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0引  言
    隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格，對(duì)火電廠煙塵排放量不僅要進(jìn)行總量控制，而且還要實(shí)施24 h在線不間斷監(jiān)視。一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)排放，將進(jìn)行嚴(yán)厲處罰。選用何種除塵器既能滿足國(guó)家日益嚴(yán)厲的環(huán)保要求又能給電廠未來的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來最大的效益，已成為電廠需要研究的課題。
    目前，國(guó)內(nèi)300MW及300MW以上的火力發(fā)電機(jī)組鍋爐使用的除塵器共有3類，即靜電除塵器、布袋除塵器和電袋復(fù)合式除塵器。新建機(jī)組多選用靜電除塵器，少部分選用布袋除塵器。電袋復(fù)合式除塵器一般出現(xiàn)在老廠改造中，由靜電除塵器改成電袋復(fù)合式除塵器。
1、300 MW循環(huán)流化床鍋爐除塵方案分析
1.1靜電除塵器
1.1.1工作原理
    煙氣中含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線（又稱電暈極）和接地的陽極板之間所形成的高壓電場(chǎng)通過時(shí)，由于陰極發(fā)生電暈放電、氣體被電離。此時(shí)，帶負(fù)電的氣體離子在電場(chǎng)力的作用下向陽極運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷電，荷電后的塵粒在電場(chǎng)力的作用下亦向陽極運(yùn)動(dòng)。到達(dá)陽極后，放出所帶的電子，塵粒沉積于陽極板上，而得到凈化的氣體則排出除塵器外。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1.1.2靜電除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)
    靜電除塵器的優(yōu)點(diǎn)：①除塵效率高，一般可達(dá)到99.8%及以上；靜電除塵器能夠捕集0.01um以上的細(xì)粒粉塵，在設(shè)計(jì)中可以通過調(diào)整參數(shù)來滿足所要求的除塵效率。②阻力損失小，一般在300 Pa以下。③允許操作溫度高，如SHWB型靜電除塵器最高允許操作溫度250 ℃，其他類型靜電除塵器可達(dá)到350℃~ 400℃或更高。④處理氣體流量大。⑤主要部件使用壽命長(zhǎng)。
    靜電除塵器的缺點(diǎn)：①設(shè)備比較復(fù)雜，對(duì)設(shè)備調(diào)試、運(yùn)行、安裝及維護(hù)管理水平要求高。②對(duì)粉塵比電阻有一定要求；對(duì)粉塵有一定的選擇性，不能使所有粉塵都獲得很高的除塵效率。③受氣體溫度、濕度等條件影響較大。④一次投資較大，臥式的電除塵器占地面積較大。⑤需要高壓變電及整流控制設(shè)備，運(yùn)行能耗高。
1.2布袋除塵器
1.2.1工作原理
    布袋除塵器是一種高效、穩(wěn)定的干式除塵器，主要由清灰室、濾袋、清灰系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其工作原理是：帶有粉塵的煙氣在通過布袋過濾時(shí)，煙氣中的粉塵被粘附在濾袋表面，而通過過濾后的煙氣則進(jìn)入布袋內(nèi)（外濾式）或外（內(nèi)濾式），當(dāng)煙塵在濾袋表面粘附到一定程度時(shí)，清灰系統(tǒng)開始工作，抖落附在濾袋表面的積灰，灰塵通過自身的重力落人儲(chǔ)灰斗，周而復(fù)始地運(yùn)行，達(dá)到過濾煙氣的目的。
1.2.2布袋除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)
