1 引言

目前，客户现有除尘系统故障率高，烟尘排放浓度高达300mg/Nm3以上，输灰系统设备老化，卸灰时有飞灰泄漏现象，需改造现除尘输灰系统。按照《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）规定，现有的旋风分离器+静电除尘器除尘系统无法满足烟尘排放要求，需进行改造。大庆市作为“全国卫生**城市”对烟尘治理的力度也必将增大，因此需按高标准进行改造现有除尘系统。鉴于国内布袋式除尘器技术已形成成熟的工艺路线和产品，在安全、环保方面有许多优势，已有许多可借鉴经验和工程实例，因此本方案采用国内厂家生产，性能经多年工程实践考核的布袋除尘器产品进行现有系统改造，其技术成熟，除尘效果可以保证。对热电厂烟尘系统有效地改造，对保障热电厂的安全稳定运行，实现绿色环保生产有重要意义，也可以降低系统检修费用、节约电耗、回收飞灰，有良好的社会效益，利于电厂的可持续发展。

2 布袋除尘器应用现状

在冶金、建材行业，从70年代就已经大量采用布袋除尘器。从80年代开始，我国就在部分电厂就布袋除尘器处理锅炉尾部烟气进行了尝试，但由于当时工艺水平限制，滤料不过关，技术落后，滤袋破损泄漏，导致除尘效率低，换袋频繁、工作条件差，导致布袋除尘器在锅炉尾部烟气处理中没能得到广泛应用。

图1 脉冲清灰袋式除尘器工作原理示意图

图2 75t/h锅炉配套布袋除尘器结构图

近年来，随着滤布材料制造技术的发展，袋式除尘器在滤布强度、耐高度、耐腐、耐磨等方面都有很大提高。应用布袋除尘器的烟尘排放浓度可以控制在15mg/Nm3～50mg/Nm3,已经广泛运用于电厂、矿山、冶金、化工、水泥、制药、食品等行业作为环境净化和产品回收设备。袋式除尘器应用于锅炉尾部烟气处理已经获得成功。

燃煤锅炉烟气除尘技术经历了水膜除尘、布袋除尘到电除尘的过程，现在又有回到布袋除尘器的趋势。为了对布袋除尘器有更深的了解，本文是新乡市百盛机械有限公司针对布袋除尘器技术做了简单介绍，并对65t/h旋风锅炉选用布袋除尘器与电除尘器进行技术经济比较，供大家共同探讨。

3 布袋除尘器工作原理

3.1 结构原理

袋式除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器，它是利用纤维编织物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其作用原理是尘粒在饶过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒（粒径为1微米或更小）则受气体分子冲击（步朗运动）不断改变着运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。其工作过程与滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等因素有关及其清灰方法有关。滤布材料是布袋除尘器的关键；性能良好的滤布，除特定的致密度和透气性外，还应有良好的耐腐蚀性、耐酸性及较高的机械强度。耐热性能良好的纤维，其耐热度目前已达到250～350℃。

布袋除尘器按其清灰方式的不同可分为：振动式、气环反吹式、脉冲式、声波式及复合式等五种类型。其中脉冲反冲式根据反吹空气压力的不同又可分为高压脉冲反吹式和低压脉冲反吹式两种。脉冲清灰袋式除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节，清灰效果好，是目前为广泛应用的除尘装置。

如图1所示为脉冲反吹布袋除尘器原理图，含尘气体从袋式除尘器入口进入后，通过烟气分配装置均匀分配进入滤袋，当含尘气体穿过滤袋时，粉尘即被吸附在滤料上，而被净化的气体则从滤袋内排除。当吸附在滤料上的粉尘达到一定厚度时，电磁阀开启，喷吹空气从滤袋出口处自上而下与气体排除的相反方向进入滤袋，将吸附在滤袋外表面的粉尘清落至下面的灰斗中。

