张刚
陕西北元化工集团股份有限公司热电分公司 陕西榆林神木锦界 719319
摘要：为了应对大气污染物排放问题，各燃煤电厂正逐步进行超低排放技术改造。本文将从项目概况、设备概况、技术改造、改造效果阐述了对某电厂1#脱硫岛实施超低排放技术改造，烟尘排放浓度应≦5mg/Nm3（干态，O2＝6％）实现超低排放，通过分析可有助于该技术改造推广实施。
关键词：技术改造；超低排放；燃煤电厂
一、项目概况
某燃煤电厂的锅炉是由华西能源工业股份有限公司于2009年制造的4*480t/h高温、高压、自然循环、单汽包室内布置、紧身封闭、四角切圆燃烧。该电厂脱硫脱硝系统采用的是低氮燃烧+SCR氨法脱硝装置+双室双电场预静电除尘器+CFB-FGD循环流化床半干法烟气脱硫装置+布袋除尘器，设计烟尘排放浓度为≦50mg/Nm3（干态，O2＝6％）。依据《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工程方案》环发【2015】164号通知要求，烟尘排放浓度应≦10mg/Nm3（干态，O2＝6％），买方决定在确保锅炉、脱硫脱硝系统安全、经济运行的前提下，对№1锅炉CFB-FGD循环流化床半干法烟气脱硫装置后布袋除尘器进行超低排放改造，要求烟尘排放浓度应≦5mg/Nm3（干态，O2＝6％）。
二、设备概况
1、锅炉规范及布袋除尘器型式
2.1锅炉型号：DGj-480/9.81-II型
2.2锅炉额定蒸发量（BMCR）：480t／h
2.3过热器出口蒸汽压力：9.81MPa（表压）
2.4过热器出口蒸汽温度：540℃
2.5锅炉型式：高压、高温、四角切圆燃烧、固态排渣、自然循环、管式空预器、汽包煤粉炉。
2.6锅炉烟气参数（空预器出口）
三、技改过程
3.1花孔板改造
某燃煤电厂布袋除尘器共有4个室（每台机组有4个室8个单元，喷吹系统采用旋转喷吹法）。依据现场实际情况对布袋除尘器花板改造为，每个单元花板新增200个孔，单台炉共计增加1600个花板孔。在原有每个袋室袋束外再增加三圈滤袋，采用等离子切割机现场切割花板孔，后用角磨机打磨花板孔使其光滑无毛刺，这样增加除尘器过滤面积，降低滤袋的除尘运行阻力，将布袋除尘器过滤风速降至0.8m/min。目前每台炉的滤袋数量为5280条，增容改造达6880条，增加三圈花板设计如下图。
3.2滤袋选择
常规布袋除尘器使用的均为普通的滤袋，纤维的分布、纤维之间的孔隙等等均匀性较差，在干法脱硫的工况下，这些均匀性偏差造成的问题将得到急剧放大。同时在较大的粉饼压差下，还会使滤袋产生“二次针孔”（在高压差下，滤袋在纤维间隙较大的地方就很容易被穿透，而一旦被穿透，后面的高速气流则会使该处产生一个气流通道，即“二次针孔”），从而导致大量的超细粉尘通过这些针孔直排出去。为适应“超洁净排放”的新环保要求，某燃煤电厂采购知名滤袋厂家滤袋，根据干法脱硫“高粉尘团聚效率、高粉尘浓度”的特殊工况，最终选择与该电厂干法脱硫工况相配套的超低粉尘排放新型滤袋。该滤袋袋口和袋底采用混纺+PTFE基布，内部为氟硅氧（改性）纤维。所用PPS选用东洋纺公司的纤维产品，通过改变滤布厚度方向上的纤维组成，优化滤布生产过程中的纤维梳理、针刺工艺及后处理工艺等，从而有效避免了常规滤袋的种种弊端，实现超低粉尘排放要求（如下图）。
3.3优化运行方式
布袋除尘器是一种干式物理过滤式除尘装置。它利用滤袋及其表面的粉饼层对含尘气体进行过滤，将粉尘颗粒拦截，从而使气体得到净化。当除尘器运行稳定后，其表面的粉饼层成为主要过滤层，依靠该层的拦截，除尘器获得很高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的过滤效率和阻力都相应的增加，当除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰，以降低运行能耗。但清灰不得过度（特别是高压力、高频率清灰），以避免破坏初始粉饼层，造成除尘效率下降。
从上述布袋除尘器的工作原理可看出，当除尘器未进行清灰时，由于滤袋表面的粉饼层过滤，除尘器的粉尘排放非常低（底值），近于零；当除尘器清灰时，由于滤袋表面的粉饼层被破坏，粉尘由滤布本身进行过滤，除尘器的粉尘排放瞬间增加，达最大值（峰值），如下图。
布袋除尘器实时排放与脉冲清灰关系
因此，如要提高布袋除尘器的粉尘排放精度，实现超净排放，不但要采用超净滤袋，提高滤布本身的过滤精度，避免超细粉尘的穿透，并降低清灰时粉尘的峰值排放。而且还要优化运行方式对除尘器之前的吸收塔细颗粒凝并控制进行升级，增加反应塔内物料凝并造粒技术控制模块，增强PM2.5以及更细的PM1.0等细微颗粒物的凝并效率，同时配合除尘器超净改造及清灰系统自动控制升级，优化脱硫与除尘的协同运行参数，实现脱硫反应器与布袋除尘器的最优协调控制，最大限度利用脱硫塔的造粒技术，提高除尘器对超细粉尘的收集效率，以降低喷吹频次减少清灰次数，降低过滤风速来延长清灰间隔，从而降低总排放量实现超净排放。
四、改造效果
某燃煤电厂新型循环流化床半干法脱硫除尘装置中袋式除尘器位于脱硫反应器之后，由于脱硫反应器的流化床结构，底部激烈湍动的颗粒密度高达20000g/m3，在精确的雾化降温注水的帮助下，PM2.5以及更细的PM1.0等细微颗粒物得以迅速凝并成粗颗粒，在脱硫后改造成新型滤袋得以高效捕集，且合理扩容有效的增大了过滤面积，降低烟气流速，优化运行方式以降低喷吹频次减少清灰次数来延长清灰间隔，实现了烟尘排放浓度应≦5mg/Nm3超净排放。改造前后在相同工况下数据对比如下表：
通过改造前后数据对比某燃煤电厂本次超低排放改造工程各项指标均达到设计要求也满足新环保要求，有效的降低环境中的粉尘污染物提高了空气质量造福人类。
五、结束语
随着我国经济持续高速发展城市化和工业化进程日益加快，各种大气污染物排放急剧增加某电厂新型循环流化床半干法脱硫除尘装置中袋式除尘器成功改造实现超净排放，值得同类燃煤电厂参考借鉴具有积极推广价值。
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论文作者:张刚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
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