XLDM型低壓脈沖袋式除塵技術在燃煤電廠電除塵改造工程上的應用

1、,山東省工業(yè)廢氣污染治理技術交流洽談會,XLDM型低壓脈沖袋式除塵技術 在燃煤電廠電除塵改造工程上的應用,江蘇新中環(huán)保股份有限公司 朱許祥 2013年6月,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，環(huán)境污染問題得到了國家和各級政府的高度重視，加大環(huán)境保護力度已經(jīng)成為實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，新建火電廠煙塵排放標準已從火電廠大氣污染物排放標準2003年版中要求的50mg/Nm3提高到2011年版中要求的30mg/Nm3，長三角、珠三角、京津冀等重點區(qū)域執(zhí)行20mg/Nm3的排放限值，山東省據(jù)此制定了相應的地方標準，標準的不斷提高勢必要求火電廠采用高效除塵技術，靜電除塵器除塵效率由于受煙

2、氣量波動、煤種變化和灰塵性質(zhì)影響大，已經(jīng)難以滿足日趨嚴格的環(huán)保要求。,概 述,袋式除塵器在燃煤鍋爐煙氣除塵上的應用比例不斷提升,煙塵排放指標日趨嚴格 袋式除塵器具有的優(yōu)點 技術成熟，成功案例多 操作維護簡便 對微細粉塵PM2.5、汞排放控制起到積極的作用,概 述,在此背景下，袋式除塵器因其具有除塵效率高、受煙氣量波動、煤種變化和灰塵性質(zhì)影響不大等優(yōu)點，已經(jīng)得到電力設計和生產(chǎn)單位的廣泛關注，且不乏很多成功的案例，在煙塵排放穩(wěn)定達標和削減方面起到了積極的作用。但也有一些袋式除塵項目，存在著由于除塵器結構設計不合理、配套件選型不合適、制作安裝不到位及操作維護不當，導致袋式除塵器未能達到理想使用效果。

3、同時，很多燃煤電廠采用的燃料并非單純的煤，還包括煤矸石、煤泥、石油焦、煤氣摻燒等，由于煙氣特性不一，對袋式除塵器的設計選型和運行維護提出了更高的要求。,概 述,新中環(huán)保大氣污染領域排頭兵企業(yè),企業(yè)簡介,發(fā)展歷程,袋式除塵器,電除塵器,除塵設備,脫硫裝置,脫硝裝置,新中環(huán)保在燃煤鍋爐袋式除塵器 設計開發(fā)和應用推廣情況,我公司是國內(nèi)最早研究和推廣袋式除塵技術的企業(yè)之一，我公司于2000年開始進行燃煤鍋爐袋式除塵技術調(diào)研，收集了大量的技術資料，并于2001自主開發(fā)了燃煤鍋爐袋式除塵技術，并于2001年12月應用于天津經(jīng)濟開發(fā)區(qū)5#熱源廠375t/h循環(huán)流化床鍋爐除塵項目上；公司于2005年完成電袋復

4、合除塵技術開發(fā)，并于同年將EBC型電袋復合除塵技術成功應用于北京三吉利張家港華宇熱電有限公司2440t/h煤粉鍋爐電除塵改造項目上。公司于2009年完成重力+慣性+袋濾復合除塵技術開發(fā)，于2010年將該技術成功應用于鄭州裕中能源有限責任公司2300MW機組電除塵改造項目上。,應用推廣歷程,應用推廣歷程,2002年7月，XLDM型低壓脈沖袋式除塵技術成功應用于天津經(jīng)濟開發(fā)區(qū)五號熱源廠212MW機組除塵工程 ； 2005年5月，XLDM型低壓脈沖袋式除塵技術成功應用于徐州垞城電力有限公司2135MW機組除塵工程(國內(nèi)首臺135MW機組袋式除塵器） ； 2006年12月，XLDM型低壓脈沖袋式除塵技

5、術成功應用于內(nèi)蒙古準大發(fā)電有限公司2300MW機組除塵工程 (國內(nèi)首臺300MW機組袋式除塵器） ；,應用推廣歷程,2005年12月，EBC型電袋復合除塵技術成功應用于北京三吉利張家港華宇熱電有限公司2138MW機組除塵工程(國內(nèi)首臺135MW機組電袋除塵器） ； 2008年8月，EBC型電袋復合除塵技術成功應用于華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司1#660MW機組電除塵改造工程(國內(nèi)首臺600MW機組電袋除塵器） ； 2012年11月，EBC型電袋復合除塵技術成功應用于國投盤江發(fā)電有限公司盤北煤矸石發(fā)電廠2300MW機組除塵工程；,應用推廣歷程,2010年6月，重力+慣性+袋濾復合除塵技術成功應用于鄭州裕