    布袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)：①除塵效率高，出口排放的煙氣含塵濃度穩(wěn)定，保證≤30 mg/Nrr13;②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便；③粉塵的特性對(duì)除塵效率不敏感，并且不受粉塵比電阻的影響。
    布袋除塵器的缺點(diǎn)：①運(yùn)行阻力較大，一般≤1500 Pa，造成系統(tǒng)阻力大，引風(fēng)機(jī)功耗大，運(yùn)行費(fèi)用高；②濾袋壽命有限，目前僅能達(dá)到30 000 h，更換濾袋費(fèi)用高，工作量大；③濾袋不能承受高溫?zé)煔猓瑢?duì)煙氣中的水分、油和含氧量也有較嚴(yán)格的要求。
1.3  電袋復(fù)合型除塵器
1.3.1工作原理
    電袋復(fù)合型除塵器通常是一級(jí)為電除塵器，二級(jí)為布袋除塵器。電除塵器的除塵效率與電場(chǎng)長(zhǎng)度是對(duì)數(shù)曲線關(guān)系，其中第一電場(chǎng)的效率最高可達(dá)80%～90%，后面第二、三電場(chǎng)的效率僅在10%—20%之間。布袋除塵器最大的特點(diǎn)在于高效捕集各種成分粉塵的細(xì)微粒子，當(dāng)收集高濃度粉塵時(shí)需頻繁清灰，除塵器阻力上升率快、清灰周期短，這種運(yùn)行工況存在縮短濾袋使用壽命等不足之處。將兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮電除塵和布袋除塵的優(yōu)點(diǎn)，使前級(jí)的電除塵收集80%～90%的粉塵量，后級(jí)布袋除塵收集少量的細(xì)粒粉塵，克服兩者不足，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，形成具有穩(wěn)定高效的電一袋除塵器復(fù)合技術(shù)。
1.3.2  電袋復(fù)合型除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)
    電袋復(fù)合型除塵器的優(yōu)點(diǎn)：①科學(xué)性和先進(jìn)性。由于在電一袋復(fù)合型除塵器中，煙氣先通過前級(jí)電除塵后再緩慢進(jìn)入布袋除塵器，前級(jí)電除塵捕集80%以上的煙氣粉塵，后級(jí)濾袋捕集的粉塵量?jī)H有常規(guī)布袋除塵的1/5。使后級(jí)濾袋的粉塵負(fù)荷量大大降低，清灰周期得以大幅度延長(zhǎng)；粉塵經(jīng)過前級(jí)電場(chǎng)電離荷電，荷電效應(yīng)改善了在濾袋上粉塵的過濾特性，提高了濾袋的透氣性能，粉塵易清灰。②高效性和穩(wěn)定性。電一袋復(fù)合型除塵器在性能上完全克服了電除塵器的不足，不受煤種、煙氣工況、飛灰特性影響，其微量排放容易實(shí)現(xiàn)，而且排放濃度可以長(zhǎng)期高效，穩(wěn)定在50mg/Nm3以下。③過濾風(fēng)速高，投資和占地面積少。既節(jié)省設(shè)備投資又減少了除塵器占地面積，具有很高性價(jià)比。④運(yùn)行阻力低、清灰周期和濾袋使用壽命長(zhǎng)。
    電袋復(fù)合型除塵器的缺點(diǎn)：①一體式電袋復(fù)合型：旁通煙道復(fù)雜；有高溫?zé)煔鈺r(shí)，布袋仍與煙氣接觸；布袋不能在線換袋；當(dāng)點(diǎn)爐、出現(xiàn)高溫或爆管時(shí)，除塵器不能投入工作，煙囪的排放濃度高，對(duì)引風(fēng)機(jī)磨損大。②分體式電袋復(fù)合型：占地面積較大；設(shè)備重量增加；阻力較高。
2 3種除塵方案綜合性能及經(jīng)濟(jì)比較
    以2008年物價(jià)水平為基準(zhǔn)，上述3種除塵器要達(dá)到99.93%以上的除塵效率，2臺(tái)300 MW循環(huán)流化床鍋爐所配布袋除塵器設(shè)備費(fèi)用、土建及安裝費(fèi)用約為3455萬元，電袋復(fù)合除塵器為3 560萬元，靜電除塵器為3 530萬元。從總體技術(shù)性能來看，布袋除塵器明顯優(yōu)于電袋復(fù)合除塵器和靜電除塵器。
