热电厂电除尘器超低排放改造方案探究

常继平　杨华

摘 要：随着环境污染问题的日益严峻，国家对于热电厂污染物排放的限制日益严格，要求火力发电厂的粉尘排放达到超低排放，那么对于早期建设的热电厂，就需要对电除尘器进行系统性改造来满足要求。文章阐述了在役热电厂电除尘器超低排放改造过程中可采取的技术路线，并以某热电厂的改造情况为例，针对改造场地和工期的限制，决定采用电袋除尘器，并详细地分析了立式和卧式布袋除尘器的优缺点，从而制定符合实际的超低排放改造路线。

关键词：热电厂；电除尘器；超低排放；改造

中图分类号：U445 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）32-0102-02

Abstract： With the increasingly serious problem of environmental pollution， the national restrictions on pollutant emissions of thermal power plants are increasingly strict， requiring thermal power plants to achieve ultra-low emissions of dust emissions， then for the early construction of thermal power plants. It is necessary to carry out systematic transformation of the electrostatic precipitator to meet the requirements. This paper expounds the technical route that can be adopted in the retrofitting of ultra-low discharge of the electrostatic precipitator in the in-service thermal power plant， and taking the retrofit of a thermal power plant as an example， decides to adopt the electric bag precipitator in view of the limitation of the site and the time limit for the transformation. The advantages and disadvantages of vertical and horizontal bag precipitators are analyzed in detail in order to work out a practical transformation route of ultra-low discharge.

Keywords： thermal power plant； electrostatic precipitator； ultra-low discharge； transformation

现阶段，我国的电力供应和热力供应主要还是以火力发电为主要的能源形式，但是由于煤电机组在运行的过程中，产生的粉尘已经严重污染了我国的大气环境，火力发电机组粉尘超低排放的改造势在必行。在改造的过程中需要综合考虑现场施工的场地大小、综合投资等因素，进而以最小的代价来实现粉尘的超低排放。本文以某以投运的热电厂为例，综合分析了电除尘器超低排放的改造方案。

1 火力发电厂除尘系统改造前基本概况

某热电厂在2008年建成并投入运行，配备两台双室三电场电除尘器，随着环保标准的日益严格，该厂不能满足国家排放的要求，因此在2011年对电除尘器进行了第一次改造，具体的改造方案是在原有的基础上增加一个电场，并同时抬高电场的高度，从而增大除尘的面积，这样就使得电除尘器改造成为双室四电场，粉尘的排放浓度由原来的150mg/Nm3降低到75mg/Nm3，虽然此次改造明显地提高了电除尘器的除尘效率，满足了当时国家对于火力发电厂的粉尘排放要求，但是随着国家开始逐步实行粉尘超低排放政策，现有的电除尘器已经不能满足粉尘排放的要求，于是需要对该厂的电除尘器进行综合性改造，需要将粉尘排放浓度由75mg/Nm3降低到10mg/Nm3，从而保证该厂实现粉尘的超低排放。

2 电除尘器超低排放改造方案分析及选择

现阶段，对于火电机组粉尘超低排放的要求，电除尘器的改造方式有很多种，比如常见的电除尘器扩容改造、布袋除尘器、高频电源、低温电除尘、湿式电除尘等改造方案，通过系统性的对比分析，电袋除尘器结合高频电源的改造方案由于占地面积小，能够很好地满足改造工期、改造费用等核心要求[1]。由于电袋复合除尘技术有立式电袋复合除尘器和卧室电袋复合除尘器两种除尘技术，需要经过详细的分析，從而得出较为经济合理的改造方案。

2.1 立式电袋复合除尘器

2.1.1 立式电袋复合除尘器的结构形式

立式电袋复合除尘器是常规的布袋除尘器和电除尘器两者相结合的组成设备，其电场构成部分和电除尘器完全一致，布袋区的滤袋布置在垂直于水平面的部分，目前立式电袋除尘器的主流形式主要有分体式和整体式两种不同的布置形式，并且都是前电后袋的布置方式[2]。综合两种布置方式的结构特点，整体式更有利于老式电除尘器的全面改造，并且其占地面积小，阻力损失也比较小，那么在进行改造时，立式电袋复合除尘器应该首先选用整体式布置结构。

2.1.2 立式电袋复合除尘器的改造方案

立式电袋复合除尘器通常是由前级的电除尘区和后级的布袋除尘区构成，前级电除尘器区能够更好地发挥出电除尘区电场的除尘技术优势，一般情况下可以除去烟气约85%的粉尘，同时使得微小颗粒的粉尘发生电荷作用而带电，这样就使得后级的布袋除尘器仅需要除去烟气中约20%的粉尘，这样不仅能够显著地降低进入后级布袋除尘区域的粉尘浓度，并且还能够显著地降低滤袋上积聚粉尘产生的流动阻力，从而使得热电厂的粉尘排放达到国家超低排放的标准。