6、中能源有限責任公司2300MW機組除塵改造工程 ； 2013年3月，重力+慣性+袋濾復合除塵技術成功應用于張家港沙洲電力有限公司2630MW機組電除塵改造工程(國內(nèi)首臺600MW機組電改袋除塵器） 。,新中袋式除塵應用業(yè)績,在袋式除塵方面，公司先后承接了包括張家港沙洲電力有限公司2630MW機組、內(nèi)蒙古準大發(fā)電有限責任公司2300MW機組、內(nèi)蒙古金山發(fā)電有限責任公司2300MW機組、天津陳塘熱電有限公司2300MW機組、內(nèi)蒙古準能矸電有限責任公司2150MW機組、徐州詫城電力有限公司2135MW機組從15t/h1065t/h各型號規(guī)格900余臺鍋爐配套布袋除塵器，其中600MW機組以上袋式除塵

7、器2臺，臺300MW機組以上袋式除塵器42臺，135MW機組以上袋式除塵器63臺，50MW機組以上袋式除塵器236臺。,新中電袋除塵應用業(yè)績,在電袋除塵方面，公司先后包括華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司1660MW機組、國投盤江發(fā)電有限公司2300MW機組、酒泉鋼鐵集團自備電廠2300MW機組、北京三吉利能源張家港華宇電力有限公司2135MW機組、江西分宜發(fā)電有限公司1100MW機組、山西平朔煤矸石電廠2240t/h鍋爐、南京第二熱電廠1 220t/h鍋爐等從130t/h2102t/h各型號規(guī)格70余臺鍋爐配套電袋復合除塵器，其中600MW機組以上電袋復合式除塵器1臺，300MW機組以上電袋復合式除塵器5

8、臺，100MW機組以上電袋復合式除塵器8臺，50MW機組以上袋式除塵器23臺。,山東地區(qū)電廠袋式除塵應用業(yè)績,山東地區(qū)電廠袋式除塵應用業(yè)績,山東地區(qū)電廠袋式除塵應用業(yè)績,山東地區(qū)電廠袋式除塵應用業(yè)績,山東地區(qū)電廠袋式除塵應用業(yè)績,山東地區(qū)電廠袋式除塵應用業(yè)績,截止到2013年5月，公司先后在山東地區(qū)承接了35t/h670t/h各型號規(guī)格112臺鍋爐配套袋式除塵器。,袋式除塵工程應用案例,寶山鋼鐵股份有限公司電廠3#350MW機組電改袋除塵工程 寶山鋼鐵股份有限公司電廠3號機組的燃煤鍋爐，原有2臺4電場靜電除塵器，由于環(huán)保要求的提高，在保留原有電除塵殼體的基礎上改造為袋式除塵器，由于電廠階段性摻

9、燒高爐煤氣，煙氣量大且排煙溫度高達160 ，因而濾袋選用了復合針刺氈（聚四氟乙烯（PTFE）基布聚苯硫醚（PPS）絮棉）濾料的圓筒形濾袋。改造后的袋式除塵器隨機組于2009年6月17日投入使用，至今運行情況良好。目前在全燒煤發(fā)電量滿負荷情況下，在標準工況下煙塵排放量約為15mg/Nm3，除塵器阻力在600-900Pa范圍內(nèi)，滿足了煙氣排放要求。除塵器首批濾袋處在正常使用狀態(tài)。,袋式除塵工程應用案例,內(nèi)蒙古準大發(fā)電有限責任公司2300MW機組袋式除塵工程 內(nèi)蒙古準大發(fā)電有限責任公司2X300MW機組配置兩臺1065t/h的煤粉爐，所采用的燃料為煤，設計的除塵器入口含塵濃度為42g/Nm3，除塵器

10、為XLDM40000型低壓脈沖布袋除塵器，每臺爐對應一臺除塵器。兩臺除塵器分別于2006年12月和2007年3月投運，運行至今設備一直能夠可靠穩(wěn)定的運行，排放濃度穩(wěn)定在25mg/Nm3以下，除塵器上限阻力控制在1000Pa以下，清灰周期在90120分鐘，除塵器首批濾袋使用壽命已超過四年。,袋式除塵工程應用案例,華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠2350MW機組袋式除塵工程 華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠二期工程2350MW機組配置兩臺1100t/h的煤粉爐，所采用的燃料為煤，設計的除塵器入口含塵濃度為25g/Nm3，除塵器為XLDM36500型低壓脈沖布袋除塵器，每臺爐對應一臺除塵器。兩臺除塵

