燃煤电厂除尘技术和实际应用

1、燃煤电厂除尘技术和实际应用目 录一、 我国燃煤电厂除尘技术概述二、电除尘器三、袋式（电袋)除尘器四、湿式电除尘器五、移动电极电除尘器上世纪70-80年：旋风除尘、多管旋风除尘、文丘里除尘、水膜除尘。上世纪80-90年： 电除尘逐步采用，80年代中后期发展迅速上世纪90-2000年： 电除尘广泛采用，部分小机组脱硫除尘一体化的湿式水膜除尘器2000年后： 大机组几乎全部为电除尘，少量袋除及电袋一、 我国燃煤电厂除尘技术概述电除尘为主，袋除+电袋为辅2014年9月，国家三部委联合下发了煤电节能升级与改造行动计划（2014-2020年）,提出-超低排放,对颗粒物排放提出了严格要求,增设了脱硫后的WE

2、SP和低低温电除尘技术一般采用以下的除尘技术路线：（1）低温省煤器+低低温电除尘器+高效脱硫辅助除尘（2）电除尘器+高效脱硫辅助除尘+湿式电除尘器（3）袋式（电袋）除尘器+高效脱硫辅助除尘近两年，改造的工程较多，可以满足超低排放标准，运行的稳定性及可靠性还需要进一步检验。 除尘新技术在向高效、节能、经济、环保等多元化方向发展，未来的除尘技术研究领域发展趋势有以下特点：提高电除尘器对高比电阻、低比电阻和PM2.5超细粉尘捕集效率；除尘、脱SO3、脱重金属等多功能除尘器一体化；高温电除尘技术的研究与开发；控制的网络化和智能化。二、电 除 尘 器 电除尘器的特点 处理烟气量大； 阻力低，200-30

3、0Pa； 处理高温、强腐蚀性烟气； 除尘效率高，维护费用低； 不易适应操作条件的变化 受烟气条件粉尘性质制约， 如比电阻等电除尘器的结构组成 除尘器的支架和壳体；阴极系统；阳极系统；振打系统；高压电源；电气和控制系统等 电除尘的工原理 在放电极（负极）上施加高压电，形成发生电晕放电的高压电场 含尘烟气通过电场，粉尘颗粒在电场中荷电，在电场力的作用下，大部分趋向阳极被捕集。电除尘收尘过程可归纳为四个阶段 气体电离产生电子和离子 粉尘获得离子而荷电； 荷电粉尘沉积于收尘极； 振落收尘极上沉积的粉尘。 电除尘的分类按电极的清灰方式分： 干式电除尘 湿式电除尘 气流在电场内的流动方向分： 卧式电除尘

4、立式电除尘 按收尘极的形状分： 管式电除尘 板式电除尘 按放电极和收尘极的不同配置分： 单区电除尘 双区电除尘 按进入电场的烟气温度分： 高温电除尘 低温（冷）电除尘 按振打方式分： 顶部电磁振打 侧部机械摇臂锤振打 挠臂锤振打电磁振打管式板式电除尘的常用术语台具有一个完整独立壳体的电除尘器称为一台室电除尘器内气流通过一个流通截面积的空间称为室。一般小型电除尘器多设计为单室，大型电除尘器多设计成双室、三室。电场电除尘器沿气流方向分成若干区，每个区内有完整的收尘极和放电极，并配有一台高压电源装置，该区就称为一个电场。一台电除尘器根据所要求的除尘效率，可设计成、3个、4个、5个或更多的电场。电场流

5、通截面积电场宽度和电场高度的乘积称为电 场流通截面积，单位 为。电场长度沿气流方向各个电场长度之和称为 电除尘的总电场长度,单位为m。停留时间气体通过电场长度所需的时间称为 停留设计，等于电场长度除以电场 风速，单位为s。电场风速气体在电场内流动的速度称为电场 风速，等于处理风量（m3/s）除以 电场流通截面积（），单位为m/s收尘极板面积是指一台电除尘器所用收尘极板的投影面积。由 于极板的两侧均能收尘，所以应乘以2，单位为。比收尘收尘面积单位烟气量所分配到的收尘极板面积称为比收尘 面积。等于收尘极板面积（）与烟气量（m3/s） 之比，单位为/ m3/s。驱进速度 指粉尘荷电后在电场力的作用下

