燃煤电厂除尘技术探讨

摘要：目前，火电厂开始燃烧更多的煤来生产电能，由于煤炭的燃烧会形成大量的污染，我国的环保形势开始不断严峻。为了更好地解决这一问题，必须采用科学、合理的方法对燃煤电厂进行除尘。电袋复合除尘器凭借其性能、结构以及其经济优势，被现行的大多数燃煤电厂视作是一种理想高效的除尘技术，被广泛应用于各个燃煤电厂。

关键词：燃煤电厂;PM2.5;除尘技术;空气污染;电袋复合除尘器 文献标识码：A

中图分类号：X513 文章编号：1009-2374（2016）04-0074-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.038

煤炭资源是我国主要的能源，我国的煤炭资源约占世界总储量的11%。我国既是世界上第一大产煤国，又是世界上第一大煤矿消费国。据有关部门统计，我国的燃煤发电厂每年消耗的煤炭资源已经占到了我国煤炭总消费量50%以上，造成了严重的环境污染。据环保部门研究显示，我国的PM2.5等一系列的大气污染主要来自燃烧煤炭、燃烧石油以及大规模的基建工作，燃烧煤炭带来的污染居所有污染之首，而在我国煤炭的燃烧主要是用于火电厂的发电，因此为了解决各类环境问题，我们必须强化火电厂的除尘技术。

1 传统除尘技术

电除尘器是我国目前大多数大型火电厂通常采用的除尘设备，而布袋除尘器则是我国热电厂燃煤锅炉通常采用的除尘设备。由于这两种除尘装置具有各自的特点，很多地方在实际应用时都受到了一定的限制。为此，人们研究出了电袋复合除尘器，它把电除尘器与布袋除尘器的所有优点都综合起来，不但提高了除尘的实际工作效率，而且大大降低了火电企业的除尘成本。在火电厂应用电袋除尘器后，不但能满足环保部门提出的新的排放标准，而且能提高火电厂除尘的可靠性、经济性，因此，这种除尘装置不仅在新建的火电厂中得到了应用，而且一些现役电厂的除尘装置也正在向这个方向改造。

1.1 电除尘器

我国电力行业应用电除尘器进行除尘比较早，到目前为止已应用了十多年时间。电除尘器的基本工作原理是：通过除尘器内部的高压电场，使粉尘获得离子而荷电，在电场力的作用下荷电粒子会移向集尘极，并在集尘极上吸附。吸附在集尘极上的粉尘在水或机械振动的作用下，便会从集尘极上脱离下来，最终起到除尘的效果。阻力小、除尘能耗低、设备经久耐用是电除尘装置的主要优点，其缺点是除尘效率低并且受煤的品种影响较大，很难达到燃煤厂的除尘新标准，即使达到了燃煤厂的除尘新标准，除尘效果也难以长时间保证。

1.2 布袋除尘器

布袋除尘器主要是通过对粉尘气体进行过滤来最终达到除尘的目的，它是一种过滤除尘装置。除尘效果好、性能稳定是其主要的优点，无论燃烧什么样的煤种都可以保证布袋出口粉尘浓度在国家规定的允许范围之内。布袋除尘器的缺点是对风体的阻力大，在运行过程中要消耗大量的能源，并且滤袋的使用寿命也不长。布袋除尘器在国外的应用非常普遍，它适用于对粉尘排放量要求比较严格的地区。我国的钢铁行业以及水泥行业应用布袋除尘器的时间也比较长。由于近几年我国环保意识的增强，制定了新的电厂烟气排放标准，布袋除尘器也开始被一些电厂采用。