11、器分別于2012年5月和2012年12月投運，運行至今設備一直能夠可靠穩(wěn)定的運行，排放濃度穩(wěn)定在20mg/Nm3以下，除塵器上限阻力控制在1100Pa以下，清灰周期在90120分鐘，除塵器首批濾袋處在正常使用狀態(tài)。,袋式除塵工程應用案例,徐州垞城電力有限責任公司2135MW機組袋式除塵工程 徐州垞城電力有限責任公司2135MW機組配置兩臺440t/h的循環(huán)流化床鍋爐，所采用的燃料為煤矸石，設計的除塵器入口含塵濃度為80g/Nm3，除塵器為XLDM15300型低壓脈沖布袋除塵器，每臺爐對應一臺除塵器。兩臺除塵器分別于2005年7月和9月投運，運行至今兩臺除塵器僅更換了17條濾袋，設備一直能夠可靠

12、穩(wěn)定的運行，排放濃度保持在2025mg/Nm3，前三年除塵器上限阻力控制在1000Pa，第四年除塵器上限阻力控制在1100Pa，清灰周期在80120分鐘，除塵器首批濾袋仍在使用中。,袋式除塵技術,袋式除塵器是利用纖維編織的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其過濾原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒（粒徑為1m或更?。﹦t受氣體分子沖擊（布朗運動）不斷改變著運動方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。過濾的過程分兩個階段，首先是含塵氣體通過清潔的濾料，此時起過濾作用的主要是濾料纖維的阻留；其次，當被阻留

13、的粉塵不斷增加，一部分粉塵嵌入到濾料的內(nèi)部，一部分覆蓋在濾料表面形成粉塵層，此時主要靠粉塵層過濾含塵氣體。,袋式除塵器在正常工作狀態(tài)下是依靠濾料表面形成粉塵層進行過濾！,袋式除塵技術,隨著除塵器過濾工作的延續(xù)，除塵器濾袋表面的粉塵將越積越厚，直接導致除塵器阻力的上升，因此，需要對濾袋表面的粉塵進行定期的清除，即清灰。,除塵器主要由本體系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、壓縮空氣管路系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、閥門、保護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（包括儀器儀表、現(xiàn)場操作柜、PLC）及其它等部分組成。,除塵器設備組成,過濾系統(tǒng),濾袋和籠骨組成了除塵器的過濾系統(tǒng)。 1、濾袋 對于整臺鍋爐布袋除塵器而言，濾袋是其核心部件。濾料質(zhì)量直接

14、影響除塵器的除塵效率，濾袋的壽命又直接影響到除塵器的運行費用。因而，我們根據(jù)除塵器運行環(huán)境和介質(zhì)情況選用進口濾料：PPS/PPS551MPS CS30材料，采用PTF乳液浸漬，正常耐溫110-160，瞬間最高溫度190（單次允許不超過10分鐘）。,濾袋上端采用了彈簧漲圈形式，密封性能好、安裝可靠性高，換袋快捷。僅需1-2人就能在凈氣室內(nèi)進行換袋操作。濾袋的裝入和取出均在凈氣室進行，無須進入除塵器過濾室。,過濾系統(tǒng),2、袋籠 袋籠采用圓型結構，袋籠的縱筋和反撐環(huán)分布均勻，并有足夠的強度和剛度，防止損壞和變形（縱筋直徑3、16條，加強反撐環(huán)4、間距200），頂部加裝“”形冷沖壓短管，用于保證袋籠的

15、垂直及保護濾袋口在噴吹時的安全。 袋籠材料采用20#碳鋼。使用籠骨生產(chǎn)線一次成型，保證籠骨的直線度和扭曲度。加工完成后的濾籠表面進行有機硅靜電噴涂。,過濾系統(tǒng),濾袋材質(zhì)的選擇,燃煤鍋爐除塵器常見到的濾料有PPS，P84，PTFE等，最常用的是PPS，克重550g/m2，通常采用燒毛、熱定型處理，如果含濕量10%，或含氧量10%且溫度大于160度，需另進行PTFE混紡處理，以提高抗水解和抗氧化性能。也可以用PPS +P84針刺氈復合刺氈，通常P84含量為10-15%，主要為了進一步提高過濾精度，其它性能不發(fā)生改變，布袋成本也稍高一些。 常見濾料材料的性能比較如下表：,濾袋材質(zhì)的選擇,燃煤電廠所采

