摘要：随着环境问题的日益突出，烟尘排放标准也越发严格，这对除尘技术提出了更高的要求。在此背景下，结合布袋除尘器的技术特点，分析了新排放标准下布袋除尘器在火电厂中的应用前景，以及在选型和应用方面应注意的问题。
关键词：火电厂；烟尘排放；布袋除尘器；应用
一．背景
为减少烟尘污染，火电厂烟尘排放标准不断提高，按照现行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）要求，燃煤机组烟尘排放要求为30mg/Nm3，而重点地区要求为20mg/Nm3。而2014年9月国家相关部门发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》中明确，东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值，中部地区新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。
无论对于机组新建或改造，煤电行业“超低排放”之风在全国范围内迅速蔓延，这给火电厂除尘系统带来新的挑战，也为除尘技术进步带来动力和机遇。
二．布袋除尘器原理和特点
布袋除尘器是一种稳定、高效的干式除尘器，它利用纤维编织物制作的袋式过滤元件来捕集含尘烟气中固体颗粒物。过滤的过程分2个阶段，首先是烟气通过清洁的滤料，此时滤料纤维的阻挡起主要的过滤作用。然后，随着被阻留粉尘的增加，一部分粉尘嵌入到滤料内部，一部分覆盖在滤料表面形成粉尘层，此时粉尘层起主要的过滤作用。烟气进入除尘器，气流速度下降，其中较大颗粒因重力作用直接沉淀至灰斗，其余烟尘通过滤袋进行过滤，清洁烟气穿过滤袋进入内侧排放，烟尘被阻留在滤袋外侧。
袋式除尘器的优点：
1.除尘效率高，可达到99.99%。烟尘排放浓度可低于30 mg/m3。
2.对粉尘特性不敏感，除尘效率不受比电阻和粉尘颗粒变化的影响。
3.除尘效果稳定，烟尘排放浓度受锅炉负荷变化、烟气量变化影响较小。
4．结构简单、维护方便，采用分仓结构可以满足在线检修。
5.造价较低，占地面积少；
袋式除尘器的缺点：
1.对烟气温度有一定限制。受滤布材料影响，烟气温度过高会影响滤袋寿命。温度太低又会使烟气中水分凝结，致使小袋粘结，阻塞滤料，影响除尘效率
2.系统阻力大，一般为1500Pa左右，需增加引风机电机功率[1]。
3.运行维护费用高。磨损、烟气超温、酸性气体腐蚀及自身质量等因素，都易导致除尘器滤袋损坏，一般电厂滤袋寿命仅3年左右。
三．新排放标准下布袋除尘器的应用现状和前景
（一）应用优势
1.对于新建机组，在30mg/Nm3的排放标准下，在合适煤质下，电除尘和布袋除尘均可满足排放要求。而对于灰分高、灰分比电阻高的煤质，布袋除尘仍可保持较高的除尘效率高且效果稳定，满足新排放标准要求。配以高效脱硫协同除尘技术，烟尘排放浓度即达5mg/Nm3以下，达到超净排放。
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同时，在相同除尘效果条件下，布袋除尘器因结构、制造工艺等因素本体造价要低于电除尘器及电袋复合除尘器，且设备占用厂地面积少，机组布置更加紧凑，减少用地投资。东方希望包头热电二期电除尘器占地为1080m2。而同是330MW机组的内蒙古华润金能热电布袋除尘器占地面积仅为764m2[2]；
2.适合进行机组改造。因排放标准提高，一些原有电除尘系统无法满足排放要求，需进行改造。通过增大比集尘面积，设置高频电源，或增设低温省煤器等方案可达到排放要求。但此方案一般需要增加电场数量或增大本体体积，增加新的系统设备，可能因改造空间受限而实施困难。沙洲电厂2X630MW机组原采用电除尘器，进行了布袋除尘器改造，2号机出口烟尘排放浓度达到17.3mg/Nm3.
一些电厂将电除尘改造为电袋除尘器也可满足排放要求小于30mg/Nm3或更低浓度。但滤袋寿命是选择电袋除尘器需要考虑的主要问题。有文献在综合了不同类型的采用PPS滤袋的电袋除尘器，指出其滤袋运行寿命要低于纯布袋除尘器。与改为布袋除尘器相比，电除器改造为电袋除尘器投资费用少，但年运行费用高，且运行维护难度大。
（二）注意的问题
从布袋除尘的原理可知，滤袋是其中最关键配件。滤袋滤料的性能和寿命是影响布袋除尘器除尘效率和使用寿命的主要因素，延长滤袋寿命也可以有效降低布袋除尘器的运行维护费用。
1.在滤料的选择上，根据工况综合考虑材料的耐温性、耐酸碱性、耐氧化性等特性。在保证除尘效率、满足工艺参数要求的同时，也要考虑寿命价格比的因素。2.在运行时应严格控制排烟温度。温度对滤袋的寿命有重要的影响。随着温度升高，滤袋寿命的折损会逐渐增加，在达到某一温度时，滤袋会被烧毁而彻底失去作用。同时，因烟气中存在O2，NO2等物质，温度升高会促进氧化反应的发生，使滤料性质改变，进一步加剧寿命折损。而排烟温度低于露点以下，会导致结露现象，对滤袋造成腐蚀，严重时可能造成滤袋大面积板结甚至脱落，严重影响滤袋使用寿命。因此，在运行时应控制排烟，避免长期超温或短期温度骤升现象。
同时，应及时调整和处理恶劣工况下烟气温度过低的情况，以免出现结露。
3.合理选择过滤风速。过滤风速也是决定除尘器性能，影响滤袋寿命的重要因素。
过滤过大会造成压损过大，引起滤袋阻塞和快速损坏。一般选择在1m/s左右[3]，对于粉尘浓度高，粒径的烟气，过滤风速宜选小一些，在0.8m/s以下，有利于延长滤袋的使用寿命。
4.合理选择清灰方式和清灰系统参数。抖动式、振动式或高、中压脉冲反吹式清灰系统对滤袋寿命影响较小，而低压脉冲反吹清灰系统会造成冲刷磨损对滤袋寿命产生较大影响。同时，在保证清灰效果的同时，清灰气源压力、清灰压差和清灰频率都应考虑到对滤袋寿命的影响.
四．结论
在火电厂烟尘排放标准日益提高的情况下，布袋除尘器因其高除尘效率，稳定除尘效率等因素具有广阔的应用前景。为满足“超低排放”要求，对于新建和改造机组，布袋除尘器都将发挥重要作用。而且除着滤布材料工艺进步和机组运行方式的优化，滤袋的效率和寿命也会不断提高，这会更大地推动除尘效率的提高和布袋除尘技术的推广。
参考文献：
[1]陈冬林，吴康，曾稀.燃煤锅炉烟气除尘技术的现状及进展.环境工程. DOI：10．13205／j．hjgc．201409016
[2]余成印，陈莉. 布袋除尘器在大型电厂中的应用与选型.内蒙古电力技术. 2011，29（4）：7-9
[3]李东梅，田娱嘉，郭阳，等. 布袋除尘器滤袋使用寿命的影响因素分析.热力发电.2013，42（4）：104-106
论文作者:刘伟,王光磊,安强
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/27
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