6、向收尘极运动的速度，单位是cm/s电晕放电在放电极和收尘极之间，施加高压直流电，当外加电压升高到某一临界值时，即电场达到气体被电离的强度时，便在放电极附近很小范围内，出现蓝白色辉光并伴有嘶嘶的响声，这种现象就称为为电晕放电。火花放电产生电晕放电后，当电压继续升高到某一点时，放电极接连产生瞬时通过整个间隙的火花闪络，这种现象称为火花放电。电晕功率是指输入电除尘器的有效功率，等于电场的平均电压和平均电晕电流的乘积，单位是W。伏安（V-A）特性在电除尘器运行过程中，电晕电流与电压之间的关系称为伏安特性。 核心部件C480阳极板RS芒刺线工频电源高频电源煤的含硫量对电除尘器效率影响 煤的含硫量对电除尘

7、器效率影响很大。 含硫量1.52.0，有利于降低飞灰的比电阻，提高电除尘器的除尘效率。 含硫量1时，飞灰的比电阻很高，严重影响电除尘器的除尘效率。含硫量愈低，反电晕的程度愈强烈。 含硫量 0.580.18，含硫量的多少对电除尘器的性能无显著影响煤的含硫量量对电除尘器性能的影响曲线电除尘设计计算最常用的理论公式是DeutschAnderson公式， 总收尘效率，%；=(1c2/c1)100，； c1进口气体含尘浓度，g/m3(标)； c2出口气体含尘浓度，mg/m3(标)； e 自然对数的底； 驱进速度，cm/s； A 收尘极板的有效面积 ，m2； Q 烟气量，m3/s； 三、袋式及电袋除尘器袋

8、式除尘器的特点 除尘效率高且稳定，99.9%，对PM2.5去除率较高；出口一般10-20mg/Nm3.采用超细纤维可低于10mg; 可处理高浓度烟气， 对煤种适应性强，除尘效率不受工况和粉尘性质的影响； 设备阻力比电除尘高， 阻力-1000-1500Pa，引风机能耗较高； 滤袋受烟温的限制，不适合处理200以上的高温烟气； 维护费用高，需要定期更换滤袋。 袋式除尘器在燃煤电厂的应用 呈上升趋势 （一）袋式除尘器 袋式除尘器除尘机理 通过滤料及滤料表面形成的粉尘层过滤达到对烟气的净化，烟气通过滤袋进入净气侧，粉尘被阻挡在滤袋含尘侧 经典的粒子捕获机理布袋除尘器清灰过程以压缩空气为清灰气源过滤时滤

9、袋从袋笼支撑处向里收缩。清灰时一股短促的压缩空气喷吹入滤袋上口。滤袋从袋笼支撑处向外膨胀。滤袋表面粉尘饼被剧烈抖落。粉尘落入下部灰斗。 燃煤电厂袋式除尘技术主要形式 按清灰方式 机械振打袋式除尘器（内滤式）反吹风袋式除尘器（内滤式）脉冲清灰袋式除尘器 （外滤式，燃煤电厂广泛应用） 低压旋转喷吹 固定行喷吹 反吹风袋式除尘器 用处理后的净烟气反吹的气流使滤袋形成缩瘪和臌胀的变形，清除滤袋表面上的粉尘。清灰弱（2），过滤风速低（），除尘器运行阻力高。 低压旋转脉冲喷吹袋式除尘器 滤袋上方设有可旋转的喷吹管，喷吹管上喷嘴按一定规律设置，滤袋呈同心圆布置，清灰时喷吹管匀速连续低速旋转，脉冲阀按一定间隔

