火力發電廠除塵布袋（電袋）節能措施應用

朱國躍

（華電天津軍糧城熱電有限公司 天津 300300）

內蒙古、河南等地電廠在采用新的布袋除塵器初步成功后，各種形式的布袋除塵器相繼投入了使用。2007年底全國袋式除塵委員會組織專家和委員單位在山西、北京、內蒙古、河南等地電廠調研布袋除塵器的節能措施應用情況，結果表明布袋除塵器能夠滿足指標問題，但在造成機組不能滿負荷發電、停機消缺等諸多問題。目前火電廠普遍采用的有全布袋除塵器和電袋復合式兩種。

1 袋式除塵器

袋式除塵器也稱過濾式除塵器，它是利用纖維編織物制作的袋狀過濾元件來捕集含塵煙氣中的固體顆粒物，其特點為：除塵效率不受煙塵性質的影響，出口排放穩定可以保證小于30mg/Nm3。

煙塵中細微離子容易沉積濾袋深層，會逐步增加濾袋阻力。除塵器入口粉塵濃度影響濾袋的阻力及使用壽命。濃度越高濾袋的運行阻力越大，清灰頻率越高，濾袋易疲勞破損。在燃煤鍋爐正常的出口濃度條件下，布袋阻力一般在1500~2000Pa,清灰周期10~15min;在干法脫硫后高濃度煙塵條件下，布袋阻力一般在2000~4000Pa,清灰周期更是快的驚人。

對煤種灰份含量變化敏感，適應性差。化纖材質濾袋的最大上限使用溫度為≤250℃，不同材質的濾袋抗化學破壞的性能不同。

結構簡單，操作維護方便。如內蒙古某電廠200MW機組布袋除塵于2009年的改造，山西陽泉某電廠2臺300MW投運于2007年，運行不1年時間出現了大面積破袋，阻力超過引風機負載使機組不能進入滿負荷運行。山西某電廠600MW布袋除塵器，其清灰機構頻繁發生故障，各機構維修率為每兩天一次，運行阻力無法滿足滿負荷運行。

根據應用情況總結，目前燃煤電廠布袋除塵器存在以下不足：不成熟的布袋除塵技術盲目推廣。如運動式清灰機構不合理、穩定可靠性不夠，清灰系統失敗后引起運行阻力大。濾袋袋籠的結構性問題引起濾袋損壞。如過于龐大的袋籠結構和懸吊結構缺陷等。

研究布袋除塵器的氣流分布技術不足。濾袋之間存在氣流、煙塵濃度分布不均，引起阻力偏大和破袋。一些廠商的技術、成套、工程經驗不足，產品和工程存在較大的質量缺陷。對燃煤電廠煤種、煙氣的化學成分了解和評估不足，濾料選型不正確引起化學腐蝕破損。燃煤電廠掌握運行布袋出塵的經驗少，運行管理不當引起設備故障。

2 電袋復合除塵器

電袋復合除塵器是利用前級1~2各電場的高效除塵性能先收集煙氣中的大量煙塵，未被收集的少量煙塵通過電場荷電后，進入后級布袋除塵區，由濾袋完成過濾而達到凈化煙氣目的。它通過電場的收塵以及荷電作用，改善布袋除塵器的工作條件而提高設備的整體性能。

2005年開始，國內成功研發電袋復合除塵器并開創了燃煤電廠應用先河。該技術有機復合了電除塵、布袋除塵的性能優點，最大限度地發揮他們的各自優勢。它的高效、低阻、濾袋長壽命、節能等優良綜合性能得到多年的應用驗證，受到用戶和行業的認可。至2009年10月期間，已有100多臺套運行于50~660MW機組，根本性解決了燃煤電站所面臨煙氣條件差與收塵要求高的矛盾，成為了今后燃煤電廠中大型機組優選的高效節能新除塵設備。相對布袋除塵器有如下特點：

2.1 除塵性能高效穩定

電袋復合式除塵器適應各煤種的高比電阻煙塵條件，出口排放濃度能夠長期高效穩定地滿足≤30mg/Nm3以下要求。在許昌某電廠#2爐350MW機組、洛河某電廠#2、#4爐300MW、北京某熱電廠#1、#3爐200MW機組等眾多已投運項目中，實測排放均可超過設計指標達到10~30mg/Nm3。

