曹慶國(guó)

摘 要：分析了林州熱電公司350MW機(jī)組電袋除塵器除塵效率降低原因。通過(guò)嚴(yán)格控制入爐煤硫分，加強(qiáng)脫硝裝置、電袋除塵器的管理和改進(jìn)濾袋材質(zhì)等措施使電袋除塵器除塵器效率和可靠性大幅度提高，煙塵排放濃度小于30 mg/Nm3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：電袋除塵 高硫煤 氨逃逸 措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（b）-00-02

大唐林州熱電有限責(zé)任公司2臺(tái)350MW汽輪發(fā)電機(jī)組分別于2011年8月和11月投入運(yùn)行，每臺(tái)SG-1139/25.4-M4401型鍋爐各配2臺(tái)龍凈環(huán)保公司設(shè)計(jì)制造的FE電袋復(fù)合式除塵器。電袋除塵器規(guī)格及設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1.

表1 電袋除塵器主要規(guī)格及設(shè)計(jì)參數(shù)

項(xiàng)目 數(shù)值

除塵效率（%） ≥99.90

有效斷面積（m2） 271

最高煙塵排放濃度（mg/Nm3） 50

本體漏風(fēng)率（%） <2

煙氣流速（m/sec） 0.99

煙氣停留時(shí)間（sec） 8.22

除塵器煙氣量（m3/h） ≤2155092

室數(shù)/電場(chǎng)數(shù) 2/1

通道數(shù)個(gè) 52

電場(chǎng)的總有效長(zhǎng)度（m） 4.275

陽(yáng)極板型式及材質(zhì) BE型/SPCC

陽(yáng)極板規(guī)格：（m×mm×mm） 13×475×1.5

單個(gè)電場(chǎng)陽(yáng)極板塊數(shù) 243

濾袋數(shù)量 7600

過(guò)濾面積（m2） 33092

濾袋規(guī)格（mm） Φ168×8250

濾袋材質(zhì) PPS+P84

濾袋允許連續(xù)正常使用溫度℃ 160

投產(chǎn)初期電袋除塵器運(yùn)行狀況良好，實(shí)際除塵效率≥ 99.90%、煙塵排放濃度40 mg/Nm3，優(yōu)于設(shè)計(jì)值。隨著投運(yùn)時(shí)間的增加，電袋除塵器除塵效率下降較快，除塵效率僅僅達(dá)到98%，煙塵排放濃度維持在92 mg/Nm3，對(duì)電廠(chǎng)及周邊環(huán)境造成較大的污染。

1 存在問(wèn)題

1.1 陽(yáng)極板結(jié)灰嚴(yán)重

陽(yáng)極板上多處積灰，局部厚度達(dá)20 mm以上。這是由于大唐林州熱電公司采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝系統(tǒng)，脫硝還原劑為液氨，設(shè)計(jì)煙氣溫度420～320℃。脫硝裝置投運(yùn)時(shí)發(fā)生的氨逃逸不僅會(huì)影響煙氣酸露點(diǎn)，而且會(huì)生成NH4HSO4，而NH4HSO4是一種粘性很強(qiáng)的物質(zhì)，并具有吸濕性，會(huì)粘附在電袋除塵器極板、極線(xiàn)上造成積灰。另外，當(dāng)機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行，煙氣溫度低于320 ℃投運(yùn)脫硝裝置時(shí)，煙氣中SO2氧化生成SO3，氨的分解氧化在低溫條件下（<320 ℃）SO3與氨反應(yīng)生成NH4HSO4。造成下游設(shè)備主要是空預(yù)器堵塞和電袋除塵器極板和濾袋板結(jié)。