    目前．300 MW循環(huán)流化床鍋爐脫硫方式為爐內(nèi)噴鈣脫硫，飛灰中含有大量Ca0，導(dǎo)致飛灰比電阻高，不利于靜電除塵器收塵。為了解決以上問題，靜電除塵器在設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于電袋結(jié)合技術(shù)，國(guó)內(nèi)尚無引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的廠家。電袋復(fù)合式不是電除塵器和布袋除塵器的簡(jiǎn)單組合，首先需要解決在同一臺(tái)除塵器內(nèi)同時(shí)滿足電除塵和布袋除塵工作條件的問題；其次，2種除塵方式連接后，還要使布袋除塵區(qū)各個(gè)濾袋流量和粉塵濃度均布，提高布袋過濾風(fēng)速，有效降低電袋復(fù)合式除塵器系統(tǒng)阻力。純布袋除塵器技術(shù)比較成熟，系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單；電袋結(jié)合由于包括靜電除塵部分和布袋除塵部分，整個(gè)系統(tǒng)方案比較復(fù)雜。純布袋可以在線檢修，技術(shù)成熟可靠；電袋結(jié)合方案從工藝上較難實(shí)現(xiàn)在線檢修。布袋除塵器控制方式簡(jiǎn)單成熟；電袋結(jié)合方案控制系統(tǒng)既包括高壓靜電控制又包括布袋清灰控制，需要對(duì)原有的控制系統(tǒng)進(jìn)行整合和修改。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
3、應(yīng)用效果分析
    經(jīng)過對(duì)比分析，江蘇徐礦綜合利用發(fā)電有限公司2×300 MW循環(huán)流化床鍋爐配套除塵器最終確定為布袋除塵器。經(jīng)過2a運(yùn)行，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)良好，煙塵排放指標(biāo)平均在30—40mg/Nm3煙氣。除塵器阻力在700—900 Pa之間，測(cè)試除塵效率高達(dá)99.99%．且在煙囪排放口無任何可視粉塵排出。對(duì)比周邊300 MW電廠除塵器各排放指標(biāo)、除塵效率及煙囪排放口可視情況，布袋除塵器具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。
3.1  安全效益分析
    (1)使用布袋除塵器，所需電壓均為低壓電，比靜電除塵所需的高壓安全性高；
    (2)在線和離線相當(dāng)容易，檢修時(shí)人員的安全更能保證；
    (3)運(yùn)行穩(wěn)定，有利于整套機(jī)組安全運(yùn)行。
3.2經(jīng)濟(jì)效益分析
    布袋除塵對(duì)灰的適應(yīng)性特別強(qiáng)，特別是對(duì)于爐內(nèi)脫硫的循環(huán)流化床鍋爐來說，加入石灰石后，電除塵的除塵效率將大為降低，而布袋除塵器則不會(huì)受到任何影響。每年因此而減少的煙塵排放費(fèi)用及罰款將達(dá)數(shù)百萬元。
4、結(jié)論
    針對(duì)目前大型循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)，根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排的相關(guān)要求，江蘇徐礦綜合利用發(fā)電有限公司2臺(tái)300 MW循環(huán)流化床鍋爐最終選用了布袋除塵器。近2a運(yùn)行實(shí)踐證明，大型循環(huán)流化床鍋爐選用布袋除塵器具有投資省、效率高，維護(hù)方便、運(yùn)行成本低等明顯優(yōu)勢(shì)，有效地解決了脫硫和除塵的矛盾，該項(xiàng)技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)同類機(jī)組尚無應(yīng)用先例，在同類機(jī)組的應(yīng)用上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，對(duì)今后國(guó)內(nèi)同類機(jī)組設(shè)備選型具有重要的示范作用。