，若使用不当滤袋容易破损并导致排放超标；目前旧滤袋资源化利用率较小，旧滤袋的处理仍是问题。

3.电袋复合除尘器

电袋复合除尘技术是在静电除尘技术和袋式除尘技术基础上发展起来的一种新型的除尘技术，分电袋一体式除尘技术和电袋分体式除尘技术两大类。它的技术性能基本介于静电除尘技术和袋式除尘技术之间，主要优势为除尘效果不受煤、飞灰成分的影响，出口烟尘浓度低且稳定，近年来，随着环保排放标准的提高，由原来的静电除尘技术改造成电袋复合除尘技术的除尘器也存在好多。

三、新排放标准下滤袋除尘技术革新及节能特点

火电机组除尘技术革新发展总体原则是：在满足基本功能的前提下，优化系统设备数量、优化建筑体积结构、减少和简化可有可无的设备和系统，同时提高设备的安全可靠性，所有工作的开展以降本增效、节能减排为前提。常规滤袋除尘器采用空压机产生的压缩空气进行清灰，即为中高压脉冲清灰方式，而静态反吹旋转清灰滤袋除尘器在清灰方面进行技术创新，现将其特点介绍如下：

1.静态反吹旋转清灰滤袋除尘器工作原理

静态反吹清灰袋式除尘器有烟气前处理、过滤、清灰三个主系统。基本工作流程是过滤和清灰，基本工作原理如下：当锅炉烟气进入静态清灰袋式除尘器的进风口时，先经气流分布板的阻挡和分布，较大的尘粒和未燃尽的煤尘粒被碰撞阻挡，坠入集灰斗；被去除大颗粒的烟气经合理分布后，烟尘被阻留在滤袋外表面，被过滤的气体穿过滤袋，通过净气室由出风口排出。随着时间的增加，被阻留在滤袋外表面的烟尘也增加，烟尘层增厚，阻力增大。当差压计测得除尘器阻力增大到上限设定值时，输出启动信号，静态清灰袋式除尘器独有的静态清灰机构启动，开始清灰；当差压计测得除尘器阻力下降到下限设定值时，输出停机信号，该机构停机，完成清灰工作。

2.静态反吹清灰滤袋除尘器节能技术优势

2.1静态反吹清灰滤袋除尘器除尘效率更高，更能满足新排放标准的要求

综前所述，静电除尘器、袋式除尘器和电袋复合除尘器均可达到新标准规定的烟尘低浓度排放要求。静态反吹清灰滤袋除尘技术具备常规滤袋除尘器的所有优点外，还具有自身的许多特点，主要表现在：只要滤布完好，除尘效率会长期稳定而且除尘效率更高，再加上湿法脱硫装置除尘的功效，最终烟囱排放烟尘浓度小于5mg/m3是完全可以实现的。

2.2静态反吹清灰滤袋除尘器系统简单、能耗低、安全技术经济性高

1）清灰采用独创的环链反吹机构，使清灰系统简化、用电设备极少，可靠性高，直接利用引风机出口净化烟气清灰，清灰气流压力低（为3KPa左右），故在清灰时微压气流会在滤布与粉尘之间形成气化层薄膜，气化层降低了粉尘层与滤布之间的粘附力，粉尘层在自身重力的作用下，以大量的饼、块形式向下滑落，从而降低大量清灰能耗。

2）静态反吹清灰袋式除尘器的滤袋内装有密集度高的袋笼，袋笼将滤布横向撑平，纵向拉直，这样在过滤和清灰过程中滤布始终平直无凹陷。在烟速较低时，滤袋表面粉尘重力大于粘附力时，大量的粉尘（50%左右粉尘）会自然滑落实现自然清灰，自动清灰比例明显高于外滤式脉冲除尘器和其他袋式除尘器的粉尘自然滑落比例，从而降低清灰能耗。

3）静态反吹清灰袋式除尘器用引风机出口的烟气清灰，清灰采用长气流、压力低，粉尘受到的冲击力小，避免了粉尘的二次吸附。

4）静态反吹清灰袋式除尘器的反吹清灰时间通常在14秒左右，清灰间隔时间可以达到2小时左右。这个清灰时间间隔相对于脉冲清灰长的多，减少了清灰次数，而且滤袋相对静止，无反复周期形变，与袋笼摩擦小，从而提高了滤布寿命。

5）而静态清灰除尘技术清灰压力很低，不会由于局部应力过大造成滤袋的破损，除尘器离线清灰、滤袋分室数量多，分室数量达到脉冲袋式除尘器的3倍以上，极大方便了滤袋的检漏工作。

6）静态清灰袋式除尘器用净化烟气清灰，它与除尘器内的原烟气有相同的温度、湿度、含氧量，使滤袋的氧化、酸结露问题大大降低。

四、滤袋除尘器技术未来节能发展趋势分析

静态旋转反吹清灰袋式除尘器是除尘技术的创新产品，已经在火电厂中成功应用，该技术产品与其它袋式除尘器比较，具有安全可靠、經济、节能降耗的显著特点。在不断提高的烟尘排放标准下，预计未来袋式除尘器节能发展趋势如下：

1.在对滤袋除尘器进行改造时，还需要从电能消耗以及辅助材料等方面进行综合考虑，提高滤袋除尘器的节能性能。可以将普通形式的滤布替换为具有高通透性的薄膜，以此来减少滤袋阻力，提高烟气流通的通畅程度。减小了引风机的耗能。

2.清灰是滤袋除尘中的重要环节，随着滤袋除尘器工作时间的延长，滤袋表面的粉尘会逐渐在滤袋表面堆积，此时就需要更多的清灰用气量来实现清灰目的。通过将空气进行压缩，以此来提高空气对滤袋的压力，可以对滤袋表面的粉尘造成更大的冲击，在达到更好除尘效果的同时，可以减少清灰用气量，以此来降低空压机运行的能量消耗，实现节能效果。

3.锅炉燃烧所产生的烟气成分比较复杂，包括碳氧化合物、硫化物以及氮氧化合物等多种气体，需要使用氢氧化钙药剂进行化学反应，将其中的有害气体进行排除。对滤袋除尘器进行改造时，可以使氢氧化钙与烟气发生反应后，剩余部分药剂停留在滤袋表面，继续与锅炉烟气发生反应，直至氢氧化钙完全反应。这样可以将整个滤袋看做布袋反应器，提高氢氧化钙的利用率，减少辅助材料的浪费现象。

结束语

在新的、更严格的烟尘排放标准下，火电机组的除尘装置必须在原有的技术上进行创新，来满足新排放标准的要求，结合电厂的煤质条件，选择合理高效的除尘技术设备，从目前的发展趋势来看，静态旋转反吹清灰滤袋除尘器技术是近年来的理想环保产品，符合国家政府环保政策的要求，值得大力推广和进一步技术革新。

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作者简介：俞天存，（1978-），男，青海乐都人，本科、工程师，1999年参加工作，长期从事火力发电厂热能动力专业相关工作。