论文摘要：本文主要讲述了姚电公司#2锅炉电除尘器改造为电袋除尘器的设计原理和除尘器改造后性能的综合分析、计算评价。
　　除尘器改造后，电袋除尘器在电场及布袋除尘区全投时，A、B电袋除尘器除尘效率分别为99.95%、99.95%；A、B电袋除尘器漏风率分别为1.74%、1.73%；A、B电袋除尘器最高烟尘折算排放浓度分别为21.84mg/Nm3、21.81mg/Nm3；所有数据均达到设计保证值。

一、除尘器存在的问题及改造必要性
　　（一）除尘器改造前存在的问题
　　姚电公司#2锅炉原除尘器是由上海环保机械工程有限公司生产的2FAA3×45M–2×80–150–A型静电除尘器。近年来由于煤炭市场原煤供应越来越紧张，烟煤质量也每况愈下，这直接影响了除尘器排尘浓度等环保指标。
　　2008年姚电公司委托河南电力试验研究院对#2锅炉进行了电除尘器及污染物排放试验。试验结果显示：A、B除尘器出口平均排放浓度380.3mg/Nm3，远远高于GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》规定的低于50mg/Nm3排放要求。
　　（二）改造的必要性
　　新的《火电厂污染物排放标准》（GB13223-2003）标准中对燃煤电厂的烟尘排放浓度提高到了50mg/Nm3。一部分地方环保部门要求锅炉烟尘排放浓度仅允许30mg/Nm3。另外，还将对企业征收排污费，超标排放部分加倍收费。这样，对除尘器效率不高的企业，又增加了运行成本，静电除尘器改造为布袋除尘器已经势在必行。
　　（三）改造的目标
　　尽可能利用原有电除尘器的基础和结构，采用电袋复合式除尘器改造方案，前级电场采用电除尘器（更新为前后两分区）的结构方式，原二、三电场布置袋区，除尘器壳体根据需要采用电袋除尘器的复合结构。
　　除尘器改造后设计效率≥99.95%；除尘器出口允许排放浓度设计值≤30mg/Nm3；除尘器本体阻力任何时候不大于1200Pa；除尘器本体漏风率≤2.5%。

二、电袋复合式除尘器的工作原理
　　（一）电袋除尘的工作原理
　　电袋复合式除尘器是综合利用和有机结合电除尘器与布袋除尘器的除尘优点，先由电场捕集烟气中大量的粉尘，再经过布袋收集剩余细微粉尘的一种组合式高效除尘器，除尘稳定。
　　含尘气体在负压气流的作用下，从电除尘器的出口进入袋区。通过滤袋过滤作用，被净化了的干净气体从滤袋内部进入净气室排出。粉尘经过滤袋过滤留在滤袋的外表面形成灰饼层，当达到一定厚度或时间时，运行阻力加大，除尘器按照差压变送器（或压力控制仪表）或时间继电器，在线检测除尘室与净气室压差达到设定值时，由脉冲控制仪发出指令按顺序触发开启各脉冲阀，使气包内的压缩空气由喷吹管各孔眼喷射到各对应的滤袋，造成滤袋瞬间急剧膨胀。由于气流的反向作用，使积附在滤袋上的粉尘脱落，脉冲阀关闭后，再次产生反向气流，使滤袋急速回缩，形成一胀一缩，滤袋涨缩抖动，积附在滤袋外部的灰饼因惯性作用而脱落，使滤袋得到更新，被清掉的粉尘落入分离器下部的灰斗中。
　　复合式除尘器在电除尘和布袋除尘工作原理基础上，有机结合两者优点，前级电场预收烟气中70～80%以上的粉尘量；后级布袋除尘装置拦截收集烟气中剩余量的粉尘。其中，前级电场的预除尘作用和荷电作用为提高电袋除尘器的性能起到了重要作用。
　　1.电场预除尘作用1：预除尘降低滤袋的粉尘负荷量即降低了阻力上升率。
　　2.电场预除尘作用2：预除尘延长滤袋的清灰周期、节省清灰能耗、延长滤袋使用寿命。
　　3.电场预除尘作用3：烟气粉尘中的粗大颗粒经过前级电场沉降和预除尘后，进入后级布袋的粉尘颗粒小，对滤袋的磨损影响小。
　　4.电场荷电作用1：改善滤袋表面的粉层结构。烟气粉尘通过前级电场电晕荷电后，荷电粉尘在滤袋上沉积的颗粒之间排列规则有序，同极电荷相互排斥使形成的粉尘层孔隙率高、透气性好，易于剥落。
　　5.电场荷电作用2：可降低滤袋阻力P。滤袋阻力P=粉尘层阻力P1+表面处理层阻力P2+滤袋结构层阻力P3。
　　（二）电袋除尘器结构
　　1.电袋从功能上分为：（1）前级静电除尘。前级电场除尘的组成与常规电除尘器一样。（2）后级布袋除尘。组成有滤袋、袋笼、清灰系统、分室壳体结构。（3）检测功能。（4）保护功能。（5）电气控制。
　　2.清灰系统：脉冲喷吹结构。
　　3.检测装置：由压力、差压、温度检测组成。
　　4.保护装置：有滤袋表面保护和温度保护两种，根据工况条件选定。
　　5.电气控制。电场采用微机电压自动控制器，具有恒流或恒压控制功能。
　　6.在除尘器箱体顶部设有盖板，卸下盖板的压紧装置即可开启盖板，检查各滤袋与花板的结合情况。滤袋上口与花板紧密结合是靠滤袋上口的弹性圈，严密性能好，拆装也方便。滤袋笼子插入滤袋张起滤袋，笼子上口处有一定张力紧卡在滤袋上口，安装和检修都方便。
　　（三）电袋复合式除尘器技术性能特点
　　1.适用高比阻粉尘、特殊煤种等烟尘收集，除尘效率具有高效性和稳定性。电袋除尘器的效率不受高比阻细微粉尘影响，不受煤种、烟灰特性影响，排放浓度容易实现在50mg/Nm3以下，且长期稳定。
　　2.运行阻力比纯布袋除尘器低500Pa，可以减少引风机功率消耗。
　　3.延长滤袋使用寿命。在相同运行条件下电袋的使用寿命比纯布袋除尘器的寿命延长2-3年。
　　4.由于滤袋收集的粉尘量少，阻力上升缓慢，其清灰周期时间是纯布袋除尘器的2倍以上，压缩空气消耗量不到纯布袋的1/3。
        5.尤其适合电除尘器的增效改造。