1.2 濾袋破損較多

2012年6月在1號(hào)機(jī)組停爐檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)電袋除塵器濾袋大面積破損。破損濾袋主要集中在電袋除塵器中間兩列（該除塵器共分四列）。大部分破損濾袋裂口在袋籠豎筋的沿線(xiàn)上，破損濾袋手感較硬，表面積灰很多，濾袋沿豎筋方向出現(xiàn)破損，在濾袋橫縱筋交界處有裂紋，濾袋底部有粉塵狀小球凝聚，個(gè)別濾袋有斷裂半截現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)用手可將濾袋輕易撕破，說(shuō)明濾袋強(qiáng)力嚴(yán)重下降。另外，人孔門(mén)上發(fā)現(xiàn)酸結(jié)露痕跡，凈氣室有少量積灰，濾袋噴吹管局部發(fā)生磨損。為了進(jìn)一步分析濾袋失效原因，大唐林州熱電公司對(duì)破損濾袋進(jìn)行抽樣檢測(cè)，結(jié)果如下：

1.2.1 取濾袋上附著粉塵少量與玻璃皿中，用水完全潤(rùn)濕，用PH試紙測(cè)試粉塵酸堿度。檢測(cè)結(jié)果粉塵呈強(qiáng)酸性，pH值為1～2。濾袋的常規(guī)性能測(cè)試（表2）

表2 濾袋常規(guī)性能測(cè)試表

檢查項(xiàng)目 檢測(cè)結(jié)果

透氣量

（L/dm2.min） 清灰前 39.82

清灰后 77.35

厚度（mm） 2.82

強(qiáng)力（N/5cm） 經(jīng)向 750.49

緯向 550.04

斷裂伸長(zhǎng)率（%） 經(jīng)向 17.80

緯向 9.95

克重（g/m2） 680

由以上檢測(cè)結(jié)果可知，濾袋緯向平均斷裂強(qiáng)力為550.04 N，局部低至462.72 N，濾袋強(qiáng)力衰減嚴(yán)重導(dǎo)致濾袋破損。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況和分析，破袋的主要原因?yàn)闊煔庵蠸O2、NOX等含量高引起酸腐蝕氧化，進(jìn)而導(dǎo)致破袋。現(xiàn)場(chǎng)收集煙氣的數(shù)據(jù)顯示，SO2含量為5989.54 mg/m3（最高超過(guò)8000 mg/m3）NOX含量為868.18 mg/m3。

1.2.2 SO2、NOX對(duì)濾袋的影響 從現(xiàn)場(chǎng)收集的煤質(zhì)報(bào)告可知燃煤中硫分含量高，混煤平均硫分St，d%一般都在2.7%以上，最大達(dá)到3.35%，其中單種煤硫分最高到4.56%，為高硫煤。高硫煤在鍋爐中燃燒后產(chǎn)生高濃度SO2，現(xiàn)場(chǎng)收集的煙氣數(shù)據(jù)中SO2含量為6989.54 mg/m3，而PPS濾袋允許的SO2最大含量?jī)H為1500 mg/m3。高濃度的SO2含量會(huì)使煙氣酸露點(diǎn)升高。根據(jù)Muller曲線(xiàn)（圖2）可以擬合回歸方程式計(jì)算出煙氣酸露點(diǎn)。

tsld=116.5515+16.06329lgVso3+

1.05377（lgV so3）2

式中Vso3—煙氣中（體積）百萬(wàn)分率；

tsld—煙氣的酸露點(diǎn) ℃。

由于煙氣中SO2轉(zhuǎn)化成SO3受工況條件影響，轉(zhuǎn)化率也不盡相同，一般SO2轉(zhuǎn)化成SO3的比率介于0.15%～3%之間。當(dāng)采用該范圍的平均值1.55%計(jì)算時(shí)，煙氣酸露點(diǎn)為141.21 ℃；當(dāng)采用最低轉(zhuǎn)化率0.1%計(jì)算時(shí)，此時(shí)酸露點(diǎn)達(dá)120.05 ℃。

如果SO2含量按8000 mg/m3計(jì)算，當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化成SO3的的比率為1.55%時(shí)，酸露點(diǎn)為145.68 ℃；當(dāng)采用最低轉(zhuǎn)換率0.1%時(shí)酸露點(diǎn)為123.95 ℃。

