除尘装置超低排放改造技术及应用效果

除尘装置超低排放改造技术及应用效果

高振伟

（大唐长山热电厂吉林松原131109）

摘要：根据国家环保部、国家发展和改革委员会、国家能源局联合下发的《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》（环发〔2015〕164号）的总体部署及上级公司相关要求，2018年年底前，长山热电厂需执行超低排放，即NOx排放浓度＜50mg/Nm3、烟尘排放浓度＜10mg/Nm3、SO2排放浓度＜35mg/Nm3的排放标准，本文主要阐述大唐长山热电厂1号机组除尘装置超低排放改造情况。

关键词：超低排放；排放浓度；电除尘；烟尘

一、1号机组原除尘系统简介

大唐长山热电厂1号机组原除尘装置采用福建龙净环保股份有限公司生产的干式、卧式、板式双室五电场静电除尘器，除尘效率≥99.9%。锅炉烟气流经静电除尘器进行除尘后，进入脱硫系统，最后经烟囱排出。电除尘器一至四电场为工频电源，五电场为脉冲电源，高压控制部分共设有20台高压硅整流变压器和20个高压隔离开关室，低压控制部分包括阴、阳极振打、灰斗、保温箱加热装置，阴极振打采用顶部电磁振打，阳极振打采用侧部摇臂锤旋转振打。

二、1号机组除尘装置超低排放改造目标

除尘器入口烟尘浓度不大于47.7g/Nm3，出口烟尘排放浓度小于20mg/Nm3（标态、干基、6%O2），本体漏风率小于2%，烟囱入口烟尘排放浓度小于10mg/Nm3。

三、除尘装置超低排放改造技术简介

3.1电除尘器本体扩容。电除尘扩容改造的常用方法有两种：一是将原有除尘器加高；二是增加电场，或两种方式结合应用。现场极板高15米，除尘器已采用顶部振打，目前除尘器共有5个电场，除尘器后已无新增电场空间，本体扩容空间有限，如改造，工作量大。

3.2高频电源技术。高频电源的供电电流由一系列窄脉冲构成，其脉冲幅度、宽度及频率均可以调整，可以给电除尘器提供各种电压波形，控制方式灵活，可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形，提高电除尘器的除尘效率，提高供电效率，节约电能。高频电源提供给电场的电能有效利用率高，减少了无功的供电损耗。

3.3脉冲电源技术。脉冲电压上升时间极短，提高了电场击穿电压，电场能获得2倍于传统直流电源的峰值电压，有利于粉尘粒子荷电，提高收尘效率。针对PM2.5及超细粉尘除尘效果显著，传统直流电源对PM2.5及超细粉尘基本束手无策，后级电场除尘效率极低，脉冲供电技术对超细粉尘分级收尘效率仍然可达80%以上。粉尘源适应性广，尤其适用于细小颗粒、高比电阻粉尘的收集。脉冲电源为脉冲方式供电，与传统直流供电相比，排放达标的前提下，可节能50-80%，不易形成反电晕、不易形成闪络，粉尘荷电均匀。

3.4收尘板技术。径流式多孔收尘板不会影响原电场的收尘效果的同时，增加了拦截过滤粉尘功能，特别是在后部电场，应对较细粉尘，使收尘效率提高，收尘板在顺气流方向增加了电场面积，有利于各电场气流的均匀性，有利收尘效率的提高，收尘板对冲孔区域进行特殊设计，孔径大小及排列顺序确保透气性好、风阻小、（每道收尘板增加约15Pa的风阻），并且蜂窝孔大小根据安装在前后电场位置设计调整，有利于过滤收尘，收尘板的清灰设置了独立式顶部电磁振打，振打周期和振打力度都可以单独调整，振打清灰更有效，在停炉检修时，径流式收尘极板的残留积灰非常容易清理，类似于极板清理方式即可完成。

3.5袋式除尘器。袋式除尘器又称布袋除尘器，因其所使用的滤料本身的网孔较大，一般为20～50um，表面起绒的滤料约为5～10um。因此，新滤袋的除尘效率只有40%左右（1um粉尘）。当含尘空气通过滤料时，由于纤维的筛滤、拦截、碰撞、扩散和静电的作用，将粉尘阻留在滤料上，形成初层。同滤料相比，多孔的初层具有更高的除尘效率。因此，袋式除尘器的过滤作用主要是依靠这个初层及以后逐渐堆积起来的粉尘层进行。随着集尘层的变厚，滤袋两侧压差变大，使除尘器的阻力损失增大，处理的气体量减小。同时，由于空气通过滤料孔隙的速度加快，使除尘效率下降。因此，除尘器运行一段时间后，要进行清灰，清除掉集尘层，以免效率下降。

