火电机组电除尘器超低排放改造方案探究

2018-09-20刘文涛

价值工程 2018年29期

刘文涛

摘要：本文主要论述在运火电机组超低排放改造过程中，电除尘器改造技术路线的选择，并以某电厂机组电除尘器超低排放改造为例，针对场地、改造工期等条件的限制，确定采用电袋除尘技术，然后又分析论述常规立式布袋布置和卧室布袋布置的优缺点，最终改造技术路线为卧室电袋除尘技术。

Abstract： This paper mainly discusses the selection of the technical route of the electrostatic precipitator during the ultra-low emission modification of the thermal power unit. Taking the ultra-low emission transformation of the electric precipitator of a power plant as an example， according to the restrictions of the site， the renovation period and other conditions， the electric bag dust removal technology is determined， and then the advantages and disadvantages of the conventional vertical bag layout and the bedroom bag layout are analyzed. The final transformation technical route is the bedroom electric bag dust removal technology.

关键词：火电；电除尘；超低排放改造；卧室布袋除尘器

Key words： thermal power；electric dust removal；ultra-low emission modification；bedroom bag filter

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）29-0167-03

1 当前火电机组面临的环保问题

我国是电力需求大国，当前经济技术水平下，电力供给仍然以传统的火力发电为主，然而，煤电机组进行生产的工业活动中，煤炭发电产生的燃煤烟气对环境造成了严重的影响，严重威胁着人类赖以生存的生态和环境，烟尘是导致雾霾天气的主要原因，在当前雾霾污染越来越严重的情况下，环保压力日益严峻，煤电机组超低排放改造势在必行。然而当前大多数燃煤电厂经过数次环保改造，一般现场施工、改造空间较为狭小，如何确定技术方案至关重要，关系到改造工程能否实施以及在最低的投资成本、运营成本下、能否满足超低排放要求。

下面结合某电厂已投产10多年的老机组的实际情况，分析适合的超低排放改造技术路线。

2 机组除尘系统改造前状况

某电厂机组于2004年投产，安装一台200MW双抽凝汽式供热机组，配670t/h超高压煤粉炉。机组原配有2台某电除尘器厂生产的双室三电场电除尘器。因不能满足排放要求，在2008年对该电除尘器改造，由于场地限制因素，改造方案为：在原一电场前增加一个电场，电场高度抬高3.48m，即由原来的两台双室三电场电除尘器增容改造为双室四电场除尘器，烟尘排放浓度设计值由200mg/Nm3以上降低至80mg/Nm3以下。

此次改造虽大幅提升了预除尘器的效率，满足了当时的环保要求，但随着新版烟气污染物排放标准实施以及超低排放要求，该机组除尘系统急需进行超低排放改造。

3 除尘器超低排放改造方案分析及选择

对于在运机组进行除尘器超低排放改造，改造方案的选择一定要因地制宜，选择性能保证最可靠、改造费用最省、工期最短的改造方案。

目前国内市场上，针对新超低排放要求，电除尘改造方式上可谓百花齐放，有电除尘器扩容改造（加电场或加宽加高）、高频电源、电除尘器+旋转极板、电袋复合式除尘器、布袋除尘器等，以及低温电除尘器、湿式电除尘器等改造方案，经过对比，在满足超低排放的前提下，电袋复合除尘+高频电源改造方案能满足改造场地狭小，改造工期等方面的要求。

由于目前电袋复合除尘器主要发展为立式电袋复合除尘器和卧式电袋复合除尘器两种技术，经如下分析，得出最优改造方案：

3.1 立式电袋复合除尘器（以下简称“立式电袋除尘器”）

3.1.1 立式电袋除尘器的结构形式

立式电袋除尘器是电除尘器与传统布袋除尘器的组合，电场部分与电除尘器一致，布袋区滤袋垂直于水平面。目前主流立式电袋除尘器分为分体式和一体式两种。均为“前电后袋”布置。根据两种立式电袋除尘器布置方式特点，一体式更适用于老除尘器改造，且占地面积小，阻力损失也小，立式电袋除尘器改造优先选用一体式结构。

3.1.2 立式电袋复合型除尘器的除尘原理

立式电袋复合型除尘器主要由前级的电除尘区和后级的布袋除尘区组成。

前级电除尘区秉承了电除尘器第一电场的除尘优势，能收集烟尘中80-90%粉尘，并使微细粉尘荷电。这样后级仅有常规布袋除尘的1/5左右。一方面大大降低了進入后级布袋除尘区的粉尘浓度，同时也降低了滤袋上沉积粉饼的阻力，从而降低了除尘器整体压损，并且能达到排放浓度≤20mg/Nm3的环保要求。

