江澜

摘 要：在常规的电袋复合除尘技术上，突破了电区袋区耦合、颗粒荷电和微粒凝并、高均匀流场、高精过滤等关键技术而形成了超净电袋复合除尘技术，能够实现除尘器出口排放浓度稳定低于5mg/Nm3或10mg/Nm3。超净电袋近年来得到广泛应用，成为燃煤机组实现超低排放的主流技术路线之一，将在西部地区劣质煤电厂超低排放改造工程中发挥更大作用。

关键词：超净电袋；突破；超低排放；主流技术

中图分类号：TE99 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0036-02

引言

近几年来，由于大气污染的加剧，我国大部分地方特别是京津冀地区，长期的雾霾天气已给人民的生活带来了严重的威胁。为了加强对燃煤所带来的烟尘排放的控制，国家相继出台了多个政策和措施，对我国煤电企业的烟尘提出了超低排放的严格要求。超净电袋复合除尘技术在上述背景下应运而生，并快速得到推广应用，成为主流的烟尘超低排放技术之一。

1 超净电袋复合除尘技术

电袋复合除尘技术是我国环保企业自主创新研发的新一代高效除尘技术，发展和应用十分迅速。但是，在当前环保新形势下，对燃煤电厂超低排放的要求越来越高，需要进一步提升烟尘治理技术水平。因此，我国环保企业开始对电袋复合除尘器进行升级创新，在原有技术基础上突破了电区袋区耦合、颗粒荷电和微粒凝并、高均匀流场、高精过滤等关键技术，进一步提升性能，实现烟尘排放浓度<5mg/Nm3或10mg/Nm3的超低排放，形成了超净电袋复合除尘技术。超净电袋和高效脱硫有机结合实现烟尘超低排放的工艺技术，可避免了电厂在尾部烟气处理系统安装湿式电除尘器，还节省了成本和占地面积，并且简化燃煤电厂的环保工艺路线，提升了可靠性[1]。

2 超净电袋复合除尘技术研究

2.1 极配型式和供电技术

全面分析工程项目煤种、灰份等烟气工况参数，选择合适的阳极板板型和阴极线线针形式，调整最佳极配型式，以达到增加电场强度、提高电场区除尘效率的目的。在选择电晕线的时候，选择和工况条件相符的电晕线可以提高线针尖端的放电效果，增加电场的板电流密度，强化电场强度，使得粉尘颗粒充分荷电的同时，提高了电场区对粉尘颗粒的捕集能力。常用的电晕线有针刺线、芒刺线和麻花线等。其次，采用前后分区供电技术，即将每一个机械电场都按照气流方向进行前后划分，成为两个独立的供电分区。采用这种小分区供电模式，增强了电源对于不同烟尘浓度的适应性，细化工作单元，提高了电场区的可靠性。

2.2 高过滤精度滤料

濾袋是决定电袋复合除尘器出口排放值最关键的部件，它的过滤精度直接关系到烟尘排放的大小。因此，合理选择滤料的过滤精度，是保证超净电袋复合除尘器出口排放值长期稳定<5mg/Nm3或10mg/Nm3基础。目前来说，超净电袋项目选用的高精过滤滤料有两种，其中过滤精度最高的滤料是PTFE覆膜滤料，其次是超细纤维梯度滤料。滤料过滤精度越高，超净电袋的出口排放值也会更加可靠。

PTFE覆膜滤料是在滤料的迎尘面上覆盖一层PTFE微孔膜的加工工艺方式。PTFE滤膜可以阻隔绝大多数的粉尘，甚至能够实现零排放，并且PTFE滤膜自身的摩擦系数非常小，不容易粘上灰尘，所以表面的粉饼层十分容易脱落，更易清灰。但实际操作过程中，PTFE覆膜对其覆膜工艺要求很高，如加工不当，在使用过程中会出现脱膜的现象，致使滤膜与滤料之间积灰，从而影响设备的正常运行。同时， 滤袋采用PTFE覆膜工艺成本将会增加约40%左右，性价比较差。

超细纤维梯度滤料主要是指滤料沿着气流的方向，在迎面层上使用厚度适中的超细纤维层，之后再使用常规纤维层从而使孔隙分布呈现出外小内大的梯度状结构形式，其结构如图1所示。迎尘面超细纤维层可以对细颗粒粉尘实现有效的拦截，同时，迎尘面孔径小，孔隙率高，不易发生粉尘渗入纤维内部的现象，可延长清灰周期。

2.3 强化颗粒荷电与电凝并技术

电袋复合除尘器电场区和滤袋区两者之间，是存有相互影响的机制的，袋区出口要实现超低排放，首先要控制袋区入口的粉尘浓度。由于电场区粉尘颗粒的荷电特性，使得其过滤机理产生了很大的变化。在经过电场区的时候，细颗粒物会发生极化和凝并的现象，从而形成大粒径的颗粒，并且颗粒荷电量越大就会使得极化和凝并的程度越明显，细颗粒物变成大颗粒后的捕集效果越好。通过这种强化颗粒荷电的方式，能够增加电袋对细颗粒物的搜集性能力，尤其是对细微颗粒物（PM2.5）的脱除效率。