10、时间进行脉冲喷吹，喷吹压力一般2 气源为罗茨风机提高。 1出口提升阀2烟气出口3烟气入口4入口阀5花板6滤袋，袋笼7 楼梯、平台8 灰斗、壳体9脉冲阀10旋转喷吹机构 压缩空气通过喷吹管在极短的时间内高速喷入滤袋，同时诱导数倍于喷射气量的净烟气进入滤袋。滤袋急速胀瘪，滤袋表面的粉尘抖落清除。 行脉冲喷吹袋式除尘器 布袋除尘器结构组成 燃煤电厂锅炉配套布袋除器尘主要类型 行喷吹低压脉冲布袋除尘器 该技术位为我国自主研发成功的技术，结构型式为圆袋、行喷吹、低压长袋脉冲、外滤式。 主要特点： 技术成熟、结构紧凑、清灰彻底、检修维护方便、耗气量小、脉冲阀采用进口脉冲阀。缺点是：脉冲阀数量多，成本较高。

11、 旋转喷吹低压脉冲布袋除尘器 该技术位为引进德国鲁奇公司的专利技术，为扁袋、旋转喷吹、低压长袋脉冲、外滤式。 主要特点： 技术成熟、结构比行喷吹更加紧凑、清灰彻底、检修维护方便、大型布袋成本更低。缺点是：耗气量较大、需要专用的进口脉冲阀。行喷吹和旋转喷吹的比较序号项目行喷吹旋转喷吹1喷吹压力（kg/m2）3-5，0.7-0.9，滤袋寿命较长2 喷吹气源空压机，系统复杂罗茨风机，系统简单3喷吹机构固定，喷吹点对点清灰转动，概率随机清灰4滤袋及布置圆形滤袋，矩阵式长圆形，同心圆式5脉冲阀3-4英寸，数量多，控制复杂大孔径，12-14英寸，数量少，控制点少，控制简单6结构特点模块化，安装较麻烦紧凑，

12、模块化，占地面积小，安装方便7检修维护麻烦方便燃煤电厂常用滤料高温滤料的性能比较纤维种类操作温度（长期/瞬间）水解稳定性耐酸性耐碱性耐磨能力抗氧化性诺梅克斯 NO190/230 oC中中优优中玻璃纤维FG260/290 oC良优差差优莱登（PPS）160/190 oC优优优优中P84（HT）240/260 oC中良中良良PTFE250/280oC优优优中优PPS滤料的性能燃煤电厂常用过滤材料聚苯硫醚（PPS）PPS滤料是美国公司发明并应用于燃煤电厂，目前主要产地在日本和美国PPS滤料极限温度值： 190PPS滤料使用温度值： 120-160PPS滤料报警温度值： 160PPS滤料紧急喷水保护温

13、度值：170PPS的运行寿命趋势图（温度、运行时间）滤袋采用针刺毡滤布制作原料 开松 混料 梳理 铺网 针刺 后处理 成品针刺毡滤料后处理多种选择的滤布后处理能够提高过滤精度和防腐能力热定型 热轧光 烧毛 防油防水 浸渍（电镜照片） 布袋除尘器要求良好的监测控制和自身保护，同时也要求锅炉系统与其很好的配合，锅炉系统要有严格的操作。 监测项目 1、温度监测和控制 2、压差监测与设备阻力控制 3、清灰系统的监测 4、除尘器的检漏装置 5、设备其它部件的监测 袋式除尘器安全保护安全保护项目 1、锅炉燃油时的防护预喷涂系统 2、烟气超温的保护措施紧急喷水降温系统 3、锅炉系统发生“四管”爆裂时的保护旁

14、路系统 4、除尘器的日常检修与维护大型袋式除尘器设计的主要内容 大型化设计的模块化及结构计算 进气方式及气流组织分布设计 过滤、清灰设计 关键部件的设计 检修及保护系统设计 控制系统设计（1）过滤风速 (2)压力损失通过实验确定。可按下式推算： Pa 式中 PC除尘器外壳结构的压力损失，300500Pa； P0清洁滤料的压力损失，数十Pa； Pd粉尘层的压力损失，一般为5001000Pa。 m/min 脉冲清灰袋式除尘器（行喷、旋喷）过滤系统滤袋与花板径向密封。袋笼为圆形（155mm）或椭圆形(12060mm)，承压能力强脉冲清灰袋式除尘器（行喷、旋喷）清灰系统脉冲气流使滤袋瞬间臌胀粉尘被抖落

