文_韓志剛 福建龍凈環(huán)保股份有限公司

1 超凈電袋除塵技術(shù)

超凈電袋除塵技術(shù)是電袋除塵技術(shù)改革的典型代表，其目的是實(shí)現(xiàn)超低排放、零排放。超凈電袋除塵技術(shù)根據(jù)電袋除塵技術(shù)原理，設(shè)計(jì)從兩方面提高過(guò)濾性能：①通過(guò)過(guò)濾孔隙率提高，改善超凈電袋復(fù)合除塵器過(guò)濾性能，實(shí)現(xiàn)高精度過(guò)濾；②通過(guò)細(xì)微粉塵顆粒聚積，形成大顆粒粉塵再脫除。因此，在超凈電袋復(fù)合除塵器設(shè)計(jì)過(guò)程中，增大了電場(chǎng)區(qū)比集塵面積，改進(jìn)了兩極結(jié)構(gòu)，以提高電場(chǎng)區(qū)對(duì)粉塵顆粒的捕捉能力。研究表示，電場(chǎng)區(qū)極板比表面積＞40m2/m3/s，平均場(chǎng)強(qiáng)＞3kV/cm，可滿(mǎn)足超凈電袋除塵技術(shù)對(duì)電場(chǎng)區(qū)特性的需求，實(shí)現(xiàn)出口排放濃度低于10mg/Nm3，甚至是低于5mg/Nm3。與此同時(shí)，超凈電袋復(fù)合除塵器經(jīng)流體動(dòng)力學(xué)模擬，改變了進(jìn)口煙道內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高了氣流分布均勻性，保證除塵器各室流量偏差不超過(guò)5%，每個(gè)袋室內(nèi)濾袋流量幾何均方根差不超過(guò)0.2，從而可進(jìn)行煙灰粉塵大量處理，滿(mǎn)足了大型機(jī)組對(duì)除塵器的需求。此外，超凈電袋除塵技術(shù)注重工藝設(shè)備選型，尤其是過(guò)濾材料。覆膜濾料與梯度濾材是超凈電袋復(fù)合除塵器應(yīng)用較為廣泛的兩種材料，具備過(guò)濾精度高、運(yùn)行阻力小、化學(xué)性能好、摩擦系數(shù)低等優(yōu)勢(shì)。另外，應(yīng)用超凈電袋除塵技術(shù)無(wú)需在煙氣處理系統(tǒng)中配置濕式除塵器，這在一定程度上節(jié)約了占地面積，簡(jiǎn)化了煙氣處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了維修保養(yǎng)成本。

2 超凈電袋除塵技術(shù)工藝設(shè)備選型——電袋濾料選型

多數(shù)研究證實(shí)，濾袋性能可直接影響超凈電袋除塵器出口排放效果，提高濾袋性能可有效改善超凈電袋除塵器整體性能。因此，做好電袋濾料選型工作至關(guān)重要。目前，覆膜濾料、梯度濾料、P84纖維濾料是應(yīng)用較為廣泛的三種濾料。

2.1 覆膜濾料

覆膜濾料是借助特殊工藝技術(shù)將膨體聚四氟乙烯微孔濾覆蓋在基材上，從而讓薄膜孔隙分布更均勻，孔徑更小，使濾料能夠抵擋微小粉塵顆粒，使絕大多數(shù)粉塵顆粒無(wú)法通過(guò)濾料表層進(jìn)入濾材內(nèi)部影響濾材透氣性與除塵設(shè)備運(yùn)行阻力。與此同時(shí)，覆膜濾料具備了聚四氟乙烯特性，摩擦系數(shù)低、耐高溫、耐低溫、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，便于清潔的同時(shí)，受外界因素干擾小，利于除塵設(shè)備高效、穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)比覆膜濾料與常規(guī)普通濾料，二者在厚度上、強(qiáng)力上的性能大致相同，但過(guò)濾性能存在較大差異。以50%PPS+50%PTFE纖維+PTFE基布+TFE覆膜（樣品1、2、3、4）與75%PPS+25%PTFE纖維+PTFE基布+TFE覆膜（樣品5）兩種覆膜濾料為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，測(cè)試覆膜濾料常規(guī)性能發(fā)現(xiàn)覆膜濾料厚度在1.39～1.82mm之間，透氣量在36.6～48.7L/dm2/min之間，橫向斷裂強(qiáng)度在1163～1636N/5cm之間，縱向斷裂強(qiáng)度在803～1047N/5cm之間，橫向干熱收縮率在0.40%～1.71%之間，縱向干熱收縮率在0.48%～0.86%之間，與普通濾料基本相當(dāng)；測(cè)試覆膜濾料過(guò)濾性能前30次過(guò)濾效率在99.994%～100%之間；后30次過(guò)濾效率在0.999%～100%之間，過(guò)濾性能較好。

