王 勇，汪长浩

(中电投河南公司新乡豫新发电有限责任公司，河南新乡453011)

1． 概况

豫新发电公司2×300MW机组，分别与2005年、2006年正式投产运行至今，设备可靠性日益下降，故障频发，导致除尘效率严重偏离设计值。主要表现在:投产以来，特别是近年因煤质锅炉燃用煤质严重偏离设计煤种，锅炉排灰量加大，比电阻升高，电除尘器在运行中发生严重的电晕闭塞和反电晕现象，运行效果不能达到设计值;豫新发电公司脱硫设施投运后，因电除尘烟气含尘量大造成GGH、除雾器频繁堵塞导致脱硫系统停运冲洗;根据GB13223－2003《火电厂大气污染物排放标准》到2012年1月1日锅炉最高允许排放浓度须低于50 mg/Nm3，当前电除尘器已无法满足这一要求。

豫新发电公司#6机组的锅炉是由武汉锅炉厂制造的亚临界压力一次中间再热自然循环汽包炉。锅炉呈“П”型布置，平衡通风，全钢构架，露天岛式布置，钢球磨中储式制粉系统，热风送粉直流式百叶窗水平浓淡燃烧器，四角布置，切向燃烧方式，尾部双烟道布置，烟气挡板调节再热汽温，喷水减温控制过热汽温，容克式三分仓回转式空气预热器，刮板捞渣机连续固态出渣。电除尘器采用福建龙净环保股份有限公司生产的型号2BEL297/2－4双室四电场静电除尘器。单台电除尘器入口烟气量:1633235m3/h。每台炉除尘器下灰斗中的灰由正压浓相气力输送系统输送至远方灰库，在运行中，一、二电场灰斗里的灰进入粗灰库，三、四电场的灰可以进入细灰库，也可以切换进入粗灰库。

2． 电除尘器运行现状和存在的问题

2．1 锅炉飞灰中Al2O3和SiO2含量过高造成电除尘效率降低，使出口烟尘排放浓度较高。

对于Al和Si含量很高的飞灰，比电阻高，荷电和收集困难。一般认为飞灰中Al2O3和SiO2含量超过一定值时，电除尘效率显著降低，增加收尘面积也无济于事，达不到预期除尘效果。SiO2在高温下的挥发再冷凝会形成极细的微粉，Al2O3也常以极细的微粉体存在，细颗粒的粉尘密度小、易飘逸的特性，对电场烟速非常敏感，电除尘器需要在较低的烟气流速下运行并且需要保持一个较长的电场停留时间。这些粉尘不仅难以收集，而且会在阳极板上形成一层“膜”，振打力稍差时，灰“膜”难以剥离，导致电除尘工作恶化。

随着燃用煤质情况的变化，锅炉燃用劣质煤时，飞灰中Al2O3和SiO2含量超过设计值，造成飞灰比电阻过高，降低了电除尘使用效率。

2．2 燃用劣质煤造成电除器入口烟气含尘量过大，使得除尘器出口烟尘排放浓度增加。

除尘器的负荷和效率是根据锅炉参数以及燃烧的煤种(设计、校核)进行设计的。锅炉燃用劣质煤后，电除尘入口烟气飞灰量增加，超出设计值，电除尘超负荷运行。表1试验数据显示，机组负荷150MW时电除尘器出口浓度144mg/Nm3，225MW时电除尘器出口浓度167mg/Nm3，270MW时电除尘器出口浓度222mg/Nm3，300MW时电除尘器出口浓度289mg/Nm3，大大超出电除尘设计效率。

表1 #6电除尘不同工况出口飞灰浓度

2．3 电除尘器出口烟尘排放浓度增大后，影响脱硫系统安全、稳定、经济运行。

#6炉烟气脱硫采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺(简称FGD)。一炉一塔脱硫装置，脱硫率不小于95%。FGD装置设计入口烟气条件的烟尘排放浓度＜100mg/Nm3，经FGD装置后的烟尘排放浓度＜50mg/Nm3(标态、干基、6%O2)。目前锅炉除尘器出口烟尘排放浓度超标，无法满足烟气脱硫FGD入口烟气条件，影响烟气脱硫系统的正常运行和脱硫石膏的品质;而且GGH经常因烟尘含量过高造成堵塞而被迫停运，严重影响脱硫系统的投运率。