3.6电袋除尘器。电袋除尘器是一种集静电除尘和布袋过滤除尘两种除尘机理相结合的新型节能高效除尘器，可以保证最大的除尘效率，多用于老电除尘的改造。含尘烟气进入除尘器后，烟气中的粉尘大约70%～80%在电场内荷电被收集下来，剩余20%～30%的细粉尘随烟气经过布袋除尘器前的均流装置，进入布袋收尘区收尘室，含尘烟气通过滤袋外表面，粉尘被阻留在滤袋的外部，干净气体从滤袋的内腔流出，进入上部净化室，然后流经出口喇叭、在引风机的作用下从烟囱排出。

3.7协同治理技术（终端处理）

1）采用单托盘+高效旋流管束式除雾器

烟气进入吸收塔，经过托盘装置，使高效脱硫及初步除尘后的烟气向上经离心管束式除尘装置进一步完成高效除尘除雾过程，离心管束式除尘装置由分离器、增速器、导流环、汇流环及管束等构成。烟气在一级分离器作用下气流高速旋转，液滴在壁面形成一定厚度的动态液膜，烟气携带的细颗粒灰尘及液滴持续被液膜捕获吸收，连续旋转上升的烟气经增速器调整后再经二级分离器去除微细颗粒物及液滴。

2）湿式电除尘器（终端处理）

湿式电除尘器也是电除尘器的一种，是直接将水雾喷向电极和电晕区，水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后进一步雾化，电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用，最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。

四、除尘装置超低排放改造方案对比、确定

方案一：采用高频电源、脉冲电源、收尘板技术，单托盘+高效旋流管束式除雾器（协同治理技术）

方案二：采用高频电源、脉冲电源、收尘板技术，湿式电除尘器（协同治理技术）

方案三：采用电除尘器本体扩容；方案四：采用袋式除尘器；方案五：采用电袋除尘器

综合比较来看：方案一，系统简单，投资少，运行阻力相对较小，运行维护简单，运行稳定性负荷适应强。方案二，系统复杂、投资高，运行阻力大，运行维护复杂，运行稳定性负荷适应较强。方案三，我厂电除尘器极板高度已达15米，除尘器后已无新增电场空间，除尘器已采用顶部振打，本体扩容空间有限，如改造，工作量大，投资高。方案四，系统改动范围大，改造时间长，改造后维护费用高。方案五：系统复杂，改造范围大，改造时间长，运行阻力相对较大，改造费用高，运行稳定性负荷适应较强。因此本次除尘超低排放改造推荐采用方案一：采用高频电源、脉冲电源、收尘板技术，单托盘+高效旋流管束式除雾器（协同治理）。

五、除尘装置超低排放改造主要内容

5.1一、二、三电场电源进行改造，将工频电源改造成高频电源。

5.2将四电场改造成脉冲电源，五电场脉冲电源利旧保留。

5.3在三、四、五电场阳极板的末端加装径流式多孔收尘板。

5.4阳极振打控制改造，优化协调除尘器的振打控制，实现断电振打功能，对阴极振打控制进行改造，实现分组和连续振打功能，同时集成径流式多孔收尘板的电磁振打控制。

5.5对除尘器进行恢复性检修，恢复除尘器本体应有的除尘效率。

六、除尘装置超低排放改造后效果

我厂1号机组超低排放改造完成启机运行后除尘装置各设备出力正常，运行平稳，系统无漏泄现象，设备可靠性大大增强。除尘性能考核试验期间机组满负荷运行，电除尘入口粉尘浓度在不大于47.7g/Nm3时，电除尘出口粉尘浓度最大为19mg/Nm3，烟囱入口粉尘浓度小于10mg/Nm3，电除尘漏风率1.35%，本体阻力218Pa，改造后烟尘达到国家环保排放标准，经核算改造后我厂烟尘减排348.39t/年，改善了当地的环境，达到了超低排放改造的目标，用实际行动积极履行节约资源和保护环境的社会责任。

七、结束语

我国将环境环保做为一项基本国策，除尘超低排放改造技术的应用及实践对以燃煤为主的发电企业实现超低排放意义重大，机组改造前要对技术、方案进行调研，了解新技术在同类型机组上的应用情况，选择最佳改造技术方案，确保除尘超低改造成功，实现预期目标。

参考文献：

[1]《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》（发改能源[2014]2093号）

[2]GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准，[S].中国环境科学出版社，2011.7

作者简介：高振伟现为大唐长山热电厂设备部灰硫点检长，负责除灰、脱硫系统设备的管理