燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料選擇

馮道顯

(中南電力設計院，湖北武漢 430071)

燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料選擇

馮道顯

(中南電力設計院，湖北武漢 430071)

結合某電廠“上大壓小”改建工程中2臺600MW機組配套電袋除塵器的實際情況，分析了濾袋材料的選擇原則及更換原因，論述了袋式除塵器濾袋材料對煙氣的適應性，為燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料的選擇提供參考。

燃煤電廠;袋式除塵器;濾袋材料;選擇

0 引言

目前在國內燃煤電廠的煙塵處理設備中，靜電除塵器占了相當大的比例，但隨著我國煙塵排放標準的日益嚴格，袋式除塵器在燃煤發電廠中也開始逐漸得到廣泛的應用。由于袋式除塵器的濾袋材料對煙氣溫度及煙氣成分有比較嚴格的要求，如果濾袋材質選擇不好，對濾袋壽命會產生較大的影響，進而影響機組運行。因此，準確了解濾袋材料特性，合理選擇濾袋材料，對袋式除塵器來說是非常重要的。本文結合某電廠“上大壓小”改建工程600MW機組配套電袋除塵器的實際情況，分析了濾袋材料的選擇原則及實際應用情況，為燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料的選擇提供參考。

1 工程概況

某燃煤電廠擬采用“上大壓小”方式建設2臺600MW級超臨界發電機組，以替代正在運行的4×125MW小機組，且已獲得環評批復。根據批復要求，本工程須安裝電袋除塵器，每臺鍋爐擬配置2臺電袋除塵器。工程招標階段采用的除塵器入口煙氣參數見表1，煤質分析結果見表2。其中校核煤質2是工程招標后，電廠為適應煤炭市場的變化新增加的煤質資料。根據設計煤質、校核煤質1及校核煤質2成分分析及除塵器煙氣參數，招標確定的袋式除塵器濾袋材料為PPS+PTFE浸漬，濾料由100%進口PPS纖維織成。

表1 工程設備招標階段除塵器入口煙氣參數

2 濾袋材料更換原因

由于本工程是“上大壓小”改建工程，即將建成的2臺600MW級機組的實際燃煤與電廠二期工程已建成投運的300MW機組的燃煤相近，為了驗證實際燃煤的含硫量，電廠委托有關單位對二期正在運行的300MW機組煙氣成分進行了檢測，實際煙氣SO2濃度為3450mg/m3，大大超出用原煤質資料所計算出的煙氣SO2濃度。另據電廠反映，二期工程近幾年燃煤的年平均含硫量為1.5% ～2.0%，也大大超出原煤質資料中的含硫量。

本工程設備招標后，電廠為提高將來機組對煤質的適應性，又增加了一個校核煤質2，相關參數見表2。由于煤質及煙氣條件發生重大變化，原濾袋材質無法滿足將來的實際工況要求，濾袋使用壽命難以保證，建議選用更加優質的濾袋材料替代原濾袋材料。

表2 工程設備招標階段煤質分析

3 幾種常用濾袋材料對煙氣的適應性

目前燃煤電廠袋式除塵器濾袋材料使用較多的有聚苯硫醚(PPS)、聚酰壓胺(P84)和聚四氟乙烯(PTFE)，這幾種濾袋材料對煙氣的適應性見表3。

表3 常用濾料對煙氣的適應性

PPS濾料在實際使用中應注意上下極限運行溫度要求。濾料正常上限溫度以160℃為宜，瞬時上限溫度為190℃。瞬時上限溫度的持續時間一般每次不超過0.5h，1年累積時間不超過200h，以防止長期超高溫運行加速濾袋老化。下限溫度以高于酸露點15℃為宜，側重防范酸結露發生，避免濾袋發生腐蝕和糊袋。煙氣成份條件要求:煙氣SO2濃度≤4250mg/m3;NOx濃度≤567mg/m3;煙氣氧含量＜8%(溫度≤160℃)時;煙氣水分含量＜50%。煙氣條件超過PPS適用范圍時，應按極限溫度、煙氣化學成分及含量，采用PTFE基布或在PTFE基布的基礎上增加一定混比的PTFE纖維復合濾料，提高濾袋綜合性能，滿足濾袋使用壽命要求。

PTFE濾料耐溫性能好，在高氧濃度下也難以氧化，在已知的酸、堿和氧化劑作用下，性能均無變化，對煙氣適應性好。

4 電袋除塵器濾袋使用情況調研

為進一步了解袋式除塵器濾料的實際使用情況，對三個相關電廠進行了調研。

4.1 A 電廠

A電廠現有裝機容量1200MW，3臺200MW機組(編號分別為7、8、9號)和2臺300MW機組(編號分別為10、11號)。2007年7、8號機組的靜電除塵器改造為電袋除塵器;2008年8月9號機組也進行了改造，改造后除塵器出口粉塵排放濃度均降至50mg/m3以下。

該電廠除塵器改造時所提供的設計煤種硫分為0.95%，校核煤種硫分為1.24%，電袋除塵器濾袋材質采用PPS+PTFE覆膜。改造后除塵器投運幾個月濾袋即開始破袋，反復更換過幾次且濾袋材料國產和進口的均試用過，效果均不佳。