（1）立式电袋复合除尘器改造的整体方案。针对本工程电除尘器的除尘现状，立式电袋复合除尘器可以采取二电二袋的改造方案，对原电除尘器的一、二级电场进行全面的检修和维护，同时将原先使用的工频电源同步改造为高频电源，为了便于后级布置布袋除尘区域，就需要将原先的第三、四电场进行全面的拆除，从而用于布置布袋除尘区域。（2）立式电袋复合除尘器改造方案的优缺点。通过对原有电除尘器的升级改造，那么就可以确保热电厂无论燃用何种燃料，都可以实现机组粉尘的超低排放，并且由于改造工作是在原有电除尘器的内部进行系统性的改造，对于外部设备并不需要进行拆除，从而极大地缩短了整体改造的工期。然而，立式电袋复合除尘器的改造方案还有某些客观存在的不足，例如布袋除尘区域的阻力较大，从而增加了机组整体的阻力，使得火电机组的运行费用显著地增加；布袋除尘区域的滤袋对于烟气的性质较为敏感，并且受酸性腐蚀的问题比较明显，使得滤袋的寿命较短，增加了火电机组运行维护费用。

2.2 卧式电袋复合除尘器

2.2.1 卧式电袋复合除尘器的结构形式

卧式电袋除尘器也主要包括前级电场除尘区域和后级滤袋除尘区域两部分，烟气先经过电场区域，然后再通过布袋除尘区域，卧式电袋复合除尘器和立式电袋复合除尘器相比，最为显著的特点就是滤袋采用水平布置方式，布袋区域仅仅布置在最后一级的电场区域，并且应能保证滤袋的长度大于3.5米，滤袋的吹扫气源应该由先前的压缩空气改变为净烟气。

2.2.2 卧式电袋复合除尘器改造方案

（1）卧式电袋复合除尘器改造的整体方案。针对卧式电袋复合除尘器的除尘效率，卧式电袋复合除尘器方案可采用三电一袋的改造方案，也就是对原有电除尘器的第一、二、三级电场的电极板、控制系统进行全面的检修和维护，为了提高火电机组的除尘效率，还可以将第一、二电场的工频电源升级为高频电源，同时还应该拆除原有电除尘器第四电场空间的内部构件，进而在第四电场安装滤袋的整体框架和滤袋。（2）立式电袋复合除尘器改造方案的优缺点。卧式电袋复合除尘器改造方案的优点主要有：第一，本方案的拆除范围相对较小，仅仅需要对原有第四级电场进行升级改造即可，滤袋采用水平布置方式，那么在同一空间下就能够布置下更多的滤袋，也就是单位空间能够实现更大的过滤面积，对原有电除尘器结构的改动比较小；第二，烟气气流的均匀布置更加合理，能够保证烟气在流动的过程中不容易改变流动的方向，能够更好地避免因为烟气改变流动方向使得烟气横截面的流速分布不均匀，进而避免了出现局部区域流速过大的现象，从而能够更好地保护滤袋，延长滤袋的使用寿命；第三，布袋区域可以使用净烟气进行吹扫，能够很好地减少对滤袋的冲击，从而在进行滤袋的选型时，可以选择耐温性强、耐腐蚀性强、耐冲击性相对较弱的材质，能在一定程度上减少酸性腐蚀的问题。此外，由于该种改造方案使用的吹灰方式极大地减少了电磁脉冲阀的使用，进而能够有效地降低火电机组的故障率，还可以减少火电机组的运行维护费用。

卧式电袋复合除尘器改造方案的不足主要有：由于卧式电袋复合除尘器的风箱主要是通过钢丝绳来实现传动效果，那么就不可避免地存在着断裂的风险，由于钢丝绳安装特点的特殊性，不容易实现在线检修，一旦发生故障，就必须停机对除尘器进行检修维护工作。

2.3 超低排放改造工期

本热电厂超低排放改造方案主要包括原有电除尘器的壳体内部结构、电极板、振打装置等设备的二次检修，还涉及到电除尘器控制系统的更新和检修，其中最为复杂的就是电场内部改造为滤袋除尘的区域工作，通过技术人员的充分论证，工期大概为45～55天，还需根据施工的具体进度进行相应的调整。

3 电除尘器两种改造方案的对比

经过综合性的对比，如表1所示，技术人员对两种改造方案得出了初步的结论：电除尘器的改造费用主要涉及到新增设备费、设备安装调试费用、原有设备的拆除费用、原有部分设备的修复费用、运输费用、土建费用、控制系统增加费用等，卧式电袋复合除尘器的改造方案相对节省约300万元；卧式电袋复合除尘器滤袋的使用寿命比立式电袋除尘器长1年左右，能够选择相对便宜的材質，并且年运行维护费用比后者节约50万元；此外，由于卧式电袋复合除尘器的运行阻力比立式电袋复合除尘器低约500Pa左右，这样就使得整个烟风系统的阻力降低，从而使得引风机功率相对较低，使得厂用电量相对较低，这样的运行成本更低。通过综合比较，针对本项目的实际情况，卧式电袋复合除尘器具有显著的改造优势。

4 结束语

综上所述，随着国家粉尘排放标准的日益严格，在役运行热电厂除尘器的改造工作已经成为了今后的主流发展趋势，如何制定出经济、高效的改造方案是改造工作的核心工作，尤其是要因地制宜，根据现实的场地条件制定出合理的改造方案，从而实现良好的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]严俊波，李小龙.燃煤电厂电除尘器改造技术应用对比分析[J].电力科技与环保，2017（04）：97-98.

[2]张滨渭，李树然.电除尘器在超低排放下的系统运行优化[J].高电压技术，2017（02）：35-37.