2.2 梯度濾料

梯度濾料是采用梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成的一種濾料，通常濾料致密層、迎塵層采用超細(xì)纖維，以提高濾料過(guò)濾性能；濾料中間層采用高強(qiáng)低伸基布；濾料背塵面采用粗纖維，以降低過(guò)濾阻力。梯度濾料可實(shí)現(xiàn)高精度過(guò)濾且運(yùn)行阻力較低，能夠滿(mǎn)足超凈電袋除塵技術(shù)應(yīng)用需求。對(duì)比分析梯度濾料、常規(guī)濾料、覆膜濾料過(guò)濾性能，梯度濾料過(guò)濾效率較常規(guī)濾料高，但多數(shù)梯度濾料過(guò)濾效率不足覆膜濾料，但后30次清灰周期與后30次殘余壓降多數(shù)梯度濾料低于覆膜濾料。梯度濾料不同其過(guò)濾性能也不同，30%超細(xì)PPS＋40%常規(guī)PPS＋30%PTFE（超細(xì)置于表層）的梯度濾料綜合性能強(qiáng)于同重量50%超細(xì)PPS＋20%常規(guī)PPS＋30%PTFE（超細(xì)置于表層）的梯度濾料。

2.3 P84纖維濾料

P84纖維濾料屬常規(guī)濾料，但較圓柱狀纖維具有更高的過(guò)濾效率，為驗(yàn)證該濾料是否符合超凈電袋除塵技術(shù)應(yīng)用需求，對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試分析。結(jié)果顯示，混紡P84纖維濾料前30次過(guò)濾效率約為99.96%，后30次過(guò)濾效率約為99.98%，與普通混紡濾料相同，但低于覆膜濾料、梯度濾料；混紡P84纖維濾料前30個(gè)周期殘余阻力雖然低于覆膜濾料，但后30個(gè)周期殘余阻力有所提高，且高于覆膜濾料；后30次粉塵剝離率遠(yuǎn)低于覆膜濾料、梯度濾料，見(jiàn)表1。

表1 覆膜濾料VDI性能測(cè)試結(jié)果

從濾料過(guò)濾效率、殘余阻力、粉塵剝離率等綜合比較各種濾料性能，發(fā)現(xiàn)覆膜濾料、梯度濾料適用于超凈電袋除塵器，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度過(guò)濾，可滿(mǎn)足超低排放要求，P84纖維濾料過(guò)濾性能較差，無(wú)法滿(mǎn)足超凈電袋除塵技術(shù)應(yīng)用對(duì)超低排放的要求。故在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)實(shí)際情況選擇覆膜濾料或梯度濾料。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 工程概況

某電廠660MW燃煤機(jī)鍋爐采用亞臨界壓力、一次中間再加熱，直吹式四角切圓燃燒，強(qiáng)制循環(huán)汽包爐，鍋爐最大蒸發(fā)量2100t/h，配備HP983碗式磨煤機(jī)、4室4電場(chǎng)4通道臥式電除塵器，于1997年投入運(yùn)行。隨運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，除塵效率日漸降低，目前已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的煙塵排放要求。該電廠為積極響應(yīng)國(guó)家和地方政府號(hào)召，以該燃煤機(jī)組為試點(diǎn)進(jìn)行了電除塵器改造，經(jīng)多方研究試驗(yàn)確定采用超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)進(jìn)行改造。

3.2 改造方案

利用超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)進(jìn)行改造過(guò)程中：長(zhǎng)柱距、寬跨距不變；將原除塵系統(tǒng)的支架、殼體等裝置保留，改造成本節(jié)約；將第1電場(chǎng)原陰極系統(tǒng)供電方式轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蠓謪^(qū)供電，顆粒荷電提高，除塵效果增強(qiáng)；調(diào)整第2電場(chǎng)、第3電場(chǎng)、第4電場(chǎng)空間布局，讓袋區(qū)氣流分布更科學(xué)、更合理。改造后供電區(qū)、濾袋區(qū)配置了4條煙氣通道?？傮w布局見(jiàn)圖1，主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

圖 1 超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)改造總體布置圖

表 2 主要技術(shù)參數(shù)

3.3 運(yùn)行效果

超凈電袋復(fù)合除塵器改造項(xiàng)目順利投運(yùn)，總投資約為2298萬(wàn)元，占地面積約為1488m2，維修費(fèi)用每年約為355萬(wàn)元；經(jīng)第三方測(cè)試顯示出口煙塵排放為3.71mg/Nm3，除塵濾達(dá)到99.98%，漏風(fēng)率為1.0%，本體壓力下降至776Pa，符合超低排放標(biāo)準(zhǔn)，綜合效益較高。

4 結(jié)語(yǔ)

超凈電袋除塵設(shè)備性能與其濾袋選型、清灰方式等存在密切關(guān)系。當(dāng)前較為常用的濾料類(lèi)型主要有覆膜濾料、梯度濾料、纖維混紡濾料等，覆膜濾料與梯度濾料均可實(shí)現(xiàn)超低排放目標(biāo)，但相對(duì)而言覆膜濾料綜合性能最佳。實(shí)際應(yīng)用證明采用超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)對(duì)660MW燃煤機(jī)組電袋除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，出口煙塵濃度低于5mg/Nm3，達(dá)到燃煤機(jī)組超低排放要求，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可見(jiàn)超凈電袋除塵技術(shù)具有較高應(yīng)用價(jià)值。