锅炉布袋除尘器的发展趋势

    袋式除尘器在国外已得到广泛的应用，燃煤电厂应用袋式除尘器已有30多年的历史，发达国家早在20世纪80年代就已普遍采用袋式除尘器，并且其应用总量远远超过了电除尘器。在美国80年代已有100多台袋式除尘器应用于燃煤锅炉，相应的发电总量在2×104MW 以上，单机最大容量达500～800MW。澳大利亚从70年代开始在电站锅炉上使用袋式除尘器，到90年代已有80%的电站锅炉使用布袋除尘器，欧洲、日本也有类似的情况，由于日趋严格的环境排放标准，最近几年越来越多的电除尘器被改造为袋式除尘器。
    缔造电力行业最具权威的技术交流平台在国内袋式除尘器技术也已成熟，并具有良好的设计、加工、制造、安装、调试能力，现已广泛应用于冶金、建材、水泥、电力等行业，绝大多数都获得了良好的效果和可观的效益。
    袋式除尘器有各种各样形式，目前使用最多和发展最快的是大型脉冲袋式除尘器，大型脉冲长袋除尘器集尘原理，含尘气体经过进气口阀导入袋式除尘器，依靠气流分布板分散烟气的同时，将较重的灰尘落下灰斗。含尘空气由布袋外面进入里面时，经布袋过滤成干净空气，再由外壳上端通过离线排气口阀排到外面去。关闭排气口阀，沾在布袋上的灰尘与气流成分离状态。通过滤袋上的脉冲喷吹管，瞬间喷射出来 的高压反洗气流把灰尘抖入灰斗里。这个反洗动作，按一定的间隔依次转换，因此不会影响连续集尘作用。
    由于进袋式除尘器的烟气仍含有部分水汽，为了防止水吸附烟尘粘结在布袋滤袋上而腐蚀滤料，新布袋在启动前应采用200目左右的消石灰粉进行预喷涂，喷涂后布袋外粉饼层按2mm估算，按2/3的消石灰被吸附估算，1台布袋除尘器预喷涂需要9吨消石灰，已经使用过的布袋，可用粉煤灰对布袋进行预喷涂。预喷涂时应将所有脉冲阀、脉冲控制器关闭，不能对布袋喷吹。消石灰供料系统，将风机调至足够风量，靠风的吸力均匀洒入，预喷涂时除尘器压差升高250～500Pa时为标准，喷涂结束。
　　在锅炉启动时全投油及低负荷时投油助燃时，应提前进行预涂灰。如果在运行期间锅炉被迫停炉，且停炉时间大于48小时，则在下次起动时必须对除尘器再进行预喷涂。完成预喷涂后，锅炉点火运行。由于初始烟气温度较低，烟气先进入旁路系统。当烟气达到布袋除尘运行温度范围时，关闭旁路挡板门，烟气进入布袋除尘器运行。
　　除尘器的运行达到稳定状态时，即将清灰设置在自动清灰模式。布袋运行后应及时进行“运行温度”的设定，一般设定在100～120℃。PPS滤料的缺点是抗氧化性能较弱。随氧浓度和烟气温度的升高氧化反应剧增。而对瞬时高温也有一定要求，温度达200℃时，每次不能超过10分钟，全年累计不能超过50小时。
　　调试过程中操作人员应全过程跟班，熟悉除尘器的工作原理及性能，掌握操作及维修方法，建立运行记录。进行脉冲清灰参数进行设定，对脉冲间隔，脉冲宽度。观察除尘器阻力变化情况，密切注意各阀门动作情况，如果运行阻力大于1500Pa则缩短清灰间隔，如果运行阻力小于1000Pa则增加清灰间隔，原则上最短清灰间隔≥5S。正常运行后，除尘器清灰阻力设定在1200Pa，清灰报警压力为1800Pa，当压差达到1200Pa时，开启清灰系统。为了保证布袋的使用寿命，清灰间隔根据阻力情况进行调节。
根据目前环保发展趋势的要求，如果电除尘器部不出现实质性的突破，已很难满足日趋严格的环保标准，而袋式除尘器以其除尘效率高（可达99.99%）,适应粉尘范围广,尤其对电除尘器难以脱出得微小颗粒(PM2.5以下),将成为燃煤锅炉烟气除尘和其他行业粉尘污染控制的一种主要的除尘设备。
新技术为燃煤电厂锅炉超低排放提高借鉴

目前，湿式、低低温电除尘技术已成为燃煤电厂满足“超低排放”的主流技术。针对热点、难点问题，中国环保产业协会电除尘委员会组织业内专家、学者及相关工程技术人员，分别召开了全国湿式、低低温电除尘技术研讨会和电除尘电源技术专题研讨会，就技术发展动向、研发和推广应用情况、面临的问题及应对措施等展开讨论，为实现“超低排放”提供技术支撑。

