彭歌亮，王鈞為，談志林，李連軍

(湖北華電襄陽發(fā)電有限公司，湖北 襄陽 441021)

0 引言

近年來環(huán)保排放限值日益嚴(yán)格，國家相關(guān)政策對燃煤機(jī)組提出了更高的煙塵排放要求[1-4]。嚴(yán)格的煙塵排放限值對除塵裝置的除塵效率與穩(wěn)定運(yùn)行能力有較高要求，而煙氣除塵技術(shù)路線較為復(fù)雜，各種新型除塵技術(shù)層出不窮，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果參差不齊。

超凈電袋復(fù)合除塵器是在常規(guī)電袋復(fù)合除塵器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其原理為通過濾袋的高精過濾有效降低煙塵的質(zhì)量濃度[5-8]。目前超凈電袋除塵技術(shù)與高效脫硫協(xié)同洗塵技術(shù)相結(jié)合，成為一種實(shí)現(xiàn)煙塵超低排放的有效技術(shù)路線。

本文通過研究當(dāng)前火電廠超凈電袋除塵技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，為火電廠煙塵超低排放改造方案提供決策依據(jù)。

1 研究對象

超凈電袋復(fù)合除塵器在國內(nèi)主要應(yīng)用于300 MW和600 MW級燃煤機(jī)組，其濾袋主要由聚苯硫醚(PPS)和聚四氟乙烯(PTFE)混紡而成，其中PTFE為基布，PPS纖維為主要過濾材料。PPS纖維有常規(guī)纖維和超細(xì)纖維等2種，可根據(jù)入口煙氣條件確定PPS和PTFE組分比例。

本文以10臺已投運(yùn)機(jī)組的超凈電袋復(fù)合除塵器為研究對象，機(jī)組類型與濾袋材料見表1。為達(dá)到更好的過濾效果，10臺機(jī)組的超凈電袋復(fù)合除塵器濾袋均含有一定比例的超細(xì)纖維。

2 影響除塵效率的因素效果

2.1 濾袋材料

濾袋是決定電袋復(fù)合除塵器出口排放值最關(guān)鍵的部件，其過濾精度直接關(guān)系到煙塵的排放[9-11]。

表1 機(jī)組與濾袋參數(shù)Tab.1 Parameters of units and filter bags

在相同條件下，常見濾料的過濾精度：覆膜濾料>超細(xì)纖維濾料>普通纖維濾料[12]。覆膜濾料和超細(xì)纖維濾料均屬于高精度濾料，是超凈電袋復(fù)合除塵器濾料的首選。覆膜濾料是在濾袋迎塵面上覆的一層微孔膜，其可靠性取決于膜與濾袋基體的黏附強(qiáng)度。在濾袋迎塵面表面附一定厚度的超細(xì)纖維濾料，里層使用常規(guī)纖維，從而形成“外小內(nèi)大”的梯度孔隙結(jié)構(gòu)，可有效阻擋粉塵的滲透。提高濾袋的過濾精度往往會增加超凈濾袋單位面積質(zhì)量(一般大于670 g/m2)。10臺機(jī)組的濾袋單位面積質(zhì)量如圖1所示。

圖1 濾袋單位面積質(zhì)量Fig.1 Filter bag weight per unit area

2.2 除塵效果

濾袋工作時，維持在一定厚度的粉塵層可提高濾袋過濾精度，即濾袋表面越干凈則顆粒越容易穿透微孔逃逸[7,11]。所以濾袋區(qū)的清灰頻率要適度、均勻，濾袋表面粉塵層保持一定的厚度，當(dāng)濾袋阻力達(dá)到設(shè)定值時開始清灰，這樣既可提高濾袋過濾精度，又可延長濾袋使用壽命、節(jié)省壓縮空氣、降低能耗。

