袋式除尘技术在我国燃煤电厂的推广应用

2015-01-28 21:58晖,陶
中国环保产业 2015年1期
关键词:袋式滤袋除尘器

陶 晖,陶 岚

(宝钢工程技术集团有限公司,上海 201999)

袋式除尘技术在我国燃煤电厂的推广应用

陶 晖,陶 岚

(宝钢工程技术集团有限公司,上海 201999)

回顾了袋式除尘技术在我国燃煤电厂的推广应用历程,论述了我国燃煤锅炉烟气的特殊工况条件和袋式除尘器对治理电厂锅炉烟气的综合优势,总结了我国燃煤电厂对推广应用袋式除尘作出的贡献。展望在下一阶段实施新修订的《火电厂大气污染物排放标准》的过程中,袋式除尘器必将对电厂节能排减发挥更大作用。

燃煤电厂;锅炉烟气治理;袋式除尘器;协同控制;节能减排

1 概述

燃煤电厂发电机组是大气环境的集中工业污染源之一。按近十年的统计,其颗粒物排放量占我国颗粒物排放总量的10%~20%。

我国燃煤电厂具有“市场煤”“计划电”的中国特色,机组多样、用煤不定、参数多变。

20世纪,在国内对烟尘排放限值比较宽松的条件下,燃煤电厂对除尘器的选型经历了湿法洗涤、干法旋风、静电除尘的过程。80年代曾有安徽淮南电厂、山东南定电厂、四川内江电厂、云南普坪村电厂和巡检司电厂尝试采用袋式除尘器,都是反吹风类型配玻纤滤袋。受当时袋式除尘技术水平的限制,加上上马匆促,经验不足,相继暴露出“破袋、糊袋、高阻”等一系列问题,最后以失败告终。1994年,上海杨浦电厂引进了澳大利亚LURGI HONDEN低压脉冲袋式除尘技术,对33#炉实行了电改袋,配Acrylic滤料。由于系统混风不均,导致局部超温,滤袋在短时间内成批破损。后曾更换了多批玻纤耐高温滤袋,也因气流分布不均、控制系统等多种问题不能解决而最终改回了电除尘。

20世纪末,我国先后两次修改《锅炉烟尘排放标准》(GB3841)、《锅炉大气污染排放标准》(GWPB3-1999)。根据欧美地区和国家在燃煤电厂推广应用袋式除尘技术的发展动向,国家环保总局曾组织专题考察,并立项攻关,选定苏州电厂35t/h炉做中试,研究脉冲、机振等三类袋式除尘器以及Nomex、Gero-tex等八种滤料的实际应用,吸取了前期盲目推广的惨痛教训,为袋式除尘器在燃煤电厂的理性推广应用做了技术准备工作。

进入21世纪,受我国更为严格的排放标准趋动,袋式除尘技术在燃煤电厂的应用迈开了坚定步伐。2001年内蒙丰泰电厂新建2×200MW机组,根据燃用准格尔煤的特殊条件,经广泛调研,决定改变原定双室4电场的除尘方案,采用引进德国LURGI技术的低压回转脉冲袋式除尘器,获得成功,开始了我国燃煤电厂应用袋式除尘的历程。2003年郑州新力电厂应用低压回转脉动技术对5#-200MW机组实施电改袋,取得稳定运行64个月的良好业绩,而后对其余5个机组全部予以改造。

2003年,河南焦作电厂采用我国自行研发的低压长袋行喷脉冲技术对4#-220MW机组实施电改袋,由于存在覆膜滤袋质量不过关等问题,经历了反复。在对3#-220MW机组改造时,吸取了4#机组的经验教训,作为国家“863”课题示范工程,力推“直通均流行脉冲”技术取得成功。这是我国首次利用自主技术实施燃煤机组电改袋的成功案例。宝钢自备电厂3#-350MW机组是燃煤与高炉煤气混烧型锅炉,燃烧工况复杂,烟气参数多变。2008年实施电改袋,采用直通均流行喷脉冲纯袋式除尘器,阶梯形袋室,入口设喷雾冷却装置(IDH)调温,研发PPS超细面层、PTFE基布梯度结构滤料,工程投运至今已有58个月,除尘器经受了全燃煤、最大混烧高炉煤气、机组满负荷发电、烟气喷雾冷却调温、锅炉爆管等多种工况的考验,取得高效、低阻、长寿命的良好成效。