2.2 運行阻力低

在各種袋類除塵中，濾袋因表塵過濾沉積煙塵，隨堆積厚度加大而透氣性逐漸降低，由此產生的阻力占據整體阻力的70%~80%。在電袋復合式除塵器中，由于電場發揮了高效除塵與荷電作用，濾袋堆積粉塵形成的“蓬松”堆積結構加大孔隙率提高透氣性，這兩大因素降低履帶阻力。

2.3 節能顯著

電袋復合式除塵器節能主要通過三個方面：降低除塵器阻力而節省引風機的電耗；濾袋清灰周期得到延長而節省空壓機的電耗；電廠配置高頻電源，于傳統高壓整流變相比，獲得相同電暈功率的情況下可以節約電耗20%。

2.4 延長濾袋受用壽命

影響濾袋使用壽命的因素有許多，但在相同使用條件下于布袋相比，電袋利用延長濾袋使用壽命的主要因素有：濾帶長期運行阻力小，單位面積承受拉伸力小，疲勞破損小；清灰頻率降低延緩濾袋受氣流沖刷引起交變應力破損。電袋復合除塵器的電場荷電、凝并作用可以有效的控制煙塵排放量和微細塵粒的煙塵排放量，能夠長期適應國家排放標準的提高。

2.5 不因煤種變化而增加煙塵排放量

電袋復合除塵器能夠適應煤種灰份與成分的變化，對煤種引起的煙灰成分、比電阻等變化不敏感，出口排放濃度可長期穩定≤30mg/Nm3。

2.6 運行穩定可靠、維護量少

數年的實踐證明，整體式電袋復合除塵器，具有運行穩定可靠、維護量少等優點。

2.7布置場地緊湊，占地面積小

同比電除塵器，相同寬度的占地條件，長度可縮短1~3個電場長度。

2.8 改善除塵器后端設備運行條件

由于電袋復合除塵器出口排放濃度長期穩定≤30mg/Nm3，所以能延長風機葉片磨損，改善濕法脫硫設備工作條件，提高是高品質。

2.9 節能

據統計若電除塵器能耗為1，則袋除塵能耗為0.95，電袋復合除塵器僅為0.8。

3 延長濾使用壽命需注意以下幾方面的問題

不管是布袋除塵器還是電袋復合行除塵器最終起到滿足排放標準的是濾袋的過濾作用，保證濾袋的完好，發揮過濾作用延長使用壽命是我們電廠希望，每延長一年更換濾袋我們就可以節省數百萬費用。因此，火電廠要由以下兩個方面來做工作籍以延長濾袋使用壽命。

3.1 除塵設備的選型、制造、安裝

新建或改造項目要使用成熟的技術，在除塵器設計審核時需要特別注意如下的問題

3.1.1 過濾風速的選擇

過濾風速的高低關系到過濾面積的大小，也就是說濾袋數量多少的問題，濾袋數量多過濾面積大過濾風速小，系統阻力小但投資就大。選擇合適的過濾風速是要通過結合各個用戶的實際情況來確定，過高的過濾風速會造成濾袋使用壽命減短是必然的。

3.1.2 合適的煙氣分布技術

合適的原煙氣分布技術直接關系到濾袋的使用壽命。現在的除塵器制造廠家有不同的技術，但要結合電廠實際情況來確定適合本廠的實際。原煙氣進入各個過濾室時的流速要控制在合理的范圍內。風速過高會造成濾袋擺動，使得袋籠龍骨斷裂濾袋脫落。

3.1.3 嚴格審核過濾面積的計算數據和方法

嚴格審核過濾面積的計算數據和方法，防止過濾面積不能滿足需要而使除塵器壓差大影響鍋爐負荷。絕大多數除塵器廠商與濾袋制造商是合作伙伴關系，而用戶方招標往往不單獨招標濾袋。多為指定數家濾袋廠在由除塵器廠選擇。此環節難免出現這樣那樣的問題。真實的過濾面積是保證發電廠除塵器是否正常運行的關鍵。由于過濾面積不夠造成除塵器運行阻力大影響發電負荷的例子是有的。

3.1.4 使用產品質量過硬的噴吹技術

不管是行噴吹還是旋轉噴吹，有效的清灰是保證除塵器正常運行的關鍵問題，而清灰電磁閥選擇是保證清灰效果的關鍵，電磁閥使用壽命不僅關系到清灰效果、機組負荷。嚴重的將使濾袋短時間內大量損壞。山西某廠因電磁閥故障使得噴吹壓力由2kg/m2升至6kg/m2幾天以后造成濾袋大面積破損不得不停機更換。