圖1 Muller曲線(xiàn)酸露點(diǎn)曲線(xiàn)圖

高硫煤燃燒產(chǎn)生高濃度的SO2引起煙氣酸露點(diǎn)提高，當(dāng)煙氣溫度較低時(shí)，煙氣易結(jié)露。從運(yùn)行記錄發(fā)現(xiàn)電袋除塵器的入口溫度在120 ℃左右，可見(jiàn)存在煙氣結(jié)露現(xiàn)象，濾袋長(zhǎng)期在酸露點(diǎn)以下使用，受酸腐蝕影響，強(qiáng)力下降最后導(dǎo)致濾袋破損。

NOX中的NO2對(duì)PPS濾袋有嚴(yán)重的氧化作用，同時(shí)NO2溶于水后生成硝酸，硝酸具有酸性和強(qiáng)氧化性，也會(huì)對(duì)濾袋造成酸腐蝕氧化。現(xiàn)場(chǎng)收集的數(shù)據(jù)顯示NOX含量為868.18 mg/m3而PPS濾料允許的最大NOX含量為400 mg/m3。高濃度的NOX提高酸露點(diǎn)，并使濾袋氧化、劣化，濾袋強(qiáng)力降低最終導(dǎo)致破袋。濾袋破損情況如下圖1：

圖1 濾袋破損圖片

2 改進(jìn)措施

2.1 嚴(yán)格控制入爐煤硫分

除塵器處理的煙氣參數(shù)性質(zhì)是影響濾袋壽命的主要因素。嚴(yán)格控制入爐煤煤質(zhì)含硫量在2.0%以下，以減少濾袋的氧化及腐蝕，提高濾袋使用壽命；

2.2 加強(qiáng)脫硝裝置的管理

在提高脫硝效率的同時(shí)還需要防止脫硝裝置的氨逃逸，采取針對(duì)性措施控制氨的過(guò)量和逃逸，在SCR進(jìn)口設(shè)置NOx、O2、溫度監(jiān)視分析儀，在SCR出口設(shè)置NOx、O2、NH3監(jiān)視分析儀。NH3監(jiān)視分析儀監(jiān)視NH3的逃逸濃度小于3 ppm。脫硝裝置投運(yùn)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)320～420 ℃溫度范圍以外的情況時(shí)，及時(shí)關(guān)閉氨進(jìn)入氨/空氣混合器的快速切斷閥；

2.3 加強(qiáng)電袋除塵器的運(yùn)行管理

由于濾袋為電袋除塵器中的核心部件，又是最為脆弱的部件，需要精心的維護(hù)，為此應(yīng)高度重視電袋除塵器的運(yùn)行情況。做到以下幾點(diǎn)：

1）停爐超過(guò)15 d時(shí)間，停爐后立即對(duì)濾袋進(jìn)行徹底的清灰，然后用干燥的灰重新預(yù)涂灰，并在鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)的前再次進(jìn)行徹底的清灰和做好預(yù)涂灰工作，預(yù)涂灰最好采用石灰石粉有效中和煙氣酸成分，進(jìn)出口壓差增加200～300 Pa左右，預(yù)涂灰結(jié)束后必須關(guān)閉脈沖閥停止噴吹；在鍋爐點(diǎn)火燒油期間將煙氣給予旁路，避免油煙粘接在濾袋表面，造成糊袋及氧化濾袋。

2）針對(duì)選用PPS+P84濾料材質(zhì)，受煙氣參數(shù)影響很大，需嚴(yán)格控制進(jìn)入除塵器的煙氣含氧量控制在6%以下，嚴(yán)格控制進(jìn)入除塵器煙氣溫度設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，即120～150 ℃之間（煙氣酸露點(diǎn)以上，濾袋耐受高溫值以下），超過(guò)除塵器使用溫度時(shí)停止脈沖閥噴吹并將煙氣切換旁路；脈沖閥噴吹壓力控制在0.25～0.3 MPa，避免噴吹壓力過(guò)大損壞濾袋或噴吹壓力過(guò)小噴吹壓力過(guò)小噴吹清灰效果不理想，并提高壓縮空氣品質(zhì)，減少進(jìn)入除塵器內(nèi)水分。每班檢查清灰系統(tǒng)氣包是否積存冷凝水，檢查時(shí)必須打開(kāi)各個(gè)氣包底部排污閥，有積水要及時(shí)排空。