2002年,我国将内滤分室反吹与外滤扁袋回转反吹两种袋式除尘技术相结合,取长补短,研发成功具有自主知识产权的分室定位回转反吹袋式除尘器,具有结构紧凑、清灰能耗低的特点。2008年用于山西漳山电厂3#、4#-600MW机组电改袋,曾走过“采用环链拨动实现分室切换”的弯路,造成故障频繁、清灰失控、除尘器高阻运行、影响正常发电的严重后果。2010年重又改为回转切换机构,基本上消除了这一弊端,并在广东湛江电厂2#-300MW机组电改袋项目中应用,至今运行正常,取得了除尘脱汞、节能减排的良好效果。

2003年,我国在上海浦东水泥厂首推前电后袋复合除尘器。电袋复合除尘器综合了电除尘和袋除尘的优点,粉尘先经电区荷电除去粗粒尘、凝并细粒尘,进入袋区,荷电尘在袋表面有序排列,形成疏松尘饼,有利于降低过滤阻力,提高过滤效率。并且电区作为袋区的缓冲,对烟气的短时高低温、4管爆裂、超量泄氨等非常工况具有防护作用,因此更容易被接受。2005年首次用于天津军梁城50MW机组电站锅炉除尘,并逐步扩大到200MW、300MW、600MW机组应用。2012年河南新密电厂新建2×1000MW特大型机组,确定选用电袋复合除尘器。2013年召开了技术评审会,专家组的评审意见为:“新密电厂电袋复合除尘器是迄今为止世界上首台投运的最大型电袋复合除尘器,填补了国内外空白,总体技术水平国际领先”。目前在我国电力行业正常投运的电袋复合除尘器有450多台(套),出口10多台(套)。

据不完全统计,截至2013年底,全国煤电机组装机容量的20%以上已采用袋式或电袋复合除尘器。2013年10月中国环保产业协会袋式除尘委员会(以下简称:袋委会)组织对上海外高桥发电责任有限公司等10个燃煤电厂的28台袋式除尘器进行调研。被调研的燃煤电厂类型既有主力电厂,也有热电厂;既有新建项目,也有改造项目;既有纯袋式除尘器(19台),也有电袋复合除尘器(9台);装机容量涉及100MW、200MW、300MW、600MW、1000MW各个能级。28台袋式除尘器全都处于稳定运行状态,具有高效、低阻、长寿命的综合高性能,收到了节能减排的良好效果。

2 我国燃煤机组的特殊条件

2.1 “市场煤”“计划电”的中国特色

我国煤电企业在“市场煤”“计划电”的框架下,挖掘各种经营潜力,追求利润最大化。新建项目都有正规的设计和审批,规定了设计煤种,并据此核算机炉及烟气的各项参数。但项目在投运后,实际用煤则受到市场控制,“来什么吃什么”,造成硫分、灰分、烟气量等参数大幅度波动。

我国煤矿资源贮量大、品种多;燃烧产物主要有含硫量、灰分以及各种金属氧化物含量等,对除尘效果会产生直接影响。2013年制定的“燃煤电厂烟尘控制技术路线”按煤的飞灰成分,对ESP除尘的难易性,将我国燃煤分为“难易”五个档次,其中属于“较难”档次的有霍林河褐煤、淮北烟煤、郑州贫煤等九种,属于“难”档次的有平顶山烟煤、准格尔煤等。对于这类煤种,电除尘器勉为其难。