3． 电除尘改造的必要性

3．1 受煤炭市场影响，机组燃煤煤质较差、煤种杂，从2009年底被迫使用灰分较大的河南煤(原为山西贫煤)。锅炉实际运行中300MW工况下煤量经常在140t/h(设计值117t/h)以上，除尘器运行已严重偏离设计工况，除尘效果无法达到国家新的烟尘排放标准要求(烟气排放浓度必须小于50mg/Nm3)。

3．2 #6炉烟气脱硫采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺(简称FGD)。一炉一塔脱硫装置，脱硫率不小于95%。FGD装置设计入口烟气条件的烟尘排放浓度＜100mg/Nm3，经FGD装置后的烟尘排放浓度＜50mg/Nm3(标态、干基、6%O2)。目前锅炉除尘器出口烟尘排放浓度超标，无法满足烟气脱硫FGD入口烟气条件，影响烟气脱硫系统的正常运行和脱硫石膏的品质;而且GGH经常因烟尘含量过高造成堵塞而被迫停运，严重影响脱硫系统的投运率，使脱硫电价受益大幅减少。

4． 除尘器技术改造方案

一、二、三、四个电场拆除，各室物理隔离，安装骨架、袋笼、滤袋等设备，作为布袋除尘区(原支撑钢柱需加固);增加进出口密封挡板，可以加装旁路烟道;控制系统改造;保留进口喇叭口、灰斗和输灰系统。电除尘器出口烟道、引风机入口烟道强度校核。

布袋除尘器改造方案设计基本参数要求:除尘器出口烟尘浓度设计值≤30mg/Nm3，最高不大于50mg/Nm3，布袋过滤风速小于1m/min，除尘器总体阻力设计≤1500Pa，最高不大于1800Pa，滤袋设计寿命30000小时。

4．1 本工程改造的总原则:采用纯布袋除尘器改造方案;总的内容:#6机组电除尘器改造工程项目的除尘器及辅助设备系统改造方案设计、制造、拆除、运输、安装、冷热态调试总承包。

4．1．1 除尘器改造范围:沿锅炉出口烟气流向，从除尘器入口膨胀节(含膨胀节)法兰至除尘器出口喇叭第一个膨胀节(含膨胀节)法兰。上至除尘器的顶部起吊及顶棚，下至灰斗出口法兰及钢支柱和基础(包括钢支柱和基础强度校核，及必要时的加固处理)，所有灰斗进行校正加固设计。

4．1．1 原则上在原有电除尘器的基础上进行改造，不加长柱距，不加宽跨距，不增加本体支架及本体土建。

4．1．2 原电除尘器内部阴极线、阳极板及振打装置等设备全部拆除。原第1－4电场区域布置布袋除尘区，并利用现有场地配置喷吹等系统。

4．1．3 进行改造设计时，利用一电场部分空间进行预沉降室改造。能利用原旧设备的应尽量利旧，利旧部分应在投标书供货范围备注内明确说明，且保证利旧设备必须运行可靠，利旧设备可靠运行必要的检修工作由供方负责。

4．1．4 原电除尘高、低压控制系统及电场变压器全部取消，应选用先进、节能、环保的控制系统，具备进出口温度、压力、分室差压检测、温度超温报警和脉冲阀运行工况监控等控制功能。