2 高效除尘技术

2.1 来源与构造

随着社会的发展、科技的进步，为了使电厂的除尘效果达到最佳，人们综合了电除尘器与布袋除尘器的优点设计出了一种电袋复合除尘器，这种除尘器大致可分为以下两种：一种叫做COHPAC电袋复合除尘器，这种除尘器率先由美国国家电力研究所研发成功，我国火电厂除尘器大多采用的就是这种形式;另一种叫做AHPC除尘器，这种复合除尘器的结构相比于第一种除尘器结构复杂，人们应用的很少。COHPAC除尘器是一种“前电后袋”的除尘器，其基本结构是前级是电场，后极是布袋，燃煤电厂中的烟尘通过烟道进入这种除尘器后，烟气中80%的粉尘被前极的高压电厂预收了，残余的细小粉尘由后级布袋来捕集。由于此结构可以使滤袋的粉尘量大大降低，因此布袋区的阻力会明显降低，加之同种电荷的荷电量又可以疏松粉饼层，这就使得在相同粉尘负荷下，同种电荷的粉屏层阻力会更小。电袋复合除尘器可以增长滤袋的清灰周期，电袋复合除尘器不但可以使除尘器的能耗大大降低，而且可以把滤袋的使用寿命延长。但是由于电厂容易除去大颗粒的粉尘，到达布袋除尘器的粉尘大多都是小颗粒的粉尘，这也会造成除尘器阻力的上升，因此预除尘的作用也是正反两方面的，但是从总体看来这种电袋复合除尘器的整体除尘效果还是比较好的。

2.2 电袋复合除尘器的技术特点

电袋复合除尘器的技术优势大致可以总结为以下四点：

2.2.1 具有稳定可靠的除尘效果。电袋复合除尘器除继承了布袋除尘器受煤种影响小的优点外，还具有受锅炉负荷变化影响小、烟气量波动影响小的优点，使其最终的除尘效果更好。

2.2.2 电袋复合除尘器阻力小、压降小、寿命长。电厂的烟气从烟筒出来，进入电袋复合除尘器后，要经过电除尘区的高压电厂除尘分离，由电除尘区的工作原理我们可得出，经过电除尘区除尘后的烟气以带负电的粉尘为主，这些带负电的粉尘进入布袋除尘区后，由于电荷效应在滤袋表面沉积的粉尘结构会比较松散，其阻碍气流的力会很小，因此其运动阻力会很小，这也使得电袋复合除尘装置的清灰周期变长，并且清灰时所用的喷吹压力也不需要很大，从侧面也可以使滤袋的使用寿命得到延长。

2.2.3 电袋复合除尘器相比于同容量的电除尘器与布袋除尘器，运行阻力小，消耗能源少，滤袋的使用周期比较长，长时间不用更换滤袋，可以明显降低电厂的除尘费用，提高电厂的经济效益。

2.2.4 复合滤袋除尘器的除尘效果比较好，这主要是由于火电厂的烟气出来后经过了两次除尘，首次经过高压电厂的除尘，其次又经过了布袋除尘装置的除尘，最终排入空气中的烟气一般都能达到规定的标准。

电袋复合式除尘技术综合了电除尘技术和布袋除尘技术的除尘优点，通过合理分配除尘负荷，可以把电除尘技术与布袋除尘技术有机地结合起来;在布袋装置除尘的过程中可以采用一些新型滤料，这样会使除尘效果更好，可以克服常规滤料清灰后除尘效率降低以及滤袋易破损的缺点。电袋复合式除尘器在保持高效稳定除尘的同时还有很好的节能效果，并且粉尘排放浓度可达到30mg/m3以下，能满足国家新的电力行业烟尘排放要求，具有很好的发展前景。

3 结语

电袋复合除尘技术有机地结合了电除尘器与布袋除尘器的优点，这使得这种除尘器具有了稳定可靠的除尘效能，其对PM2.5的脱除效果最为显著，电袋复合除尘技术已成为今后我国火电厂高效除尘技术的重要发展方向，把电袋复合除尘器中的烟气过滤速度提高，可以有效降低电袋复合除尘器的运行成本，若想在布袋过滤网清灰周期不变的情况下把烟气的过滤速度提高，必然会增大电袋复合装置的运行阻力。因此今后我们需要重点解决的一个课题就是：在电袋复合除尘设备的设备成本与性能之间找到一个合适的平衡点。只有找到了这个最佳的平衡点，才能使今后电袋复合除尘技术的除尘效能发挥到最大，提高火电厂除尘的综合经济效益。

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作者简介：王晓敏（1978-），男，山西太原人，国电太原第一热电厂除灰分场工程师，研究方向：锅炉与除尘设备检修。