大型火力發電廠除塵器選型優化研究

張金瑞

（河南省電力勘測設計院,鄭州 450007）

大型火力發電廠除塵器選型優化研究

張金瑞

（河南省電力勘測設計院,鄭州 450007）

除塵器是保證電廠粉塵排放達標的關鍵設備。本專題對目前火力發電廠的除塵器型式進行了分析研究，比較了電除塵器，袋式除塵器和電袋復合式除塵器的技術特點、性能、適應性、經濟性和安全可靠性。

火力發電廠;除塵器;選型

1 引言

煙塵是燃煤電站生產過程中產生的主要污染物之一，也是大氣質量中PM2.5的主要污染源之一，除塵技術直接影響火電廠煙塵排放情況。在滿足嚴格的環保排放標準下，合理選用除塵器型式，對發電企業至關重要。

2 各型式除塵器除塵機理簡介

2.1 靜電除塵器除塵原理

靜電除塵器內部布置有接高壓直流電的陰極線和接地的陽極板，陰極線和陽極板形成高壓電場，含有粉塵顆粒的煙氣在此通過時，陰極放電電離氣體，在電場力的作用下，帶負電的氣體離子向陽極板運動，運動時和粉塵顆粒碰撞結合使塵粒帶負電，帶電后的塵粒也向陽極運動，塵粒到達陽極后，會放出其所帶的電子，塵粒則附著在陽極板上，凈化后的潔凈煙氣流出除塵器。附著在陽極板上的積灰通常采用振打方式清除，振打清灰裝置需要有足夠的振打加速度，還應考慮電場中積灰的規律。振打加速度應均勻、足夠地作用在放電極和集塵極上，同時又能控制二次揚塵降到最低。

2.2 布袋除塵器除塵原理

布袋除塵器采用過濾式原理，含有粉塵顆粒的煙氣通過纖維編織物制作的袋狀物時，固體顆粒物被捕集，潔凈煙氣流出。含有粉塵顆粒的氣體從進口煙道流入，經過一次導流后進入各個濾室，然后再經過二次導流板，含塵氣流速度降低，均勻地分布在整個濾室，通過引風機的負壓作用，緩慢地穿過濾袋，凈化后的氣體外排，粉塵則被攔截在濾袋表面。堆積在濾袋表面粉塵越來越多時，除塵器的阻力會隨之逐漸上升，當阻力達到設定值時，自動打開脈沖噴吹閥，從噴吹管經噴咀噴出壓縮空氣。在這個空氣波的作用下，濾袋會發生急劇的膨脹變形，變形到最大時，濾袋膨脹運動突然停止，產生一個很大的反向加速度，在此反向加速度和反向穿透氣流的作用下，濾袋表面堆積的粉餅層脫離濾袋，落入灰斗。

2.3 電袋復合除塵器除塵原理

電袋復合式除塵器是電除塵器與布袋除塵器的有機結合，前級采用靜電預除塵，后級采用布袋過濾除塵，電袋復合除塵器結合了兩種收塵技術的優點，彌補原來單一收塵方式的缺陷。電除塵中的第一個電場除塵效率最高，當大量煙塵通過電場區被收集下來，含塵濃度進入布袋除塵區時已經變小到原來的20%左右，粉塵顆粒粒徑也較小。前級電場區的除塵作用使濾袋的工作條件得到改善，從而使濾袋阻力降低、濾袋壽命延長、清灰周期延長。前級電場區的荷電作用也使得粉塵的特性發生改變，進入后級布袋區的粉塵成為荷電粉塵，荷電粉塵在濾袋表面堆積時其結構會起微妙變化，從而為布袋除塵建立一種新的工作條件。由于荷電粉塵在兩種極性荷電作用下的吸附作用而形成的粉塵層的特性發生了根本性變化，既改變了粉塵粒徑狀態，又改變粉塵的堆積特性，電袋復合式除塵器能保證極高的除塵效率。

3 各型式除塵器的特點及適應性

3.1 靜電除塵器的特點

（1） 靜電除塵器的優點。除塵器阻力小，能處理高溫煙氣，可得到較高的除塵效率，對一般性能的煙塵，在保證有足夠的收塵面積的情況下，通常可達到99%以上的除塵效率。

（2）靜電除塵器的缺點。靜電除塵器缺點是對煤種、灰份及粉塵比電阻值的變化較為敏感，除塵效率易受粉塵比電阻的影響，不穩定。處理低硫，高比電阻微細粉塵(PM10和PM2.5荷電極其困難、易產生二次飛揚)時除塵效率低，設備投資高、能耗高，同時靜電除塵器在實際應用中受諸多不利因素影響。

（3）靜電除塵器的適應性。根據電除塵器的除塵機理，影響電除塵器除塵效率的主要參數是煙氣中粉塵的比電阻，粉塵比電阻高的煙氣采用靜電除塵器除塵需要采取措施才能滿足目前排放要求。

3.2 布袋除塵器的特點

（1）布袋除塵器優點。除塵效率高，對煤種的適應性強，煙塵的性質即煙氣溫度、煙氣量、灰成分、煙氣含塵濃度的變化對除塵效率影響基本不大，即對粉塵排放量影響不大。

（2）布袋除塵器缺點。濾袋壽命較短，維護費用較高。運行阻力較高，風機能耗較大。濾袋承受SO3、NO2、O2及高溫等的能力較弱。

（3）布袋除塵器的適應性。根據純布袋除塵器的除塵原理，煤種和粉塵的特性對布袋除塵器的除塵效率造成影響不大，布袋除塵器的適應性強，在對細微和超細微煙塵顆粒的捕集上其效果要優于其它類型除塵裝置，且其排放濃度具有長期的高效性和穩定性、能滿足不同工況條件下的運行要求。

3.3 電袋復合式除塵器的特點

（1）電袋復合式除塵器的優點。電袋的阻力上升率平穩，平均阻力低。維護工作量相對較少，操作便捷，節能明顯。

（2）電袋復合式除塵器的缺點。由于布袋除塵區進口與電除塵區無法有效完全隔開，在煙氣溫度過高時會對濾袋產生一定的影響。

（3）電袋復合式除塵器的適應性。電袋復合式除塵器的除塵效率不受煤種和粉塵特性的影響，適應性很強，排放濃度長期穩定，具有長期的高效性和穩定性、能滿足不同工況條件下的運行要求。由于粉塵帶負電，布袋表面的積灰比較松散，阻力低，布袋清灰不需要很高的沖擊力，對布袋損害較小，延長了布袋的使用壽命。

4 結論

（1）從技術分析上看，要求的除塵效率和出口排放濃度，低低溫靜電除塵器、布袋除塵器和電袋復合除塵器均能滿足，電袋除塵器和布袋除塵器粉塵特性的適應性較好，但抗高溫煙氣能力較差，煙氣布袋壽命有限，維護工作量大，靜電除塵器對煙溫不敏感，使用壽命長，維護簡單，但對燃煤煤質適應性差。

（2） 從風險分析看，布袋除塵器能長期保證排放限值，除塵效率基本上不受煙塵性質的影響，但其阻力較大且易受粉塵濃度的影響，風機能耗大。靜電除塵器受煤種、煙氣工況、飛灰特性等因素的影響較大，當燃煤煤質變動嚴格控制在合理范圍內時，采用靜電除塵器較合適。

[1]李奎中,莫建松.火電廠電除塵器應用現狀及新技術探討[J].環境工程學報,2013．

[2]聶孝峰等.燃煤電廠電袋復合除塵器技術優勢[J].電力科技與環保,2013．

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.156