摘要：随着国家对锅炉运行的环保指标要求越来越高，循环流化床锅炉的除尘方式受到严峻挑战，原机械除尘器和湿法除尘器混合除尘存在诸多弊端，不能满足环保指标要求。通过改造，把原湿法除尘改为袋式除尘或袋式除尘器加湿式电除尘器，既能使烟尘的含量达到国家标准，同时也解决了湿法除尘给设备带来的诸多难题，提高了生产效率。
关键词：流化床锅炉 除尘器 超低排放 PM2.5
循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。这种锅炉燃烧燃料品种多、品质优劣不同，烟气含尘量大，对除尘技术是一项挑战，所以要根据不同炉型和燃料选择不同的除尘方式。随着国家对锅炉运行的环保指标要求越来越高，烟气含尘量要求达到5mg/Nm3（超低排放指标），因此锅炉除尘技术要求越来越高。
1.锅炉除尘方法
1.1机械除尘器
这类除尘器的特点就是结构简单，造价低，能去大量高浓度的含颗粒气体；其缺点是净化效率不高，其代表产品为旋风除尘器。其工作原理使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。流化床锅炉燃烧后烟气含尘量大，不能直接用静电除尘、袋式除尘和湿式除尘器，因此旋风除尘器常常被用作第一级除尘器。它能有效去除10μm以上的烟尘，除尘效率为80%～90%。缺点是除去微粒小于5μm烟尘效率低。
1.2湿法除尘器
这类除尘器的优点是设备投资少，结构简单，除尘效率也比较高，同时具体脱去烟气里约20%含硫气体；缺点是消耗大量的水，需进行污水处理，同时烟气带水腐蚀设备，烟尘容易粘附在风机叶轮上，导致风机振动高。
1.3电除尘器
电除尘优点突出为阻力小耗能少、效率高、处理烟气量大、自动化程度高；确点是一次性投资大、维修费用高、应用范围受粉尘比电阻的限制。
1.4袋式除尘器
袋式除尘器是一种高效干式除尘器。它是依靠纤维滤料做成的滤袋，更主要的是通过滤袋表面上形成的粉尘层来净化气体的。几乎对于一般工业中的所有粉尘，其除尘效率均可能达到99%以上。
1.5湿式电除尘器
湿式电除尘器（WESP）是一种用来处理含微量粉尘和微颗粒的新除尘设备，主要用来除去含湿气体中的尘、酸雾、水滴、气溶胶、臭味、PM2.5等有害物质，是治理大气粉尘污染的理想设备。湿式电除尘器通常简称WESP，与干式电除尘器的除尘基本原理相同，要经历荷电、收集和清灰三个阶段。WESP具有除尘效率高、压力损失小、操作简单、能耗小、无运动部件、无二次扬尘、维护费用低、生产停工期短、可工作于烟气露点温度以下、由于结构紧凑而可与其它烟气治理设备相互结合、设计形式多样化等优点。但设备投资费用较高，且需与其它除尘设备配套使用，其投资技术经济性和运行成本要从整体进行评价。
2.循环流化床锅炉除尘工艺
2.1机械除尘器+两套湿法除尘器
循环流化床锅炉一级除尘器一般选用机械除尘器如旋风陶瓷多管除尘器，由于烟气粉尘浓度太高，用其它除尘器效果不好，对除尘器损坏较大，旋风式机械除尘器高效、廉价，能有效去除10μm以上的微粒，微粒径越大效率越高。但对于微粒5μm以下的除去效率很低，所以需要二级除尘器。二级除尘器选用湿法除尘器如文丘里除尘器、旋流板除尘器、水膜除尘器、自激式除尘器等，该套系统选用自激式除尘器和旋流板除尘器。这套除尘系统普遍应用在中小循环流化床锅炉中，除尘效率高，尤其是湿式除尘器效率在90.0%～99.1%之间，整套系统完全满足含尘量小于100mg/Nm3的要求，林格曼黑度达到1级。同时湿法除尘还有脱硫作用，烟气里的SOx与水发生反应生成酸。湿法除尘同时也存在腐蚀设备、需进行污水处理；尤其锅炉燃料含焦油、炉渣等物质时，烟气中含油烟物质、炉渣飞灰和水结合后的物质粘附在引风机叶轮上，靠风机的离心力很难快速的去除，等积灰积累到一定数量后脱离叶轮，因为是不均匀的脱离导致风机转子失去平衡，引起风机轴承振动高，水振动值超过100μm时，必须停运锅炉清理叶轮积灰，严重影响锅炉生产；湿法除尘器维护量大清理困难，水量精调很难实现，维护周期短，除尘效率下降快，烟尘含量能达到150mg/Nm³～200mg/Nm³；随着国家对烟气含尘量指标提高，这种除尘方式很难满足环保指标要求，所以湿法除尘在该套除尘系统中不适用。
2.2 机械除尘器+袋式除尘器
随着国家环境保护要求越来越严格，工业的迅速发展，对污染治理提出了更高、更迫切的要求，也提供了广阔的市场。促使我国袋式除尘器的技术成熟，我国火电厂实践证明，袋式除尘器具有除尘效率高，排放浓度最低可到10mg/Nm³以下，而且设备结构比较简单，不像电除尘器受粉尘比阻影响，设备维护检修方便。同时得注意烟温不能超出滤袋的要求范围。袋式除尘器已经广泛应用在中小型流化床锅炉除尘系统中，所以在一级机械除尘后改用二级袋式除尘器如图1所示。
2.3机械除尘器+袋式除尘器+湿电除尘器
随着国家环保要求推进超低排放，湿式电除尘器在满足超低排放、治理PM2.5方面的效果得到业内专家一致认可，同时湿电除尘器是对湿法脱硫的遗留问题得以很好解决。环境保护部在《环境空气细颗粒物污染防治技术政策(试行)》(征求意见稿)中明确指出：鼓励火电企业采用湿式电除尘等新技术，防止脱硫造成的“石膏雨”污染。作为一种先进的烟气治理技术，湿式电除尘技术在欧洲、美国、日本等国家已得到广泛应用且效果良好。国内企业自主开发的湿式电除尘技术，已在燃煤电厂取得成功应用。我国也有环保企业引进国外的湿式电除尘技术，并有多家电厂签订湿式电除尘器合同，最大配套机组为1000MW。随着湿式电除尘技术在我国的推广应用，已经成为燃煤电厂满足超低排放、治理PM2.5的有力武器。循环流化床锅炉要达到超低排放标准（含尘量5mg/Nm3）。如图2所示的湿式电除尘在生产中应用。
3.总结
我国是煤炭大国，煤炭资源在各个领域得以应用，同时带来的环境污染压力也很大，所以国家强制推行超低排放。锅炉要达到超低排放就必须不断探索研究新的除尘器，不断在实践中应用。各种除尘器的特点不同，目前的理想除尘工艺就是多种除尘器混合使用，相互弥补不足，达到超低排放和有效控制PM2.5微粒，彻底解决烟尘排放问题。
参考文献：
[1] 于临秸.锅炉运行.中国电力出版社，2006.
[2] 吴忠标.国家环境保护总局科技标准司.2007.
论文作者:牛林斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2017/12/28
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