16、用的袋式除塵器中，PPS濾料由于性價比高作為首選，但其抗氧化性能較差，最好運行在160和含氧量8%以下，運行壽命可超過30000小時。同時對NO2、SO2、SO3也應控制，特別NO2的氧化作用往往被忽視，這些參數(shù)與溫度有關，已經(jīng)在試驗室及應用中得到驗證，都是損壞濾袋強力損傷的重要原因。,濾袋材質(zhì)的選擇,結合眾多工程實際情況，總結出的燃煤鍋爐袋式除塵器入口煙氣特點如下： 煙氣溫度：110180 煙氣濕度：315% 含氧量：412% SO2濃度：8006000mg/Nm3 NOX濃度：3001000mg/Nm3，NO2濃度：1035mg/Nm3 粉塵濃度：5150g/Nm3，干法脫硫后500150

17、0g/Nm3,燃煤鍋爐煙氣特征,袋式除塵器技術水平體現(xiàn)在哪？ -濾袋使用壽命更長,燃煤鍋爐煙氣特征,燃煤電廠因采用的鍋爐型式和燃料性質(zhì)的不同，鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣特性則不同，鍋爐使用年代和燃燒參數(shù)調(diào)整也會影響到煙氣的成分，因此袋式除塵器設計選型過程中并不能簡單的移植或組合，而需要有針對的選擇除塵器結構形式、濾袋材質(zhì)和保護措施。通常情況下，煤粉鍋爐較循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的煙氣NOX含量、排煙溫度要高，舊鍋爐因漏風率提高要比新鍋爐產(chǎn)生的煙氣含氧量、排煙溫度要高，鍋爐摻燒高爐煤氣時煙氣含氧量、排煙溫度要升高，摻燒煤泥時煙氣濕度、露點溫度要升高，燃燒煤矸石時煙氣含塵濃度大大增加，燃料的變化也會影響到煙氣成

18、分的變化和粉塵的特性，如含硫量、灰分的增加，也會導致煙氣條件變得更加惡劣。,濾袋失效原因分析,燃煤電廠濾袋的失效分為物理失效和化學失效兩種，而物理失效包括機械磨損、煙氣沖刷、堵塞失效三種類型，化學失效包括高溫損傷、酸堿腐蝕和氧化腐蝕。,濾袋失效形式-物理失效,濾袋失效形式-物理失效,濾袋失效形式-化學失效,清灰系統(tǒng)的重要性,袋式除塵器的清灰系統(tǒng)及清灰制度的設置合理與否將直接影響到除塵器的運行穩(wěn)定性、運行安全及濾袋的使用壽命。從袋式除塵器的除塵機理來看,除了濾料本身的過濾作用外,袋式除塵器外粘附的粉塵層也有過濾作用,這就是所謂的“粉塵過濾粉塵”,因此,對袋式除塵器的清灰來說,清灰太徹底不行,因為

19、這樣會失去粉塵層的過濾作用,更多的超細粉塵會直接進入濾料內(nèi)部而引起過濾阻力不斷上升,以及清灰力過大會影響濾袋壽命等。清灰不徹底也不行,這樣會使濾袋的過濾阻力過高,而影響整個機組的正常運行。另外,袋式除塵器的清灰還必須盡可能地保證整個濾袋及各個區(qū)域清灰程度均勻,否則會引起整個系統(tǒng)阻力分布不均勻,從而影響到內(nèi)部的氣流分布。,脈沖噴吹裝置,脈沖噴吹裝置采用固定行噴式結構，一只脈沖閥對應一根噴吹管，而一根噴吹管對應14-16個噴嘴，噴嘴孔徑大小不一，呈規(guī)則排布，并與濾袋逐一對應，脈沖閥開啟時間為0.1秒，補氣時間為10秒。電磁脈沖閥采用進口產(chǎn)品，噴吹壓力為0.250.4MPa（可調(diào)），氣量為0.20.

20、25m3/次。,低壓脈沖固定行噴吹清灰的原理是依靠脈沖閥膜片快速開啟，在瞬間釋放壓縮空氣，壓氣從噴嘴中高速噴出，引射數(shù)倍的周圍氣體注入袋內(nèi)，濾袋快速膨脹，袋壁產(chǎn)生很大的加速度，抖落濾餅，從而實現(xiàn)清灰。,脈沖噴吹裝置,袋式除塵器與電除塵器一樣對除塵器內(nèi)的氣流分布均勻度有較高的要求，但氣流分布不均勻?qū)煞N除塵器的影響是不同的。對電除塵器而言，直接的影響是除塵效率下降。而對袋式除塵器來說，對除塵效率的影響并不明顯，但會造成整臺除塵器濾袋的濾塵負荷不均勻，在氣流比較集中區(qū)域的濾袋由于濾塵負荷比較大，過濾風速比較高，容易造成破袋，而一旦出現(xiàn)了濾袋的破損，該區(qū)域的氣流流動阻力會更低，氣流也就會更集中，從而