2001年内蒙丰泰电厂新建2×200MW机组,燃用准格尔、渤海湾混煤,飞灰(SiO2+ Al2O3)大于90%,属低硫高比电阻。鉴于先期建设的2×50MW机组,燃用同一煤种,设3电场ESP,除尘效果很差,虽几经改造,收效甚微,排放仍超600mg/Nm3。为确保新建机组达标排放,最终推翻了初设双室4电场ESP方案,改用低压回转脉冲袋式除尘器。

2012年河南新密电厂新建二期2×1000MW机组,燃用新密贫煤(Car-56%、Aar-29%),鉴于一期2×300MW机组燃用同一种煤,配设5电场ESP,排放浓度高达300mg/Nm3,4~5电场的灰斗内几乎无收尘,为确保新建机组稳定达到30mg/Nm3,经多方案比选,最终采用电袋复合除尘方案。

宝钢自备电厂3#-350MW机组引进三菱重工4电场ESP。原设计全烧煤,后为综合利用掺烧付产煤气,改为三种配煤方案,最多掺烧高炉煤气40×104Nm3/h,烟气量及其参数发生根本变化,ESP实际排放浓度高达200~250mg/Nm3,严重超标。ESP对多工况、变参数缺乏调控能力,成为大型钢铁企业自备电厂普遍存在的问题。2007年立项改造,将原4电场电除尘器改造为中压行喷脉冲袋式除尘器,获得成功,并带动了一批自备电厂的改造。

2.2 我国电站锅炉型式多样

(1)CFB锅炉作为节能环保型锅炉,使用份额不断上升

循环流化床(CFB)锅炉是燃料在炉内多次循环,同时采取二次配风、欠氧燃烧,以及喷钙脱硫等措施,属于节能环保型锅炉。可燃用无烟煤、贫煤、煤矸石,在中小型电厂占相当大的份额,并向大型化发展。CFB锅炉尾部烟气具有SO2、NOx含量较低,颗粒物细而黏、比电阻大,浓度高的特点,适宜使用袋式除尘器。

2006年燕山石化新建2×25MW机组,配310t/hCFB石油焦炉,掺烧贫煤,低硫高灰分,炉尾烟气含尘浓度高达49g/Nm3,选用电袋复合除尘器,出口浓度低于30mg/Nm3。随后徐州诧城电厂2×135MW机组、陕西彬长电厂2×200MW机组、沈阳红阳电厂2×330MW机组等一大批燃煤矸石的CFB锅炉都先后改用袋式或电袋复合除尘器。

2008年江西分宜电厂扩建330MWCFB机组,作为国产流化床锅炉大型化示范工程,炉尾烟气含尘浓度高达60g/Nm3,选用低压回转脉冲袋式除尘器获得成功,出口粉尘浓度仅为13mg/Nm3,系统运行阻力800Pa,成为燃煤电厂CFB锅炉大型化的范例。

(2)生物质锅炉是新能源开发利用的必然选择

生物质具有低碳高挥发分、低硫高氧、低密度大体积的特点,平均2吨生物质的热值可抵1吨标煤。我国生物质资源丰富,年发生量约占年采煤量的50%,折合为6.56亿吨标煤。生物质燃料宜采用炉排炉或CFB锅炉,低温燃烧。烟气中SO2、NOx浓度低,属绿色可再生能源。生物质燃烧发电在国家新能源开发利用中占重要的战略地位。生物质不易燃尽,燃烧产物易积灰结渣,并二次引燃,烟气温度大幅度变化,烟尘质轻粒细,除尘难度较大,宜采用袋式除尘器,辅以旋风预除、预涂灰、喷雾控温,凝并增重等技术措施。