3）嚴(yán)格按以下要求設(shè)定旁路煙道的工作溫度點(diǎn)

A.當(dāng)煙氣溫度≤160 ℃時(shí)為正常狀態(tài)，旁路煙道關(guān)閉；

B.當(dāng)煙氣溫度時(shí)＞170 ℃為報(bào)警狀態(tài)，須向中控職長(zhǎng)匯報(bào)及準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)措施；

C.當(dāng)煙氣溫度＞175 ℃時(shí)，煙溫將對(duì)濾袋造成危害，控制系統(tǒng)打開(kāi)旁路閥，關(guān)閉袋區(qū)提升閥。此時(shí)煙氣將直接排到除塵器出口；

D.當(dāng)煙氣溫度恢復(fù)到≤160 ℃以下時(shí)，控制系統(tǒng)打開(kāi)袋區(qū)提升閥，關(guān)閉旁路閥。此時(shí)煙氣進(jìn)入除塵器為正常狀態(tài)。

2.4 改進(jìn)濾袋材質(zhì)

隨著環(huán)保要求的提高而采用電袋除塵器、布袋除塵器越來(lái)越多，電袋、布袋除塵器濾袋破損問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，對(duì)PPS+P84濾袋可以滿(mǎn)足所有工況、所有煤質(zhì)條件的說(shuō)法提出異議。隨著對(duì)電袋技術(shù)完善以及對(duì)煙氣成分、工況條件對(duì)濾袋的認(rèn)識(shí)不斷加深，推出一種以PTFE為主材料的濾袋型式，可以使用不同煙氣條件確保濾袋使用壽命。

建議在現(xiàn)有燃煤條件下，針對(duì)現(xiàn)有的工況煙氣成分，濾袋材質(zhì)更換成基布為PTFE主材的濾袋，以滿(mǎn)足工況煙氣的使用。

3 改進(jìn)效果

從2012年6月到2012年8月間，利用停機(jī)臨修機(jī)會(huì)，在1號(hào)機(jī)組脫硝系統(tǒng)SCR出口設(shè)置NOx、O2、NH3監(jiān)視分析儀，當(dāng)監(jiān)視氨逃逸濃度大于3 ppm時(shí)，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式避免NH4HSO3對(duì)SCR區(qū)下游設(shè)備的影響；對(duì)電袋除塵器濾袋更換成基布為PTFE主材的濾袋，機(jī)組運(yùn)行期間，在加強(qiáng)燃煤摻配，嚴(yán)格控制入爐煤硫分的同時(shí)加強(qiáng)電袋除塵器的運(yùn)行管理。改進(jìn)后整個(gè)電袋除塵器沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)大故障，除塵效率由98 %提高至99.9 %；煙塵排放濃度小于30 mmg/m3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)煙塵排放要求不斷提高，新的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)提高到30 mg/Nm3以下甚至更低的排放要求。電袋復(fù)合除塵器有機(jī)結(jié)合了電除塵器與袋除塵器的除塵優(yōu)點(diǎn)，在滿(mǎn)足高標(biāo)準(zhǔn)排放，適應(yīng)各種工況變化的條件下，具有很高的技術(shù)先進(jìn)性和很好經(jīng)濟(jì)性。做好電袋除塵器日常的正確操作和維護(hù)，提高除塵效率和可靠性，對(duì)改善周邊環(huán)境及空氣質(zhì)量具有十分重要的

意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 大唐林州熱電公司電袋除塵器性能試驗(yàn)報(bào)告.GL11-SBG082-C.

[2] 燃煤電廠(chǎng)電除塵器運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則.DL/T461-2004.