某2×300WM循环流化床机组新建工程除尘器选型分析

摘要：目前我国燃煤电厂的主流除尘技术有两种，一种是电除尘技术，另一种则是布袋除尘技术。燃煤电厂尤其应用大的燃煤机组，电除尘器仍处主导地位，布袋除尘器的应用在近几年增长迅速，哪种除尘器更具有合理性、优越性值得去认真分析。

关键词：电除尘器 布袋除尘器 技术及比较 选型分析

【分类号】：TU855

一、 概况

某煤矸石电厂2×300WM机组新建工程项目，锅炉为循环流化床锅炉，燃料为矸石、中煤、煤泥、劣质煤按一定比例混合，再掺烧一定量的石灰石，原初步设计除尘器采用双室五电场电除尘器，除尘器后面设石灰石-石膏湿法脱硫系统。

二、 燃煤电厂主要除尘技术及比较

1、电除尘器和布袋除尘器原理及技术特点

1）电除尘器

电除尘器是利用粉尘在电场中荷电，并在电场力作用下向极板运动而实现烟气净化的。其主要分为气体的电离与电晕、粉尘粒子的荷电、荷电粒子向电极运动和荷电粒子沉集在电极上四个过程。它具有除尘效率高、处理烟气温度高、阻力小、维护费用低、系统适应性强和连续性好等优点，系统不用设烟气超温保护及旁路。

其缺点如下：

（1）受除尘机理的限制，除尘效率是随总集尘面积按指数变化。第一电场除尘效率可达70-80%，后级电场（第2-5电场）对收尘量贡献率低，设备利用率极低，即用80%设备费用仅仅收集20-30%的粉尘；

（2）电除尘器受所燃煤质、粉尘的理化性质、烟气的性质（温度、湿度、组成等）以及除尘器本体结构和锅炉负荷变化影响较大，除尘器效率不稳定；

（3）对气溶胶粒子捕集效率不高；烟尘的排放浓度时常超标，很难保证出口含尘浓度小于50mg/Nm3；

（4）电除尘器的初期投资大，耗电量大，占地面积大。

目前电厂使用的煤种很难满足设计煤质的要求，“来什么煤烧什么煤”已是很普遍的情况，这些煤灰分高，飞灰的驱进速度低，为了达到

为了降低电除尘器的投资，有人指望除尘器后面湿法脱硫装置承担除尘作用。实际上，烟气经过五电场的电除尘器净化后出来的颗粒绝大部分为微细颗粒，粒径大部分是PM2.5以下，这些微细颗粒通过湿法是很难捕集的，湿法脱硫装置固然能起到一定的除尘作用，但60-70%的微细颗粒还是要排放到外面。所以除尘不能过分依赖后面的湿法脱硫，过分依赖必将影响脱硫系统的正常运行，这在许多电厂已经有过沉痛的教训。

2）布袋除尘器

布袋除尘器利用滤料将含尘气体中的粉尘过滤从而使粉尘和气体分离的设备。其除尘机理主要是含尘气体中的粉尘与滤料纤维的惯性碰撞、扩散、拦截等作用被捕集，初期的除尘效率一般不高；但随着粉尘初层的形成，会达到很高的除尘效率，一旦粉尘初尘形成，则主要靠这个粉尘初层和以后逐渐堆积起来的粉尘层起除尘作用。其主要有脉冲布袋除尘器和反吹风布袋除尘器两种，目前脉冲布袋除尘器在国内外使用最成功、应用最广泛，其清灰方式采用脉冲清灰，分为固定行喷吹和低压旋转喷吹两种形式。