　　路线一：低低温电除尘技术

　　我国环保企业从2009年开始加强低低温电除尘技术研究，目前已有多套设备投运，现已掌握低温腐蚀、二次扬尘、提效幅度及对WFGD协同除尘效果的影响等核心问题，并取得一定的工程经验，提出了防止低温腐蚀、二次扬尘的对策措施。

　　目前，低低温电除尘技术在国内已有多项应用：

　　1.大唐宁德电厂#4炉600MW机组改造，将电除尘器入口烟气温度降低至95℃左右。2013年4月，经测试，除尘器入口烟气温度92℃时，电除尘器出口烟尘浓度由60mg/m3降低到20.2mg/m3。

　　2.中电投江西新昌电厂700MW机组改造，将入口烟气温度降至95℃，对电除尘器本体及电控系统进行升级。2013年9月，经测试，低低温电除尘器出口烟尘浓度降至17.25mg/m3，SO3脱除率88.1%，PM2.5脱除率达99.8%以上，气态汞捕集效率达40%以上，节省煤耗2.53g/kWh。

　　3.浙江浙能嘉华发电有限公司1000MW机组改造，将烟气温度降至90℃左右，电除尘器总集尘面积不变，将所有电场采用高频电源。2014年7月投运，经测试，改造后电除尘器出口烟尘浓度降至20mg/m3。

　　4.华能榆社电厂300MW机组采用以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线：脱硝+热回收器+低低温电除尘器+WFGD+烟气再热器。2014年8月投入运行，经测试，电除尘器出口烟尘浓度为18mg/m3，经湿法脱硫系统后，烟尘排放浓度为8mg/m3。

　　5.华能长兴电厂2×660MW机组采用以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线，系统中不设置WESP，每台炉配套两台双室五电场电除尘器，设计烟气温度90℃。2014年12月投入使用，经初步测试，电除尘器出口烟尘浓度约为 12mg/m3，经湿法脱硫后，出口烟尘排放约为3.5mg/m3，湿法脱硫协同除尘效果约70%。

　　6.浙江浙能台州第二发电厂2×1000MW机组、浙能温州电厂四期2×660MW机组新建工程、华能玉环电厂1000MW机组改造工程均采用低低温电除尘技术，设计烟气温度85℃~90℃，设计除尘器出口烟尘浓度为15mg/m3，均将于2015年投入使用。天津国投津能发电有限公司一期工程#1炉1000MW机组改造工程， 改造后烟温降为88℃，电除尘器出口烟尘浓度设计值20mg/m3，2014年12月投运。华电江苏望亭发电分公司#3、#4炉660MW机组改造工程，烟温改造后降为95℃，电除尘器出口烟尘浓度设计值20mg/m3，计划2015年2月投运。

　　路线二：湿式电除尘技术

　　我国环保企业从2009年开始进行燃煤电厂WESP的研究和开发，通过自主研发或引进技术，已掌握核心技术。WESP的研发也得到国家科技部的高度重视和大力支持，被列入国家863计划和国家国际科技合作专项。

　　目前，WESP在我国已有多项应用：

　　1.华电淄博电厂6号机（330MW）配套WESP。机组于2013年10月投运，经测试，WESP出口烟尘排放为5mg/m3。

　　2.神华国华舟山电厂二期#4号炉350MW机组WESP新建工程，工艺路线为：低氮燃烧+SCR+ESP+海水脱硫装置+WESP。机组于2014年6月投运，经测试，常规电除尘器出口烟尘浓度为16.53mg/m3，脱硫出口烟尘浓度为10.76mg/m3，WESP出口烟尘浓度2.55mg/m3、SO22.86mg/m3、NOx20.5mg/m3。

　　3.浙能嘉华发电厂2×1000MW机组改造工程配套WESP，设计除尘效率不低于70%。机组于2014年6月投运，经测试，WESP出口烟尘排放为2mg/m3。

　　4.广州恒运发电厂#9号炉330MW机组WESP改造工程，工艺路线为：低氮燃烧+SCR+ESP+FF+WFGD+WESP。机组于2014年7月投运，经测试，WESP出口烟尘1.94mg/m3，SO24mg/m3、NOx25mg/m3。

　　5.浙能六横发电厂2×1000MW机组新建工程配套湿式电除尘器，采用的工艺路线为：SCR+ESP+FF+WFGD+WESP+MGGH。机组于2014年7月投运，经测试，WESP出口烟尘排放为2mg/m3。

　　6.广州华润热电厂# 1炉300MW机组WESP改造，2014年7月投运。经测试，WESP出口排放：烟尘3.12mg/m3，除尘效率89.09%。

　　7.大唐黄岛电厂#6炉670MW机组WESP技术改造，在脱硫塔后新增双列两电场WESP。2014年8月投运，经测试，WESP出口烟尘浓度为2.8mg/m3。

　　8.三河发电有限责任公司#2号炉350MW机组WESP改造工程，此项目作为国家大型湿式电除尘863课题示范工程，设计出口烟尘排放＜3mg/m3，于2014年11月投运，经测试，WESP出口烟尘排放为2.05 mg/ m3。