為了找到濾袋破袋原因，該廠對煙氣成分進行了測試，測試結果除塵器入口煙氣SO2濃度為5600～6500mg/m3，折算燃煤硫分3%以上，煙氣含O2量10% ～12%，排煙溫度150℃左右。由于煙氣工況嚴重偏離PPS濾袋所能承受的范圍，該廠對除塵器濾袋進行了重新選型，在同一臺爐的除塵器上采用兩種濾袋方案進行對比試用，一臺除塵器的濾袋材質為PPS+PTFE+P84，其中PPS的比例為60%，其他為PTFE+P84;另一臺除塵器的濾袋材質為PTFE基布，面層為PTFE+P84+PPS纖維，三者的比例分別為70%、10%和20%，新換濾袋運行已經有半年以上，目前尚未出現破損現象。

4.2 B 電廠

B電廠一期工程2×660MW超臨界機組分別于2007年4月19日和8月22日相繼投產發電，每臺鍋爐配置2臺雙室四電場靜電除塵器，實測電除塵器出口最大煙塵排放濃度為231.96mg/m3，不能滿足國家環保標準的要求。2008年6月和2009年4月，該廠分別對2臺爐的靜電除塵器進行了改造，保留一電場，后面三個電場改為布袋除塵器。改造后除塵器出口粉塵排放濃度均降至30～50mg/m3。

該廠實際燃煤硫分1.0% ～1.5%，煙氣含 O2量6%，排煙溫度140～150℃之間。1號爐濾袋材質為PPS(國產纖維)+PTFE浸漬，除塵器投運后不足半年有濾袋破損現象。2009年2月，該廠將濾袋材料改為PPS(進口纖維)+PTFE基布，更換后至今運行正常。2號爐濾袋材質為PPS(進口纖維)+PTFE浸漬，2009年4月投運至今運行正常。

4.3 C 電廠

C電廠裝機容量為1170MW，2臺135MW機組(編號分別為1、2號)，3臺300MW機組(編號分別為4、5、6號)。2007年該廠先后對2臺135MW機組的除塵器進行了改造，將原來的電除塵器改為電袋除塵器。2008年9月2臺135MW機組關停，在關停前電袋除塵器運行一直正常，沒有出現破袋現象。2008年3月新建6號機組(300MW)，除塵器采用電袋除塵器，投運至今除塵器運行正常。

6號機組在線監測顯示，除塵器入口SO2濃度719.83mg/m3(實際燃煤硫分 0.4% ～0.7%)，煙氣含O2量5.94%，排煙溫度135～145℃。6號機組濾袋材質為PPS(進口纖維)，運行到現在還沒有破袋，運行效果良好，但阻力略高，達到1000Pa。2臺135MW機組濾袋材料為PPS(進口纖維)，機組關停前，除塵器運行一年多沒有破袋。由于該廠實際燃煤硫分較低，氧含量以及排煙溫度適中，故PPS材質的濾袋使用壽命得到保證。

5 結語

(1)濾袋材料選擇非常重要。選擇時應充分考慮所選濾料與實際煙氣工況的適應性，同樣的濾料在不同的煙氣工況條件下，其使用壽命相差很大。在調研的三個電廠中，同樣使用PPS濾袋，A電廠效果很差，分析其原因主要是因為煙氣中的SO2濃度及氧含量超過了PPS濾料的適用范圍，而且在冬季低負荷下，鍋爐排煙溫度非常接近露點溫度，加劇了濾袋酸腐蝕和糊袋，引起濾袋提前破損。

(2)濾袋的核心是濾料纖維。與國產纖維相比，進口纖維質量相對較好。如上述調研的B電廠1號機組與2號機組有著明顯的對比，在煙氣工況基本相同的情況下，同樣是PPS濾袋，采用國產纖維生產的濾袋在較短的時間內出現了破損情況。

(3)對于燃煤實際硫分大于1.5%的電廠，袋式除塵器濾袋材料采用PPS+PTFE面層(比例各占50%)+PTFE基布能夠更好地適應煙氣條件。如考慮盡量少增加工程投資，則濾袋材料采用PPS面層 +PTFE基布+PTFE浸漬也可滿足要求。

［1］JB 6407－92，電除塵器調試，運行，維修安全技術規范［S］.

［2］孟令縣，李 偉，裴愛芳，等.電改電袋復合除塵器在220MW機組上的應用［J］.電力科技與環保，2010，26(2):40 －42.

［3］林 軍.袋式除塵器在微細粒子控制中的應用［J］.環境與可持續發展，2006，(3):61－63.

The selection for bag material of bag filter in coal－fired power plant

Based on the actual condition of electric－bag filter for 2×600MW units reformation project in a certain thermal power plant，the selection rules and changing reasons for bag material of electric － bag filter were analyzed briefly.The suitability of bag filter in flue gas were discussed and gave some suggestion for bag filter selection in thermal power plants.

coal－fired power plant;bag filter;bag material;selection

X701.2

B

1674－8069(2012)03－035－03

2012-01-22;

2012-04-15

馮道顯(1969-)，男，湖北武漢人，工學學士，長期從事火力發電廠鍋爐專業設計工作。E－mail:fengdaoxian@csepdi.com