其优点是：

（1）只要滤料选择合适，除尘效率非常高，对微细颗粒，特别是对0.01～1.0μm的气溶胶粒子都能达到很高的捕集效率；

（2）除尘效率可达99.9%以上；除尘器效率稳定，不受所燃煤质和粉尘的性质和系统工况的影响，烟气的排放浓度

（3）设备投资少，控制简单，耗电量小，占地面积小，运行费用低；

（4）设备可实现不停机检修；

（5）可适用于高浓度粉尘工况条件，如应用于循环流化床半干法脱硫除尘工艺；

（6）具有一定的脱硫作用。

但是脉冲布袋除尘器也存在缺陷，如受到滤料使用温度的制约，其使用范围受到了一定的限制，温度过高容易烧袋，温度过低容易冷凝结露而糊袋，同时存在设备的阻力较大、风机电耗高、滤袋需要定期更换、维护费用较高等。尤其是当滤袋冷凝结露堵塞滤袋时，阻力急剧升高，影响主机正常运行。

布袋除尘器的核心部件是滤袋，应用燃煤电厂的滤料采用的是高温滤料，目前国、内外开发的滤料如PPS等，无论从耐温、耐酸碱、耐水解、耐磨等性能都能满足使用要求，使用寿命一般能达到4年，甚至更长，其价格适中，具有较高的性价比。

布袋除尘器与常规的电除尘器在技术性能方面相比，具有除尘效率高，运行稳定可靠，操作简单，维修方便，能保证出口优于新的国家排放标准。在经济方面，布袋除尘器比五电场静电除尘器的总投资费用与年运行和维护费用要低。因此，采用布袋除尘器比采用电除尘器具有更大的优越性。

3）电厂电除尘器和布袋除尘器技术经济比较

（1）五电场电除尘器

A、除尘效率：比较高，在99.7%左右，在风量不变，含尘浓度增加时，排放浓度会改变，除尘效率会降低，可能超标，除尘效率会随风量的大或降低有非常明显的变化，对备阻力影响不大。

B、对烟气温度变化的适应性：温度太低，结露会引起壳体腐蚀或高压爬电，影响电除尘器的使用操作；在一定范围内温度升高对电除尘本体不会产生影响，但温度的变化会影响粉尘的比电阻，从而直接影响除尘效率

C、对煤质和烟气成份的适应性：对煤质和烟气的成分的变化适应性较差，飞灰中的金属氧化物、硫氧化物会直接影响除尘器的除尘效率；SiO2+Al2O3的含量高于85%，烟气不调质，除尘效率不能到设计指标。

D、环保效果：不能够满足目前最新的环保排放标准

（2）布袋除尘器：

A、除尘效率：很高（>99.9%），在风量不变，含尘浓度增加时，排放浓度不变，除尘效率不受影响。在含尘浓度不变，风量增大变化时，过滤风速会提高，设备阻力加大，除尘效率不受影响。

B、对烟气温度变化的适应性：在滤料允许的温度范围内（一般为

C、对煤质和烟气成份的适应性：对煤质和烟气的成分的变化适应性较强，烟气和飞灰的化学成分对除尘器的效率没有影响，但烟气中的化学成分会影响滤料的使用寿命，滤料对氮氧化物、氧含量较敏感。

D、环保效果：能够保证排放浓度稳定在30mg/m3以下，优于最新的国家排放标准；并且能够大大地减少对人体危害大的重金属及PM2.5粉尘的排放；可起到一定的脱硫作用（10%）

另外：五电场电除尘器年排放粉尘多，约为布袋的3倍，且设备总投资约为布袋的1.3倍。

针对本项目，将所选用的两种除尘器的技术经济指标列表对比如下：通过技术性能和经济指标对比，无论从设备的技术性能还是设备的投资、运行维护费用、占地面积等经济指标，布袋除尘器与电除尘器相比都具有明显的优势。

三、结论

国家最新《火电厂大气污染物排放标准》（2011版），对新建机组的除尘器出口含尘浓度提高到小于30mg/Nm3，对于循环流化床锅炉，即使采用五电场电除尘器也很难满足小于50mg/Nm3的排放标准；

通过上面的分析和对比，综合各项技术、经济指标，应选用布袋除尘器，而不采用电除尘器，以适应国家不断提高的排放标准。