21、造成更大區(qū)域濾袋的破損。因此，袋式除塵器在運行過程中一旦發(fā)現(xiàn)破袋，應及時更換或?qū)⑵茡p濾袋的袋口封堵住。,袋式除塵器氣流分布,對袋式除塵器來說，煙氣在除塵器內(nèi)的流動路徑及流場要復雜得多，無論采取何種進風方式，袋式除塵器內(nèi)的煙氣流動都是一條曲折的不斷變速的路徑，因此，要實現(xiàn)除塵器內(nèi)的氣流均布相對要復雜的多、困難得多，不僅需要考慮除塵器入口處煙氣流通截面上的均流措施（與電除塵器一樣設多孔均流板，由于需要它兼有一定的導流作用，因此，上下孔板孔徑的大小及密度是不同的）及導流措施，還需要在除塵器靜壓室、潔凈室等處考慮導流、阻流等措施，以求得整臺除塵器結構阻力上的平衡。,袋式除塵器氣流分布,袋式除塵器的阻損

22、比電除塵器要大得多，其中約80%來自濾袋的過濾阻力，還有約20%來自結構阻力。因此，在袋式除塵器的系統(tǒng)設計及結構設計時應盡可能減少其結構阻力，使煙氣進入除塵器后能順暢、平緩的流動，并盡可能縮短煙氣在除塵器內(nèi)的流程，盡可能減少和消除局部渦流。袋式除塵器能否實現(xiàn)氣流均勻分布，以及盡可能降低其阻損，除必須采取均流、導流、阻流等措施外，還與其進風方式、分室方式以及濾袋的型式及布置等因素有著密切的關系。,袋式除塵器氣流分布,煙氣流場分布設計的檢驗,CFD模擬,物理模型,冷態(tài)測試,保護系統(tǒng),預噴涂裝置 緊急噴淋降溫系統(tǒng) 濾袋檢漏裝置,預噴涂裝置,除塵器的預噴涂是除塵器投入運行前必須要做的工作，目的是在除塵

23、器運行前在濾袋表面形成由堿性粉末組成的灰層，防止煙氣對濾袋的腐蝕。 具體實施：在除塵器的每列進風管道上安裝預涂灰接管，上料口距地面1m，預噴涂所用的粉料由罐車通過氣力輸送至每列進風管內(nèi)，在主風機開啟后利用除塵器內(nèi)部形成的負壓將粉末吸入并附著在濾袋表面。將風機開啟度調(diào)定到80%，直至當前列阻力增加值達到200300Pa時，進行完畢。,緊急噴淋降溫系統(tǒng),除塵器進風總管上設置了緊急噴淋降溫系統(tǒng)。緊急噴水降溫系統(tǒng)設置兩級，采用氣液兩相噴嘴，保證霧化效果，同時，在平時利用壓縮空氣保持噴嘴的暢通并清除結垢。 當煙氣溫度過高時，通過設置在進風總管上的溫度傳感器反饋信號至PLC，控制緊急噴淋降溫系統(tǒng)啟動第一級

24、噴嘴，進行降溫；如未達到設定溫度以下，則開啟第二級噴嘴；當溫度依舊超標時，此時必須切換旁路以保護濾袋。 該系統(tǒng)的降溫作用不小于30。,緊急噴淋降溫系統(tǒng),濾袋檢漏裝置,通過設置在每個倉室花板上下的差壓檢測裝置可實現(xiàn)單倉壓差數(shù)據(jù)的顯示和報警，如個別倉室壓差明顯偏小，原因可能是灰斗進風口手動調(diào)節(jié)閥沒有完全打開或出風口氣動提升閥意外關閉，如煙囪有肉眼可看到的煙塵出現(xiàn)或通過除塵器出口煙道設置的濁度儀，可斷定當前倉室有濾袋破損，需要檢修更換。如個別倉室壓差明顯偏大，可以判定當前倉室清灰系統(tǒng)有故障或清灰效果不理想，有粘袋現(xiàn)象發(fā)生。,熒光粉檢漏,性能保證,除塵器粉塵排放濃度保證值為20mg/Nm3以下 除塵器運行阻力：前三年1000Pa，終期1200Pa 除塵器本體漏風率2% 除塵設備的使用壽命為30