3.2 脉冲反吹式布袋除尘器基本结构

脉冲反吹式布袋除尘器由滤袋组件、导流装置、脉冲喷吹系统、控制系统、离线保护系统箱体等组成。含尘气体由导流管进入各单元室，在导流装置的作用下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗、其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区，过滤后的洁净空气透过滤袋经上箱体、提升阀、排风管排出。随着过滤工况的进行，当滤袋表面积粉尘达到一定厚度时，由清灰控制装置（差压或定时、手动控制）按设定程序关闭提升阀，控制当前单元离线，并打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后，利用输灰系统送出。如图2所示，为75t/h锅炉配套布袋除尘器结构图，主要包括：

（1）滤袋组组成：滤袋框架、布袋及挂袋板的连接设计采用了自锁装置，安装和更换方便，并能有效延长滤袋使用寿命。滤袋为φ160㎜标准规格，采用聚苯硫醚针刺毡（进口PPS/PPS504CS17、防水防油处理）。

（2）导流装置：采用国际上*的进风方式，设计了的烟气分配装置，目的在于分配含尘气体，并可对大直径颗粒进行分离，避免含尘气体冲刷滤袋，进一步提高整个除尘装置的效率，提高滤袋使用寿命。

图3 现有锅炉烟尘系统示意图

（3）脉冲喷吹系统：脉冲系统由反冲联箱、电磁脉冲阀、承压接头、喷嘴管、支架等组成。在每个滤袋上部，均有一根压缩空气喷嘴管，运行时，一般设定每一排滤袋每隔10秒脉冲反吹清灰一次，定时启动一次电磁阀，将脉冲反吹空气喷入滤袋内进行清灰。

（4）出灰系统由电振动器（或气化板）、电加热器、灰位指示器等组成，电振动器（或气化板）确保灰具有良好的流动性。

（5）控制系统主要由脉冲喷吹控制仪、BMC电脑控制柜、热电阻温度计、静压测点、料位指示器和测量元件组成。

（6）离线保护系统：主要由旁路阀、紧急喷水系统、差压装置、料位计、测温仪、压力检测装置、脉冲控制仪、滤袋检漏装置等组成。烟气温度过高或锅炉尾部复燃时喷水降温，以免烧坏滤袋。在净气室设有由压差仪等组成的滤

袋检漏装置，以便在滤袋损坏时及时报警。由于大吨位锅炉点火及低负荷时需要喷洒燃油，将产生大量的含油烟气，此烟气直接进入除尘器，将造成滤袋布粉层板结，使系统阻力增高，影响正常运行。系统增设旁路管道，使喷油瞬间含油烟气经旁路管道排放而不经过滤袋，从而有效地保护了滤袋。

（7）箱体部分由上箱体（净风室）、中箱体（过滤室）、下箱体（灰斗）、烟气分配器、花板、平台、扶梯、支腿、进风口、出风口、出灰斗、保温、彩色面板等组成。

4 除尘器改造前后对比

现有烟气系统如图3所示。

4.1 布袋除尘器改造前情况

热电厂3台煤炉原设计除尘系统工艺方式为旋风除尘电除尘两级除尘，除尘器入口烟尘浓度37g/Nm3，锅炉烟尘排放一直在1500～2500mg/Nm3，烟尘排放浓度远大于国家现行标准低于50mg/Nm3的要求。另外引风机设计流量148000m3/h，压头为4880Pa，引风机的设计流量和压头是满足要求的，可是实际运行中引风机压头和烟气流量未达到设计值。

4.2 布袋除尘器项目改造后情况

4.2.1 布袋式除尘器由于实现了气环反吹和除尘装置的连续操作，另外袋料解决了耐温问题，目前在北方旋风炉除尘应用中炼化公司尚属应用，考虑到东北气温的实际情况，解决了露点温度不够，结露的问题，为其他电厂采用此项新技术提供了宝贵经验。

4.2.2 热电厂投产的2#锅炉在60～65吨/小时负荷情况下，引风机挡板开度只有52％，与改造前相比，当锅炉负荷超过60吨/小时以上，引风机挡板全开100％，锅炉炉膛负压调节余地大大提高，不仅能保持在工艺指标范围内（－40Pa～-60Pa）,引风机入口挡板还有50％的余量。