10臺機(jī)組超凈電袋復(fù)合除塵器入口的煙塵質(zhì)量濃度在20～40 g/m3時，出口煙塵質(zhì)量濃度和除塵效率如圖2所示。此時，除塵器出口煙塵質(zhì)量濃度<10 mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基、6% O2)，除塵效率均可以達(dá)到99.96%以上，滿足超低排放的要求。

圖2 出口煙塵質(zhì)量濃度和除塵效率Fig.2 Analysis of oulet dust concentration and dust removal efficiency

2.3 過濾風(fēng)速

采用超凈電袋復(fù)合除塵器進(jìn)行粉塵脫除時，過濾風(fēng)速是設(shè)計中的一項(xiàng)重要參數(shù)。過濾風(fēng)速增大時粉塵更容易穿透濾袋，造成煙塵質(zhì)量濃度的增加，如圖3所示。超凈電袋復(fù)合除塵器實(shí)際運(yùn)行過程中過濾風(fēng)速一般小于0.8 m/min，常規(guī)電袋復(fù)合除塵器過濾風(fēng)速設(shè)計值約為1.2 m/min，根據(jù)排放的具體要求和濾料的選取，可適當(dāng)降低該值，以確保除塵器長期、穩(wěn)定的運(yùn)行。

圖3 出口煙塵質(zhì)量濃度與過濾風(fēng)速的關(guān)系Fig.3 Relationship between mass concentration of dust at outlet and filteration wind speed

復(fù)合除塵器在采用超凈電袋進(jìn)行粉塵脫除時，整體除塵效率隨過濾風(fēng)速的增加而降低，如圖4所示。過濾風(fēng)速與濾袋過濾面積和濾袋數(shù)量有著直接關(guān)系，煙氣量一定時，濾袋過濾面積和濾袋數(shù)量越大，過濾風(fēng)速越小。因此，在進(jìn)行超低排放改造時需充分考慮濾袋的布置空間及數(shù)量，以保障改造后排放的穩(wěn)定。

2.4 本體阻力與過濾風(fēng)速的關(guān)系

超凈電袋復(fù)合除塵器本體阻力主要來源于濾袋本體和粉塵層，與過濾風(fēng)速、清灰方式、濾料的結(jié)構(gòu)、過濾時間等因素有關(guān)，其中最主要的影響因素為過濾風(fēng)速。電袋復(fù)合除塵器本體阻力隨過濾風(fēng)速的增加而增大，如圖5所示。超凈電袋復(fù)合除塵器本體阻力為500～700 Pa，較常規(guī)電袋復(fù)合除塵器本體阻力(900～1 100 Pa)略低。另外，合理增加清灰頻率、降低過濾風(fēng)速、加大過濾面積也可以有效降低除塵器本體阻力。

圖4 除塵效率與過濾風(fēng)速的關(guān)系Fig.4 Relationship between dust removal efficiency and filtered wind speed

圖5 本體阻力與過濾風(fēng)速的關(guān)系Fig.5 Relationship between equipment resistance and filteration wind speed

超凈電袋本體阻力隨著使用時間的延長而增加。阻力的增幅大小與濾料形式有關(guān)，濾袋越容易黏附殘余粉塵則阻力上升越快。由于覆膜和超細(xì)纖維濾料的面層孔隙結(jié)構(gòu)更優(yōu)，抗煙塵顆粒滲入、黏附、殘留的性能也優(yōu)于普通濾料，故其長期運(yùn)行時的本體阻力更低。

3 結(jié)論

本文通過對已投入運(yùn)行的超凈電袋復(fù)合除塵器的運(yùn)行效果進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。

(1)濾料作為超凈電袋復(fù)合除塵器的核心部件，需注重濾料材質(zhì)的選擇。

(2)通過降低濾袋過濾風(fēng)速，可以有效地控制超凈電袋復(fù)合除塵器本體阻力。

(3)超低排放改造時，需充分考慮濾袋的布置空間及數(shù)量，保證濾袋的過濾風(fēng)速，以保障改造后的粉塵穩(wěn)定排放。

(4)合理控制清灰頻率，保證濾料的過濾精度和使用壽命。