三、#2锅炉除尘器改造方案及技术特性
　　（一）总体改造方案描述
　　尽可能利用原有电除尘器的基础和结构，采用电袋复合式除尘器。前级电场采用电除尘器（更新为前后两分区）的结构方式，原二、三电场布置袋区。
　　（二）具体方案和技术特性
　　1.具体方案：（1）依旧保留电除尘器钢支架、壳体、灰斗、进口喇叭等大部分构件，拆除所有阴阳极系统，振打装置及高低压设备。（2）采用整体式电袋结构，其中前级为更新的2个BE型小电场，作为电除尘区，后级增加滤袋、袋笼、脉冲阀设备，作为布袋除尘区。（3）电场双室中间加隔墙，两个室分别供电，除尘器成为完全独立的四个通道。（4）前级电除尘区布置二个BE分区电场，以保证电除尘区长期稳定运行，其中阴、阳极均采用顶部电磁锤振打结构。（5）布袋除尘区选用低压长袋技术，实现袋区在线检修功能。（6）为考虑结构上的合理性及布置紧凑，布袋除尘区清灰系统选用了淹没式电磁脉冲阀。（7）选用滤袋材质为PPS+15%P84防油水处理的滤料。（8）按无旁路系统设计，在进口烟道布置预涂灰装置，防止点炉期间燃油污染滤袋。（9）新增袋区PLC低压控制，并设计进出口温度检测、除尘器差压检测、烟道压力检测、清灰系统压力检测、滤袋脉冲阀控制（定时、定时+定压）、袋区温度报警连锁自动控制。（10）对原电除尘器的壳体、梁和灰斗应进行强度荷载校核，不满足强度要求的进行补强、加固。
　　2.技术性能和特点：（1）除尘器出口烟尘排放浓度（6%氧量，干基）≤30mg/Nm3。（2）除尘器本体阻力任何时候不大于1200Pa。（3）除尘器本体漏风率应小于2.5%。（4）考虑到本工程飞灰高比电阻、高入口浓度和低出口浓度的特点，在前级电场采用BE板+针刺线的极配形式，不锈钢针刺线具有很强的放电能力，配上具有世界领先水平的高压电源控制技术，可有效避免因高比电阻、高浓度粉尘引起的电晕封闭现象，保证前级电场的收尘效率达到80%以上，同时也保证粉尘经过前级电场后能进行充分的荷电。（5）充分考虑到飞灰的磨损性，除尘器进口烟道内设置导流均布板，以便烟气均匀地流过电场，气流均布系数不大于0.20。在设计上考虑进口喇叭的防磨措施，在进口喇叭第一层管撑上反扣防磨角钢或槽钢，气流分布板更新采用Q345耐磨材质。（6）布袋清灰系统主要部件都进行了预组装试验。清灰系统采用脉冲吹灰在线清灰方式。（7）布袋袋笼竖筋数量合理，既能保证袋笼的强度，又不影响清灰效果。袋笼上端口采用专利防护套，防止滤袋因喷吹损坏，袋笼均表面均采用双组酚有机硅喷涂防腐处理。（8）布袋滤布采用防水、防油、防腐、防糊袋、抗氧化，耐高温190℃以上的材料，35000小时内滤袋年破损率小于1%。（9）为了提高除尘器改造后的控制水平，每台锅炉配用一套智能电除尘器中央集中管理控制系统。由主控计算机系统、微机自动控制的高压整流设备、PLC可编程序或微机控制的低压供电系统及各种检测装置、传感器等组成。高压直流供电装置的自动控制和低压供电装置的自动控制采用计算机和进口PLC可编程序控制器来实现。除尘工艺中的基本过程控制功能在下位机完成，优化控制功能和过程管理功能在上位监控机完成。系统能根据出口排放浓度的变化和各种工况参数的改变，及时快速对高压硅整流设备及PLC程控设备的运行参数进行自动调整。这些参数可由运行人员随时调用，在LCD显示屏上显示，并可通过打印机打印出来。