生物质电厂采用袋式除尘器的成功案例有:2007年中节能宿迁生物质电厂2×12MW机组除尘项目设计采用行喷脉冲袋式除尘器,配玻纤覆膜滤料;江苏联美电厂75t/h生物质锅炉,燃用小麦、水稻秸秆,设计采用行喷脉冲袋式除尘器,配PPS/PTFE复合滤料。2008年山东某生物质电厂2×75t/hCFB锅炉,设计采用行喷脉冲袋式除尘器,配PPS滤料。但投运后问题也很多:一是因设计流速过高以及温控失误、糊袋等原因造成除尘器高阻(2200Pa)运行;二是因烟气含氧量高达16%,在160℃~180℃高温条件下,PPS滤料被氧化腐蚀,并有火星烧灼,滤袋严重破损。后经除尘器扩容、改用玻纤覆膜滤料、改进气流分布等多项措施,使问题得到了解决。

(3)垃圾焚烧发电方兴未艾

我国拥有13亿人口,日排生活垃圾100多万吨,垃圾减量化、无害化、资源化的最有效技术路线是焚烧发电。经受了两年前的“反烧”浪潮洗礼和近几年的工程实际锤炼,证明这一技术路线符合我国国情,垃圾焚烧发电从而走上理性发展阶段。我国的城市生活垃圾水分多、成分复杂,焚烧烟气中含有HCl、SOx、NOx、HF等酸性气体和PCB、PAN、PCDD/PCDF等有毒气体,以及汞、镉、砷、铅等重金属元素。《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485)规定“垃圾焚烧炉除尘装置必须采用袋式除尘器”。按此方针开发出的以袋式除尘器为核心的干法、半干法除尘净化一体化处理工艺,以及以PTFE纤维、纱线、膜为主的多种结构复合滤料,协同治理垃圾焚烧电厂的多种污染物,至今已正常投运120多台(套)。典型案例有海宁瀚洋环保热电厂2×300 t/d焚烧炉、宁波枫林生活垃圾焚烧发电厂3×350 t/d 焚烧炉、深圳保安垃圾焚烧发电厂3×400 t/d 焚烧炉、泰州绿能垃圾焚烧发电厂2×500 t/d 焚烧炉、上海老港再生能源利用中心4×750 t/d 焚烧炉等。

(4)火电烟气多污染物协同治理走上正轨

进入新世纪,我国大气污染防治进入污染物协同治理的发展阶段,在燃煤电厂逐步推出CFB、NID干法脱气,配袋式除尘综合把关的协同治理模式。在CFB塔选择性加入吸收剂、催化氧化剂或吸附剂可分别脱除SOx、NOx、二英及重金属等污染物。CFB塔出口颗粒物浓度可达数kg/Nm3,因此必须采用袋式除尘器进行过滤分离,并做到粉体循环回用,气体达标排放。

2006年浙江巨宏热电厂9#-135MW机组采用NID脱硫塔,出口粉尘浓度1500g/Nm3,后设行喷脉冲袋式除尘器,配PPS针刺毡滤料。脱硫除尘效果良好,滤袋正常使用寿命达64个月。2007年内蒙古包头二热电2#-200MW机组脱硫改造工程采用同样的治理技术和流程,将原4电场电除尘改为电袋复合除尘器,实测粉尘排尘排放浓度21mg/Nm3,成为引进NID技术的成功范例。

邯峰电厂2×660MW机组2026t/h亚临界锅炉,燃无烟煤,2008年实施脱硫改造,采用我国自主研发的CFBFGD脱硫工艺,出口配低压回转脉冲袋式除尘器。脱硫效率达93.6%,粉尘排放浓度30.6mg/Nm3,是CFB吸收塔与袋式除尘器结合用于大型燃煤锅炉实现脱硫除尘协同治理的成功范例。

3 袋式除尘用于电站锅炉除尘的综合优势

3.1 袋式除尘器具有综合高性能

袋式除尘器的除尘效率可稳定达到99.9%以上,可满足高标准排放的要求,并且不受煤种、炉况及烟尘参数条件的影响。据2013年袋委会对燃煤电厂28台袋式除尘器的调研结果:排放浓度全部低于30mg/Nm3,其中19台低于20mg/Nm3,6台低于10mg/Nm3。袋式除尘器在垃圾焚烧发电行业已有大量排放浓度低于10mg/Nm3的业绩,用于钢铁行业高炉煤气净化,出口浓度可稳定在5mg/Nm3以下。