4.2.3 锅炉室内环境得到了较好的改善，锅炉前置炉漏烟漏火现象基本得到了消除，改善了工人的操作环境和设备的运行安全。

4.2.4 至07年8月31日，改造后的2#布袋除尘器运行以来，烟气含尘量经炼化公司林源环境监测站的定期检测，始终低于50mg/Nm3,与改造前2000mg/Nm3相比*符合国家关于烟尘排放的标准。

4.2.5 完善的除灰、输灰和灰库自动化设计，大大降低了工人的劳动强度，同时由于是全封闭设计，每台除尘器下有一套气力除灰装置，三台气力除灰装置共用一根母管、一座灰库和一套空气压缩系统，就地控制，大大减少了输灰过程对环境造成的污染，厂内环境得到了极大改善。

4.2.6 2#锅炉10月15日和10月17日环保监测中心林源监测站根据公司质量安全环保处下达的临时监测计划，对具备检测条件的热电厂1个废气污染出口进行了系统监测。

5 两种除尘器的技术经济比较分析

结合热电厂实际情况，现对电除尘和布袋除尘器从经济和技术方面做详细技术和经济比较，以推选出方案。详见表2。由表2可以看出，采用袋式除尘器及静电除尘器均具有技术可行性。根据热电厂采用旋风锅炉及掺烧石灰石工艺的特点，应当采用布袋除尘器。

5.1 入口浓度对除尘器的影响分析

根据相关资料针对旋风炉进行研究，发现在加入石灰石脱硫及降低灰融点的情况下，进入除尘器的烟气含尘浓度随着脱硫效率的增加而增大，当脱硫效率达到70%时，烟气含尘浓度增大40%左右。若采用电除尘器，当烟气的含尘浓度过高时，烟尘形成的空间电流大大的增加，导致除尘器的电晕电流减小，甚至形成电晕闭塞现象，严重影响电除尘器的除尘效率。若采用布袋除尘器，当烟气含尘浓度过高时，则不会影响除尘器的除尘效率。

5.2 建设场地的限制

改造工程若采用静电除尘器满足烟尘浓度低于50mg/Nm3的要求则需加4个以上的电场，且由于锅炉燃烧过程中加入石灰石，使飞灰的比电阻增高，静电除尘器的两极板的距离加大，从而使电除尘器的设备尺寸增大，根据已有的设备占地是布置不了的；另外，静电除尘器的能耗比布袋除尘器高。而布袋除尘器的外形尺寸可以满足该区域布置，且能耗低。

综上所述，除尘器若采用布袋除尘器（除尘效率不低于99.9%），经烟囱排放，烟气处理系统可保证总除尘效率≥99.9%。设计煤质能保证烟尘排放浓度可满足新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）规定的50mg/Nm3要求。

6 布袋除尘器运行成本分析

运行成本简要分析情况如表3所示。布袋除尘器日运行按22小时计，年运行按5000小时计，厂用电价格按每千瓦0.45元计。成本效益分析主要考虑进行布袋式除尘器产品和电除尘器产品对比。

7 结论

通过对客户电除尘改为布袋除尘的工程实践，证明火力发电厂锅炉尾部烟气处理采用布袋除尘器是*可行的，并且除尘效率高，一次性投资省，设备占地小（相对于四电场以上电除尘器），运行成本及排污收费低。尤其是近年来，由于制造技术的发展，对滤袋的结露、磨损等问题都得到了有效的解决，为袋式除尘器的应用提供了有力的保证。另外，由于除尘器的运行、故障及异常诊断均采用自动化监控管理，其操作管理均较简便。

烟尘经治理，更换布袋除尘器后不但具有上述经济效益值，而多排放的灰经收集后可用于制水泥、砖等经济用途。所以，对我司客户烟尘系统有效地治理，对设备的安全稳定运行，改善生态环境，实现绿色环保，有良好的社会经济效益，对可持续发展等具有重要的实际意义。