四、电袋除尘器性能试验
　　（一）试验目的
　　1.通过热态试验，为电袋除尘器安全、经济、高效运行提供依据。
　　2.试验测定电袋除尘器在试验负荷下除尘效率、阻力及漏风率，评价电袋除尘器性能，烟尘排放浓度是否符合环保要求。
　　3.通过热态试验，了解运行电袋除尘器对现燃烧煤种的适应能力。
　　（二）试验结果与分析
　　在机组负荷250MW情况下，对A、B电袋除尘器进行试验，测试了电袋除尘器实际处理烟气量、漏风率、烟尘排放浓度、烟尘排放量和除尘效率等。
　　1.烟气量试验。机组在试验负荷250MW稳定运行一小时后，对A、B电袋除尘器进、出口烟道的烟气动压、静压和温度进行了同步测试，并记录了大气压和环境温度。试验测出，A、B电袋除尘器实际处理烟气量分别为85.40×104m3/h、82.57×104m3/h。
　　2.漏风率计算。从试验工况的进出、口标准干烟气量可计算出电袋除尘器的漏风率。A、B电袋除尘器漏风率分别为1.74%、1.73%，漏风率实测值均小于设计保证值2.0%。
　　3.本体阻力计算。试验所测出电袋除尘器测试断面阻力不但含有电袋除尘器本体阻力，而且还包括进、出口烟道各一个90°弯头的局部阻力，除去进、出口烟道的局部阻力，才是电袋除尘器的本体阻力。
　　根据计算结果，A、B电袋除尘器实际阻力分别为767.0Pa、839.0Pa。均小于设计保证值1200.0Pa。
　　4.电除尘器效率试验。根据《平顶山姚孟发电有限责任公司2号炉除尘器改造工程电袋复合除尘器技术协议书》，试验是在机组250MW负荷时电场及布袋除尘区全投状态下进行。
　　从试验结果可以看出，A、B电袋除尘器除尘效率分别为99.95%、99.95%。均达到设计保证值99.95%要求。
　　5.烟尘浓度试验。根据国标GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》的规定，实测的火电厂烟尘排放浓度，必须执行燃煤锅炉按过量空气系数折算值a=1.4进行折算。从试验结果看出，A、B电袋除尘器出口烟尘最大排放浓度折算值分别为21.84mg/Nm3和21.81mg/Nm3，平均排放量为22.36kg/h。均小于电除尘器出口最高允许烟尘排放浓度30mg/Nm3。

五、结论
　　1.静电除尘器改为电袋复合除尘器后，除尘效率可达到99.95%以上，烟尘平均排放浓度22.36kg/h。远远小于国标GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》的规定，每年将减少向大气排放烟尘3782吨，实现了相当可观的经济效益和社会环保效益。
　　2.此次技术改造方案的实施，使姚电公司#2锅炉的环保指标迈上了一个新的台阶，响应了国家提出的可持续发展的战略要求，也为同类锅炉的技术改造提供参考和借鉴。

参考文献：
　　[1]肖宝恒.袋式除尘器在燃煤电厂应用的技术特点[J].电力环境保护，2003.
　　[2]王坤，崔凤莹，刘兵.浅谈电袋复合式除尘器在燃煤锅炉中的应用.
　　[3]江苏省环保新技术研究所.电袋复合式除尘器技术综述.
　　[4]平顶山姚孟发电有限责任公司2号炉除尘器改造工程《电袋复合式除尘器技术协议书》