袋式除尘器的运行阻力高于电除尘器,这是不争的事实。近几年通过除尘器结构型式、气流组织、滤料及清灰技术的攻关,用于燃煤电厂的袋式除尘器运行阻力可稳定控制在800~1200Pa。袋委会调研的28台袋式除尘器,运行阻力全部低于1200Pa,其中20台低于1000Pa。另外,行业专家更关注运行能耗,与电除尘器相比,袋式除尘器增加了引风机电耗,但节省了电场供电能耗,调研表明总的运行能耗基本上与3电场电除尘器持平。以新建600MW机组配套除尘器为例进行计算:在达到相同排放浓度时,袋式除尘器的运行能耗费用为334万元/a,而5电场电除尘器为357万元/a,6电场电除尘器为407万元/a,能耗比为1∶1.07∶1.22。

袋式除尘器的使用寿命主要体现在滤袋的使用年限,这也是广大用户最为关心的问题。20世纪末,多家电厂试用袋式除尘器,但都存在滤袋使用数月就要更换的严重问题,但目前这种状况已经改变。经过近十多年的攻关,电厂袋式除尘器的滤料已摆脱了由PPS、玻纤滤料“一统天下”的局面,研发出了PPS、P84、PTFE、超细玻纤等多种纤维、多种结构型式、多种织造方式的高性能滤料,并针对烟尘条件制定了滤料选用规则。加上除尘器结构、气流组织、清灰系统的改进,确保滤袋具有3~4年及更长的使用寿命,可满足一个炉役期的安全使用要求。袋委会调研的28台除尘器中,滤袋使用寿命超过52个月的有11台,最长为92个月,寿命未到4年仍在正常使用的有15台,只有2台除尘器因燃用高硫煤及频繁启停等原因,滤袋曾出现非正常破损的情况,已及时进行了改进。

关于建设费用,以新建600MW机组为例,在采用当代新技术并达到同一排放浓度的条件下,从除尘器投资、运行能耗、维修费用等方面综合考量对比,袋式除尘器的总费用最少,与5电场除尘器、6电场除尘器的总费用比例约为1 ∶ 1.02 ∶ 1.10;袋式除尘器的占地面积最小,与5电场除尘器、6电场除尘器的占地面积比例约为1 ∶ 2.0 ∶ 2.35,因而更适宜除尘改造工程。

3.2 袋式除尘器对细颗粒物PM2.5具有高效净化功能

近十年来,随着我国经济快速发展,大中城市频发雾霾天气,并呈现越来越严重的趋势。PM2.5是造成雾霾天气的罪魁祸首。研究表明:在京沪等城市的大气环境中,15%~20%的PM2.5来自燃煤锅炉集中污染源。因此进一步提高电站锅炉烟气的除尘效率,降低排气中PM2.5的浓度,对改善大气生态环境具有重要意义。

对于电站锅炉烟气,电除尘器对细颗粒物的捕集能力较弱,排气中PM2.5可占总排放颗粒物的30%~40%,而袋式除尘器仅占13%。据清华大学和龙净公司对五家燃煤电厂的电袋复合除尘器排气中PM2.5的实测:排放值仅为13.2~2.76mg/Nm3,去除率为98.1%~99.89%。按对一台600MW机组计算,袋除尘器可比5电场电除尘器少排PM2.5微细尘240t/a。

湿式电除尘器确实对微细颗粒物也具有高的捕集效率,最近已在多家电厂试用。但是对于高浓度、多组分的电站锅炉烟气,湿式电除尘器并不具备单独使用的能力,通常只能作为不达标除尘脱硫设施下游的末端“收尾”处理设备配合使用,系统复杂,占地多,二次能耗大。此外湿式除尘腐蚀、易堵、污染物转移、构件易损、维护管理工作量大的弊端依然存在。从总的技术经济性衡量是否合理?能否经得起长期稳定运行的考验?最近已初见端倪,有待进一步实践验证。