3.1.2.1 改造总体方案

采用二电二袋方案，对原一、二电场进行检修，并将原有工频电源改造为高频电源，拆除原三、四电场内件，其空间用于布置布袋。

3.1.2.2 改造方案优点

①无论煤种如何变化都可保证出口排放≤20mg/Nm3。

②由于改造在原电除尘器内部进行，无需改动除尘器外部设备，改造工期需50-60天。

3.1.2.3 改造方案的缺点

①本体阻力较大，运行费用较高；

②换袋成本较高，旧滤袋资源化利用率较小；

③滤袋材质对烟气性质较为敏感，受臭氧腐蚀、酸性腐蚀等问题突出，导致滤袋实际使用寿命较难达到设计值。

3.2 臥式电袋复合除尘器（以下简称“卧式电袋除尘器”）

3.2.1 卧式电袋除尘器的结构形式

卧式电袋除尘器也是由前级电场和后级滤袋区组成，烟气在经过前级电场的预除尘后进入布袋区，经过滤袋的物理过滤后排入后部脱硫系统。与立式电袋除尘器相比，该项技术滤袋采用水平布置，布袋区仅布置在最后一个电场区域，滤袋长度减少至3m，滤袋喷吹气源由压缩空气改造为净烟气。

3.2.2 卧式电袋除尘器改造方案

3.2.2.1 改造总体方案

采用三电一袋方案，对原有一、二、三电场极板、极线及控制系统进行恢复性检修，将一二电场工频电源改造为高频电源，拆除四电场内部构件，并在四电场空间内安装滤袋框架和滤袋。

3.2.2.2 改造方案优点

①拆除范围小，仅需要对四电场除尘器内部构件掏空后进行改造，滤袋呈水平排列，在相同空间下可布置更多滤袋，即单位空间可实现更大的过滤面积。保留电场级数、收尘面积和比收尘面积都远高于国家环境保护标准（标准号HJ2529-2012），对原有电除尘的改动范围小。

②气流均布更加合理，袋区采取水平布置，扁平状的布袋排列，且滤袋长度减少为3m，烟气在袋区进出不改变气流方向，气流均匀度在2.5%以内，避免了因改变气流方向造成烟气分布不均，导致局部区域滤袋因烟气流速过高造成滤袋寿命降低的问题。布袋整体使用寿命一般可达5年以上。

③清灰气源采用清洁烟气，吹灰压力较低，避免了对滤袋的冲击，使布袋可以选择耐温、耐腐蚀但不耐冲击的玻纤材质，避免常规电袋除尘器滤袋受臭氧腐蚀的问题。且由于玻纤滤袋成本低廉，可以降低改造、维护成本。另外，由于该项冲灰技术减少了大量电磁脉冲阀的使用，能有小降低故障率同时降低维护费用。

④运行阻力低，该项技术运行阻力维持在500-800Pa之间，较立式电袋除尘器800-1200Pa大幅降低。

3.2.2.3 改造方案缺点

风箱移动依靠钢丝绳传动，存在断裂风险。且无法实现在线检修。

3.2.3 改造工期

本方案包括原电除尘器壳体内部极板、极限、振打装置等的恢复性检修，控制系统的更新、检修，以及四电场内部的改造等工作，自开工之日起50-60天具备使用条件，具体可能根据现场实际场地情况进行调整。

4 电除尘器改造方案比较

立式电袋除尘器、卧式电袋除尘器技术经济性以及优缺点比较见表1-表4。

电费按0.35元/kWh，运行时间按7500/年计。

5 结论

综合上述分析，立式电袋除尘器和卧式电袋除尘器综合比较来看，卧式电袋除尘器滤袋使用寿命较立式电袋除尘器增加约1年左右，且选用滤袋为玻纤材质，造价较低，仅维护费用每年就可节省约50万元，另外卧式电袋除尘器运行阻力较立式电袋除尘器降低约300-500Pa，拥有更低的厂用电量，更低的运行成本。在同样能够保证出口粉尘浓度的情况下，卧式电袋除尘器有较大优势。

所以综合比较来看，卧式电袋除尘器更适合老旧机组超低排放改造的优选方案。