旋轉噴吹的轉動部分可靠性要高，噴吹系統的安裝一定要考慮到凈氣室頂板膨脹的因素，噴吹減速機不可與除塵器冷頂焊死，噴吹臂必須加裝限位軸承防止噴吹臂與花板摩擦卡死。

天津某廠因旋轉噴吹卡死不能旋轉造成一個氣室不能清灰，待數月后停爐小修發現此室內濾袋大量掛灰，部分濾袋與袋籠斷裂。

3.1.5 合適的袋籠與濾袋

由于濾布材質的不同起伸縮性不同，所以濾袋與袋籠的配合是影響濾袋使用壽命的因素之一，在除塵器的運行中，懸掛的濾袋在煙氣氣流和噴吹氣流的沖擊下產生擺動，濾袋過松或過緊直接影響濾袋的使用壽命，袋籠籠骨應采用可靠防腐工藝。籠骨與布袋配裝后確保相鄰布袋底部間距最大偏差小于10mm。袋籠骨架的加強筋不少于10根，直徑不小于4mm。除塵器濾袋拼接處，重疊搭接寬度不小于10mm。濾袋、龍骨應有足夠的柔韌性和強度，以避免使用過程中脆裂和變形。

在實際運行中多家電廠出現過濾袋袋籠脫落造成進入灰斗故障。因為袋籠和濾袋分別又不同廠商供應，所以我們要求濾袋廠商提供準確的配合數據，盡可能降低由此引發的故障。

3.1.6 濾袋的安裝

首先要求除塵器花板的加工質量一定要保證花板口光滑無毛刺，花板開孔宜采用激光及水下切割等先進的工藝，最大限度減少花板變形，位置要求準確，確保任意兩袋孔的中心距離誤差在±2mm。花板孔洞應倒角，無毛刺。焊接后經過整形、精密加工等措施，確保花板平整，花板平面度＜1/1000，對角線長度誤差＜3mm，內孔加工表面粗糙度為Ra=3.2。保證噴吹口中心與花板上各花板孔中心（濾袋中心）的對中度、垂直度濾袋在安裝時一定有足夠的安裝時間，不可搶工期。要有嚴格的監督。施工人員必須嚴格執行安裝工藝要求。特別是袋籠連接。因為每臺除塵器的濾袋很多，安裝時現場十分混亂，為此保證安裝質量必須要有負責人。現場監督重點管理者安裝過程是否按工藝要求逐步實施，安裝過程中有無雜漏工具、卡子掉進袋籠，如有必須及時清理。另外，安裝好的部位應隨時用苫布臨時封堵嚴密。

3.1.7 每次機組啟動前要進行預涂灰，我們的經驗是布袋壓差要達到400Pa，以上。

3.2 運行中需要注意的問題

由于除塵運行人員的素質問題，特別是一些老電廠除塵運行人員技術素質低，責任心差，因此要求負責此項工作的專責人和各級領導要加強監督力度，保證運行參數在正常運行范圍，避免人為原因造成的濾袋損壞。

3.2.1 嚴格控制噴吹壓力

不管是旋轉噴吹設備、行噴吹的設備每小時要記錄壓力變化情況，噴吹壓力不可以超過設計值。發現問題及時處理。

3.2.2 合理控制濾袋前后的壓差

要隨時了解鍋爐的燃煤情況，將濾袋壓差控制在800~1200Pa之間

3.2.3 根據機組的負荷及濾袋壓差的變化調整噴吹間隔

3.2.4 發現入口煙溫過高并有超高的趨勢時，應立即聯系值長何上級主管領導，同時做好應對準備，一但入口煙溫超過設計極限時，立即采取應對措施(開啟旁路或噴水降溫)。

3.2.5 保證輸灰系統的正常運行和灰斗料位顯示的準確，對輸灰系統的設備缺陷及時消除，防止由于灰斗積灰過高掩埋濾袋而造成濾袋損壞。

4 結語

總之，影響濾袋使用壽命的原因很多，國內也用使用7年沒有更換濾袋的電廠，節約效果顯著。但更多是沒有達到3萬小時甚至更短時間就大量破損而必須更換的不在少數。燃煤特性、煙氣溫度、濾料材質、制造原因諸多因素在影響濾袋的使用壽命。許多專家學者在進行研究分析尋找更科學先進的方法來提高濾袋節能環保效果。