3.3 袋式除尘器具有较高的脱汞能力

研究表明:燃煤烟气中汞以颗粒汞和气态汞两种形态存在,颗粒汞通常吸附在粉尘表面,易被滤袋捕集,而滤袋表面的粉尘层(飞灰)中含有多种微量元素,具有催化功能,可转化气态汞,因此袋式除尘器的总体脱汞效率高于电除尘器。

2011年3月中国环科院对上海外高桥1#-300MW机组除尘器脱汞效果进行对比测定:原电除尘器脱汞效率为60.46%,改为袋式除尘器后脱汞效率提高到72.55%,汞排放浓度(经脱硫塔后)为4.12μg/Nm3,而最新的国家标准限值为30μg/Nm3。

3.4 袋式除尘器作为主控治理设备,与其它辅助设施匹配,组成烟气治理岛,协同控制燃煤烟气中的多种污染物

在我国燃煤锅炉烟气治理领域,前一时段基本上采用除尘、脱硫、脱氮单项治理的模式,根据不同时期的环保政策和标准要求,对同一污染源的不同污染物进行多次立项改造。单项改造有很多弊病:除尘、脱硫与脱氮相互制约影响;业主重复投资;场地拥挤;建设费、运行费大幅度增加。协同控制可以有效克服这些弊端,获取良好的环保效益和经济效益。近几年我国在电站锅炉烟气、烧结炉烟气、水泥窑烟气、垃圾焚烧炉烟气等多个领域,开展了多污染物协同控制的工程实践,取得显著成效。与电站锅炉相关的有以下两项协同治理技术。

(1)LJS多污染物干法协同治理岛技术

系统组合:尾部除尘器(ESP)+ 流化床反应塔(CFB)+ 袋式除尘器(BF)。对中、低硫分烟气,在CFB塔选择性加入吸收剂、催化氧化剂或吸附剂,对高含氮烟气前置SCR,可分别脱去SOx、Cl、HF、NOx、二英及重金属,最终由高效袋式除尘器把关,脱除一次及二次颗粒物,达标排放。邯峰电厂2×660MW机组CFB-FGD项目立为国家“863”课题,是世界上首个大型烟气干法脱硫项目,分别于2000年12月和2001年6月投运,2002年3月通过国家“863”课题验收。

(2)MPC燃煤锅炉烟气干湿结合协同控制技术

系统组合:SCR脱硝脱汞+电袋复合除尘器除尘+ BSP石灰-石膏法脱硫+湿法除雾。针对超高粉尘浓度、高硫烟气,2+2电袋复合除尘器的稳定高效除尘,确保下游湿法脱硫反应塔和GGH无故障安全运行,采用双循环U型塔和两段脱硫工艺,研发湿式静电除雾器,搭接在脱硫塔上面,最终有效控制微细颗粒物、SO3酸雾、石膏雨和汞污染。2010年首先在合川双槐电厂二期2×660MW机组试用MPC协同控制技术获得成功;2011年改进型MPC在习水二郎电厂4×660MW机组推广应用,现已有多台1000MW机组的应用业绩。2013年龙净公司应用这一协同控制术对珠海电厂2×700MW机组实施除尘脱气综合改造,2~6月先后投运,实测电袋除尘器出口粉尘浓度5~12mg/Nm3、烟囱出口粉尘浓度约10mg/Nm3。

3.5 废旧滤袋的回收利用已突破技术壁垒

在推广使用袋式除尘器时,涉及环境保护和资源的循环利用,对换下的废旧滤袋的处理方式也是用户十分关心的一个问题,特别是当废旧滤袋形成相当批量时,不能随意丢弃、堆置,这也曾是制约袋式除尘器在燃煤电厂推广应用的一个因素,引起各方面的关注。中国环境保护产业协会在《关于“十二五”期间环保产业发展的意见》中列入“研究失效滤袋的回收和综合利用”的条文,袋委会也在《我国袋式除尘行业2012年发展报告》中专门加入了“废弃滤袋回收利用”的内容,引发了一批有志企业闻风而动、立项攻关。