2.4 高均匀性流场分布技术

电袋复合除尘器实现气流均匀分布可采用以下方法：进行1：14的实体模型试验，试验结果和CFD计算进行对比分析，对CFD计算的初始条件进行调整，以符合实体模型试验结果为调整标准，从而确定出CFD计算的初始条件，然后进行全尺寸工业设备的CFD计算。具体的调整气流流场分布的途径有：其一，调整进入袋区正面、侧面、底面的比例，并且设置灰斗上端的阻流板。其二，改变袋室内提升阀开孔直径。其三，调整提升阀提升高度。其四，改变净气室高度，还可以改变排气管的位置[2]。

2.5 设备的设计和安装要求

为了提高超净电袋复合除尘器的可靠性，在设计选型时，选择更小的过滤风速和更大的过滤面积，取消了旁路烟道，降低整个系统的运行阻力，并减少了旁路系统可能带来的泄露。同时，要增强袋区的花板刚度，采用车间焊接加强筋的方式，控制花板变形量，使得滤袋悬吊更加可靠。另外，激光加工的方式对花板进行切割，保证花板平面度。

超净电袋设备在安装时较常规电袋更为严格。本体安装完后检查所有密封焊缝，并要按照规定对所有焊缝进行煤油渗透试验。在滤袋安装后，要整体进行荧光粉检漏试验，避免焊缝或者滤袋和花板联接的地方出现泄露的情况，如果发现要及时处理。

3 超净电袋复合除尘技术的工程应用

3.1 总体应用情况

近年来，超净电袋在燃煤电厂超低排放工程中得到快速推广。截至2016年11月，燃煤机组超净电袋配套总装机容量超过30000MW，其中1000MW机组有8台套。投运项目的烟尘排放浓度均小于10mg/Nm3或5mg/Nm3，平均运行阻力663Pa，各项技术指标优良。超净电袋复合除尘已成为燃煤机组实现超低排放的主流技术路线之一。

3.2 某工程应用

3.2.1 工程概况

某电厂2号630MW燃煤机组原配套的是四电场、四通道电除尘器，由于设备老化，除尘效率下降，烟尘排放的浓度过高。在新的排放要求下，该电厂进行了除尘器的增效改造，经过调研，最终选用超净电袋复合除尘器。

3.2.2 改造方案

本工程的的改造范围为前从进口喇叭烟道直管段，后至出口水平烟道的末端，上到顶部起吊设备，下至输灰系统，同时配套电气控制系统以及相应的土建工程。该改造方案是将原来的电除尘改造为超净电袋复合除尘器，长柱距和宽跨距都不进行增加，并且对原来的支架、壳体、灰斗等保留并核算其强度。具体改造方案为：拆除除尘器本体内部所有阴阳极及振打系统，将第一电场更换为新的阴阳极系统，并选用振打效果更好的增强型电磁锤振打器。高压整流变利旧检修应用于第一电场中，同时要求设计成前后独立的小分区供电，大大加强电场區运行的完全稳定性；改造第二、三、四电场空间布置为滤袋区，采用长袋低压脉冲行喷吹技术。

3.3 改造效果

改造完成后运行3个月，经第三方性能测试，在机组的运行负荷为590～620MW时，超净电袋复合除尘器的出口标干含尘浓度（6%O2）平均为7.2mg/DNm3，本体压力平均值为553.8Pa，

平均除尘效率99.973%。当机组运行负荷为620MW时，脱硫设备出口标干含尘浓度（6%O2）为3.5mg/DNm3，达到超低排放的要求。设备运行至今稳定可靠，性能优良。

4 结束语

超净电袋复合除尘技术在电区袋区耦合、颗粒荷电和微粒凝并、高均匀流场、高精过滤等方面实现了技术突破，它不受煤质、飞灰成分等的变化影响，能够长期稳定实现除尘器出口排放浓度低于5mg/Nm3或10mg/Nm3，是燃煤机组实现超低排放的首选技术路线之一。该技术在国内外多台大型机组中的成功运行，为国内燃煤电厂的超低排放提供了有力的技术保障。

参考文献：

[1]修海明.超净电袋复合除尘技术实现超低排放[J].电力科技与环保，2015（4）.

[2]徐少波，伍宇鹏，陈奎续，等.超净电袋复合除尘技术在燃煤电厂中的应用[J].中国环保产业，2015（12）.

[3]张洁，孙卫民，舒泽萍.发电集团应对燃煤电厂超低排放的思考[J].电力科技与环保，2015，31（4）.

[4]余伟权，修海明，陈奎续，等.电袋复合除尘技术在火电厂增效改造中的应用[J].中国环保产业，2015（04）：13-16.

[5]陈奎续.超净电袋复合除尘技术的研究应用进展[J].中国电力，2017，50（3）.