4．1．5 进入袋区进、出口气流分布板做气流分布、均布的物理、计算机模拟试验，重新设计制作。

4．1．6 对原电除尘器的钢结构应进行强度荷载核算，若钢结构强度不足，则对钢结构加固加强。

4．1．7 重新设计和安装空压机及辅助配套系统。空压机及辅助配套系统改造的所有工作由供方负责。

4．1．8 本工程的除尘器采用露天布置，本体采用全钢架结构。本体必须设有足够的检修运行维护平台及楼梯。

4．1．9 所有拆除的不能利旧设备应尽量减少破坏性拆除行为，保证其完整性，并运送至甲方指定的地点存放。

4．1．10 引风机扩容改造:由供方提供改造后除尘器的阻力等数据，由需方负责进行引风机的改造。改造后除尘器的阻力:一年后≤1200Pa，三年后≤1500Pa。

4．1．11 输灰系统改造:由供方提供改造后除尘器的阻力、各灰斗灰量分布等数据，由需方负责进行输灰系统的改造。

5． 布袋除尘器存在的问题分析

5．1 目前国内布袋除尘器改造后失败的部分主要原因为长期使用高硫煤造成烟气中SO3在低温状态下凝结成酸露后腐蚀布袋，导致一至二年内被迫部分更换布袋。我公司除尘器改造采用的布袋材质为PPS+PTFE基布，数量9690条，按照每条价格700元计算，总价678．3万元。技术协议中厂家承诺布袋寿命35000小时(连续运行4年)、最大耐受燃煤硫份为1．2%。

酸露点:含硫物质燃烧时，会部分生成三氧化硫，三氧化硫和水形成硫酸，在比正常露点高的温度下，硫酸呈液态析出，这时的温度称酸露点。传热面或金属面在这个温度下所受到的硫酸的强烈腐蚀称酸露点腐蚀。

酸露点在计算生成时及其复杂，通常需要考虑烟气温度、成分、水分、SO2浓度、流量、压力等。而且在使用6种计算酸露点公式时也会得到温度偏差很大的结果。

专家建议:

1)控制#6炉燃煤硫份;

2)#6机组尽量带高负荷，在冬季利用热风再循环尽量提高排烟温度高于酸露点20℃运行。

5．2 通过连续对布袋除尘器的4列除尘器室进、出口表盘温度进行监视发现:中间B、C列温度高于外侧A、D列温度有20℃左右，150MW负荷时A、D列温度为95℃，极易造成低温时A、D列的酸露点形成。

夏季工况300MW时，在#6除尘器入口各烟道上打开测量孔，用红外测温仪实测各烟气温度:A列左侧温度122．6℃，A 列右侧温度152．3℃，B列左侧温度151．8℃，B 列右侧温度131．9℃，测量完后封闭各测量孔。

分析:通过就地测点安装位置检查及各测温元件校验、调换位置等试验结果，初步排除了测点问题;根据冷态气流均布试验结果来看，各室气流量均匀，但不排除各列气流量在热态状态下不均匀造成的温度偏差;因回转式空预器出口烟气流场本身存在温度偏差，A、D列在空预器出口烟气联箱两侧，分析原因可能是空预器出口烟箱内部气流分布不均造成的。

建议:目前中间温度高，达到或接近设计值，已出现限定机组负荷的情况。应尽快进行除尘器热态性能验收试验，根据准确的试验数据找出真正的问题，利用机组临停机会进行增加阻力板或者混合器消除问题。

5． 结论

通过进行电除尘改造，显著提高除尘器健康水平及运行可靠性，解决目前存在的一系列问题，减低引风机叶片的飞灰磨损，保证机组的安全稳定运行，同时满足该公司#6机组燃煤情况及脱硫系统要求，最终控制烟尘的排放浓度达到国家环保法规的达标排放要求，提高除尘效率，减小环境污染。因此实施除尘器改造，在取得安全效益的同时，必将取得更大的社会效益。

［1］王冬军．脉冲袋式除尘技术进展及其寿命影响因素分析［D］．山东大学，2009．

［2］胡满银．燃煤电厂袋式除尘器［M］．北京:中国电力出版社，2009．

［3］肖宝恒．袋式除尘哭的发展及其在燃煤电厂的应用前景［J］．电力环境保护，2001(3)．