达华集团北京国兴五佳高分子纤维再生科技有限公司是我国第一家成功回收利用PPS系废旧滤袋的企业,在河北辛集建有400t/a的生产线。山东永兴、江苏新中烟台泰和、浙江格尔泰斯、福建三维丝、长春高琦等多家公司,也都开发了废旧滤袋回收利用业务,对PPS、MX、PTFE、P84、PE等多种纤维废旧滤袋已形成收运、清洗、回收、利用的“一条龙服务”模式,为用户提供了各种方便,为袋式除尘器在多领域的推广应用消除了后顾之忧。

4 我国燃煤电厂对推广应用袋式除尘器的贡献

袋委会对10个电厂28台袋式除尘器的调研结果表明:袋式除尘技术已逐渐被电力行业接受,袋式除尘器在燃煤电厂完全适用,并给燃煤电厂带来了节能减排的效益。这里固然有项目单位(乙方)的努力:过硬技术与认真实施;更有业主(甲方)的功劳:严格把关与精细管理。燃煤电厂对推广应用袋式除尘器作出了巨大贡献。

4.1 慎重选定除尘方案,全过程监控把关

宝钢自备电厂3#-350MW机组原配4电场电除尘器,1999年投运,2007年立项改造。该机组燃烧工况特殊,烟气参数大幅度变化,原有场地狭窄,改造标准按重点地区要求,排放浓度限值为20mg/Nm3,给除尘器选型带来了困难。宝钢电厂组织专门班子,通过前期技术交流,针对低压回转脉冲、中压行喷脉冲、分室定位反吹及电袋复合除尘器等四种型式,结合项目的实际情况,进行了多次专题考察,反复研讨论证,最后采用逐步排除法,确定选用中压行喷脉冲纯袋式除尘器方案。工程设计中采用入口烟气喷雾冷却调温、袋室阶梯形布置、超细面层梯度结构滤料等新技术,安装调试严格把关,于2009年竣工投产,至今使用将近5年,经受了多种工况的考验,机组运行稳定,各项指标超过设计值。

裕中新密电厂燃用当地贫煤,超低硫、高比电阻。一期2×300MW机组配设5电场电除尘器,排放浓度高达300mg/Nm3,4~5电场的灰斗内几乎无收尘,后改为袋式除尘器。2010年筹建二期2×1000MW机组时,正值国家修订《火电厂大气污染物排放标准》,将排放限值提到30mg/Nm3。为确保稳定达标和可靠运行,集团公司领导高度重视除尘方案的选用,经多次组织专家研讨评审,最终选定电袋复合除尘方案。在1000MW大型机组采用电袋除尘技术在国际上绝无先例,业主和项目单位密切配合,认真实施。针对该机组的烟尘条件,开展荷电特性、气流分布、长袋清灰物模拟试验,研发耐腐高强滤料及PM2.5细颗粒物捕集技术,严格掌握设计、设备制造、安装、调试、验收各环节,分别于2012年3月和7月通过“168”试运行考核,至今已正常运行两年多的时间,各项指标均超过了预期。

4.2 “精细化管理”卓有成效

“精细化管理”体现在建立科学的维护管理体系,制定完善的规章制度和规程,执行严格的运行维护机制。袋委会所调研的10家燃煤电厂都总结了一套不断完善、行之有效的运行维护管理经验,确保袋式除尘系统安全稳定、滤袋长寿命运行。其中最为突出的是京能热电石景山电厂和大唐淮南田家庵电厂。

(1)石景山电厂的“精细化管理”

石景山电厂地处首都近郊,在特殊时机及极端气象条件下,必然受制于北京市环保应急预案,执行最严格的排放标准。如2008年的奥运时期,执行的排放标准为20mg/Nm3。公司领导和各级管理者把除尘设施视为主机设备,实行梯层管理,责权分明。深化“精细管理”理念,于细微处着手,抓住运行控制和设备维护两条主线,制定了八项管理制度,以及标准、规程,加强设备仪表点检,组建专业检修公司,执行三级质检验收。抓住关键点,确保了设施完好,系统正常运行。