　　9.河北国华定州发电有限责任公司#3、#4号炉WESP改造工程，设计烟尘排放＜5mg/m3。 #3号炉2014年11月投运，经测试，WESP出口烟尘排放2mg/m3。#4号炉也改造完毕，正在调试。

　　10.济南黄台发电厂9号机（350MW）WESP改造工程，设计除尘效率不低于83%。机组于2014年9月投运，经测试，WESP除尘效率大于85%，出口烟尘浓度为2.6mg/m3。

　　11.神华国华惠电#1号炉330MW机组环保近零排放改造工程，配套低低温电除尘技术+湿式电除尘器，工艺路线为SCR+（LSC+ESP ）+WFGD+WESP,WESP设计除尘效率不低于80%。机组于2014年12月投运，经测试，WESP出口烟尘浓度为1.4mg/m3。

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　　电除尘用高压供电技术

　　燃煤电厂实现“超低排放”，除了采用湿式、低低温电除尘等本体技术外，先进的电除尘用高压供电技术起着重要作用。近年来，国内电除尘电控企业加大研发力度，以高频电源、三相电源为代表的一批新型高效电源技术创新成果令国际同行刮目相看。同时，也在积极研发或引进脉冲电源技术，为电除尘器实现低排放和节能创造有利条件。

　　1.高频高压电源

　　高频高压电源是新一代电除尘器供电电源，其调压的控制方式为调频调压控制、间歇脉冲控制、调幅高频控制，工作频率为几十kHz。它不仅具有重量轻、体积小、结构紧凑、三相负载对称、功率因数和转换效率高等特点，相比工频电源，还有更优越的供电性能，能克服一般工频电源输出电压脉动大、平均电压低的不足，可在逼近电除尘的击穿电压下稳定工作。近几年，随着高频电源技术发展，其输出功率、控制特性均有提高，目前输出功率达2.4A/80kV的高频电源已投入工程应用。

　　大量工程实例证明，基于脉冲工作的高频电源在提高除尘效率、节约能耗方面具有显著效果；高频电源工作在纯直流方式下，可大大提高粉尘荷电量，提高除尘效率。如上海外高桥三厂、上海吴泾二厂、苏龙电厂、绥中电厂、泰州电厂、常熟电厂、荆门电厂等，电除尘器在进行高频电源改造后，烟尘排放和高压能耗都明显降低。

　　高频电源属于恒流源性质的电源，在电除尘器出现放电击穿时，电流近似保持不变，并且能在极短时间内停止供电，从而减小火花功率，是目前各种除尘器电源中产生火花能量最小的电源，尤其适合在湿式电除尘器中应用，可避免对湿式电除尘器中阳极的烧蚀，如舟山电厂、兰州热电厂、民权电厂、怀安电厂、承德热电等。高频电源在低低温电除尘器上也得到了很好应用，如华能长兴电厂、嘉华电厂等。

　　2. 三相高压电源

　　对粉尘比电阻不高的场合，由于没有反电晕现象，使用三相电源也可提高运行电压和电流，实际运行电压可达70kV以上，提高粉尘荷电量和除尘效率。三相电源的单台容量可以做到2.4A甚至3.0A，由于控制柜放在室内，对现场环境的要求较低，设备可靠性高。

　　目前，部分厂家的三相电源克服了火花能量较大的缺点，可达到很高的控制精度，并取得很好的除尘效果。如黄岛电厂、三河电厂等配套的WESP；长治电厂、烟台电厂、广西北部湾电厂、邢台国泰电厂等配套的常规电除尘器，台山电厂前两电场使用高频电源后两电场使用三相电源等，效果也非常好。对中、高比电阻粉尘场合，三相电源应用在间歇脉冲方式时，在保证除尘效率的条件下，节能效果明显。

　　3.脉冲高压电源

　　脉冲高压电源以窄脉冲（120μs及以下）电压波形输出为基本工作方式，其目的是在不降低或提高除尘器运行峰值电压的情况下，通过改变脉冲重复频率调节电晕电流，抑制反电晕的发生，使电除尘器在收集高比电阻粉尘时有更高的效率。

　　脉冲高压电源主要用于克服高比电阻粉尘反电晕、提高除尘效率的场合。其对电除尘器的改善程度通常可由驱进速度的改善系数来评估，改善系数定义为电除尘器用新的供电方式与用常规直流供电时驱进速度之比。现场试验表明，改善系数与粉尘比电阻关系很大，将随粉尘比电阻的增加而迅速增加。脉冲供电方式被认为是改善电除尘器性能和降低能耗最有效的方式之一。

　　针对高比电阻粉尘的脉冲电源目前在WESP上尚无应用，其效果有待验证。虽然低低温电除尘器入口温度使粉尘比电阻降低，但对末级和次末级电场，其粉尘粒径小、比电阻仍可能较高，所以使用脉冲电源可进一步降低出口烟尘浓度。