15、清除，清灰的压力越大滤袋承受应力越大。喷吹管上喷吹口位置或尺寸参数的不同设置达到均匀清灰。清灰压力（3Kg/cm2），在线清灰关键部件 花板：激光切割，平整度要求1/1000滤袋：PPS针刺毡，后处理袋笼：4冷拔丝，有机硅处理 脉冲阀：原装进口现状 起源于美国，九十年代末本世纪初，中试已经完成，目前已经建立2个工业应用示范厂，现在没有大规模的工业应用。 我国从2003年开始研究。 2005年以后，国内除尘器厂家为了迎合市场需要，在缺乏基础和试验研究的情况下，将电袋除尘器推向市场并工业化，主要是电除尘与布袋的串联结构形式。目前运行120台套左右，大的600MW机组，小的50MW机组。电除尘与布袋

16、混合布置处于中试阶段。 研究和应用的目的，将二者的除尘机理结合起来，吸取两者优点，克服二者缺点而开发的一种新型除尘器 （二）电袋复合除尘器2.电袋复合除尘器的结构形式：有二种串联式 -前电（1-2电场）后袋一体式混合式-电袋交错混合布置串联式电袋复合除尘器模型3.电袋复合式除尘器结构 其主要部件包括： 气体均布装置： 电场区：极板、极线、振打装置及高压供电装置 滤袋区：滤袋、袋笼、脉冲阀、花板、喷吹管、提升阀、电控装置等 滤袋：它由不同纤维编织而成滤布，再制成滤袋。滤布纤维的选择要根据烟气温度、烟气成分、粉尘浓度及性质而确定。 滤袋（PPS）寿命没有达到预期4-5年，一般1-3年； 个别项目袋

17、滤就大面积破损，检测结果滤袋的强力衰减很大，有的滤料已氧化变质； 电除尘的除尘效率不理想，未达宣传的80-90%； 电袋结合处的气流分布孔板粘灰、堵孔。 电袋结合处气流分布不均，引起电场向下偏流。 前区电场电晕放电产生一定的臭氧（O3)，虽不稳定，但存在2-4s足以到袋区，同时因氧化使烟气中的NO2和SO3浓度升高，对后区滤料PPS的使用寿命产生很大影响；PPS的耐氧化能力差，对NO2和SO3敏感。以上导致滤袋就大面积破损，检测结果滤袋的强力衰减很大，有的滤料已氧化变质，变脆发黑。 上述现象较普遍，电场电晕放电产生臭氧，对后区布袋PPS的使用寿命产生影响，这是肯定的，影响程度取决电场的强弱和烟

18、气指标。 电袋除尘器现在还不能说是一种成熟、可靠的技术，需要不断改进和完善。 使用电袋除尘器要谨慎，不要盲从。四、湿式电除尘器处理高湿等饱和湿烟气不宜用干式除尘器的处理的场合燃煤电厂的湿电除用于净化脱硫后的饱和湿烟气，使排放的颗粒物达到超低排放与干式电除尘的区别在于，没用振打清灰装置用水连续或定期冲洗两极产物为污液,系统需要水处理设备和水循环系统 湿式电除尘器分类按进气方式分为：立式与卧式按阳极形状分为：管式及板式按阳极材料分为：刚性与柔性（织物） 刚性分为金属与非金属（塑料或导电玻璃钢）按清灰方式分：在线水膜清灰和间断冲洗清灰 湿式除尘器的原理 原理与干式ESP基本相同， 壳体及钢结构（钢支架、本体钢结构、上下箱体、入口变径、顶部出口）；阳极系统；阴极系统（放电极、阴极悬挂系统、阴极梁等）高压电源；辅助设备:顶部喷淋系统、二次冷凝超细雾化系统、热风吹扫系统、气流均布系统。收尘极（阳极）形状立管式卧板式冲洗