石景山电厂的另一个重要经验是管理者对袋式除尘器的原理、结构、配件及其相互关系进行了深入学习、专研,成为管理专家,实行理性管理。如:掌控点火油枪及旁路阀,防止启停炉烟气对滤袋的影响;掌控混煤含硫率及燃烧风煤比,确保烟气中硫、氧含量在合适范围内;掌控空预器换热状态,稳定烟气高温范围在130℃~150℃;完善脱氮设施,严控氨逃逸小于3ppm;合理调整清灰及运行参数(清灰压力0.2M~0.3MPa,运行阻力800~1200Pa);严格实施启停炉时除尘器清灰、预涂灰作业;对滤袋定期抽检、监测等。这些都是确保除尘器高效、低阻、长寿命运行的细微关键之处。

(2)田家庵电厂的“精细化管理”

田家庵电厂5#-320MW机组原配双室3电场ESP,1996年12月投运,粉尘排放浓度为245.3mg/Nm3,2008年立项改造,成立了由生产副厂长领衔的项目管理组。在方案选择阶段独具“前瞻性”:排放标准限值选定30mg/Nm3(当时的排放标准限值为50mg/Nm3);并按机组负荷和烟气量“双十预留”确定处理烟气量,使系统能力具有“时空”余量。鉴于场地狭窄的客观条件,选定阻力较低、滤袋寿命更长的1+2电袋复合除尘器。项目组参与设计、安装、调试、验收全过程,在各阶段的联络会提出建设性意见。项目组认真消化设计资料,编写施工方案、安装作业指导书、调试验收大纲、运行维修操作规程以及培训教材。改造项目于2009年竣工投产。值班维护人员实行精细化、规范化管理,及时整理、研讨运行中发现的问题,根据实际情况修改运行参数及保护规范,使除尘系统始终处于最合理的稳定运行状态。2010年该《精心改造除尘器,节能减排结硕果》项目被安徽省经信委授予“安徽省第七届企业管理成果三等奖”。2013年9月该项目通过省环保厅组织的测试验收,烟尘排放浓度为15.8mg/Nm3,并最早享受到2厘/kW·h的电价补贴。

5 结语

长期以来,火电厂是电除尘器的“世袭阵地”,袋式除尘器处于“边缘”地位,袋式除尘器在火电厂的应用经历了曲折的过程。进入21世纪,伴随着袋式除尘技术的进步,以及用户对袋式除尘技术认知度的提高,袋式除尘设备逐步进入电站锅炉烟气治理领域。针对我国火电锅炉类型多样、燃料复杂的特殊工况条件,袋式除尘器具有综合优势:对机炉工况有良好的适应能力;高效、低阻、长寿命的高性能;对PM2.5细颗粒物的捕集能力;对多种污染物的协同控制能力;以及优良的技术经济性价比是其它类型除尘器不可比拟的。袋式除尘器阻力高、滤袋寿命短、废袋不能回收利用的“短板”已被消除。只要严格把关,认真实施,加上“精细化”维护管理,袋式除尘技术完全可以而且能够在火电机组除尘领域推广应用,对燃煤电厂的节能排减可发挥更大的作用。

面对我国日趋严重的大气污染形势和十分艰巨的节能减排“治霾”任务,国家不断修订严格《火电厂大气污染物排放标准》,中电联组织制定的《燃煤电厂除尘技术路线指导意见》,将会对火电厂除尘改造发挥积极作用。其中电除尘器(包括多项新技术)和袋式除尘器(包括电袋复合除尘)被规定作为两种主要的除尘手段,供选择应用。

Popularization and Application of Bag Hose Precipitating Technology in China Coal-fred Power Plant

TAO Hui, TAO Lan

X701

A

1006-5377(2015)01-0015-07

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