除尘器技术发展现状及新技术简介

1、.一、除尘器技术发展现状及新技术简介1、除尘技术发展现状我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980年以前，我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地位。改革开放以来，我国国民经济持续不断地高速增长，环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动，国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大，电除尘器的应用得到了长足的发展。国家更是将高效电除尘器技术列入“七五”国家攻关项目。通过对引进技术的消化、吸收和合理借鉴，到上世纪90年代末，我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。进入21世纪以后，我国把“大力推进科学技

2、术进步，加强环境科学研究，积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策，环保产业进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高，对粉尘排放的要求也大幅提高。GB13223-2003火电厂大气污染物排放标准(2004-01-01开始实施)规定新建电厂大气污染物的排放浓度控制在50mg/m3(标准状况，下同)以下，而旧标准GB13223-91要求粉尘排放浓度小于150mg/m3。电除尘器作为控制大气污染、解决环保与经济发展之间的矛盾的主要设备之一，其应用技术进一步得到飞速发展。目前，电除尘器已广泛应用于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业。我国作为世界电除尘器大国立足于国际

3、舞台，不仅在数量上，而且在技术水平上都已进入国际先进行列。电除尘器技术从设备本体到计算机控制的高低压电源，以及绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化，并且已有部分产品出口到30多个国家和地区。在1980年以前，我国电除尘器的规模绝大多数都在100m2以下，而其行业占有量为有色冶金行业32%，钢铁行业30%，建材行业18%，电力行业8%，化工行业5%，轻工行业4%，其他行业3%。随着我国经济的飞速发展，尤其是电力、建材水泥行业的发展达到空前水平，到上世纪90年代中期，电除尘器行业占有量的格局已改变为：电力行业72%，建材水泥行业17%，钢铁行业5%，有色冶金行业3%，其他行业3%。目前火

4、力发电行业的电除尘器用量已占全国总量的75%以上，648m2的电除尘器已在1000MW的火电厂中成功运行。在化工行业，由于受国际硫磺价格的影响，从上世纪90年代中期采用硫磺制酸工艺取代硫铁矿制酸工艺的企业急剧上升，使得电除尘器的行业占有量也随之大幅下降，直到近两年才有触底反弹的迹象。2、新型除尘器技术（1）电-袋混合除尘技术目前，火力发电已成为电除尘器应用的最大行业。在以河南高密煤和内蒙古准葛尔煤为原料的火电企业，其尾气排放浓度经常发生难以达标的情况。原因是该煤种燃烧后的烟气中飞尘比电阻比较高且粉尘颗粒比较细，增加了电除尘器的捕集难度而众所周知，电除尘器的除尘效率受粉尘性状的影响比较敏感。部分

5、企业转而采用袋式除尘器取代电除尘器。但是袋式除尘器占地面积大、不能处理高温烟气，制约了它在更大工业规模上的应用。因此电-袋混合除尘技术应运而生。电-袋混合除尘技术是将电除尘器与袋式除尘器进行有机地组合布置，采用袋式除尘器改善电除尘器性能的组合式装置。这种新组合式装置综合了传统的电除尘和袋式除尘技术的优点。电除尘器作为捕集烟气粉尘的前道工序，发挥除尘效率高、能处理高温的大烟气量占地面积小、工艺上阻力小等优点，通过前级电场将烟气中的大部分粉尘先除掉；而剩下的比电阻比较高、颗粒比较细而难以捕集的粉尘将进入袋式除尘器，此时粉尘的含量已大大降低，使得袋式除尘器的气布比增大，因此袋式除尘器的尺寸可以设计得

6、比较小。综合而言，电-袋混合除尘技术实现了用比较小的经济投入得到满足高标准排放要求的环境社会效益。目前该技术已在上海浦东和金山水泥厂得到成功应用。（2） 高频高压电源技术传统电除尘器的供电电源是采用可控硅控制的高压硅整流(T/R)设备，将工业交流电转换成高压直流电给电除尘器供电。它的基本工作频率即为电网频率(50Hz或60Hz)，其产生的峰值电压比平均电压高约25%，容易在电除尘器的电场中触发电火花，导致电除尘器的运行效率降低。高频高压开关电源是一个与供电电源线路频率无关的可变脉动电源，为电除尘器提供一个接近于从纯直流方式到脉动幅度很大的各种电压波形，其恒流特性可以迅速地熄灭火花并快速恢复电场

7、能量，因而可以针对特定的工况提供最合适的电压波形来提高电除尘器的除尘效率。采用高频高压开关电源可以大幅度提高电除尘器捕集中、低比电阻粉尘的效率，很好地消除高比电阻粉尘的反电晕现象。而且相对于常规的可控硅电源其控制电路，高频高压开关电源的操作更为简单、可靠。高频高压开关电源对配电系统而言是稳定性高的负载，便于计算机集中监控，电源转换效率高，质量轻、体积小，箱内用油少，其优点是显而易见的。武汉国测数字技术有限公司研制的高频高压开关电源已经通过湖北省科技厅组织的技术鉴定。福建龙净环保股份有限公司开发的高频高压开关电源也已通过了福建省中检所的各项检测，并投入工业试运行。（3） 声波清灰技术当电除尘器中

8、的极板、极线积灰达到一定厚度时必须清除。若清灰效果不理想，则会降低电场强度和捕尘能力，影响除尘效率，严重情况时甚至会影响电除尘器的正常运行。声波清灰是通过气声转换装置，将气流的机械能转换成声能，以声波的方式传播至积尘的表面，使积尘产生周期性振荡，克服灰尘之间及其与极板、极线间的附着力，脱离极板、极线表面，从而达到清灰的目的。相对于传统机械振打的清灰方式而言，声波清灰是靠媒质传递能量的非接触清灰方式，能够有效地改善电除尘器极板、极线的清灰效果，使极板、极线的表面保持相对清洁，保证电场内荷电粉尘的有效捕集，减少粉尘的二次飞扬，从而提高电除尘器的除尘效率，同时又不会对电场中极板极线造成损坏。采用声波

9、清灰的技术可以有效地节省人力、物力，降低设备的维护和检修的费用。目前由实验室研发的声波清灰技术成功地应用于首钢烧结机头电除尘器和酒钢烧结厂#3电除尘器，其中后者采用声波清灰器作为惟一的清灰方式。（4） 等离子体气体净化技术传统的烟气净化是针对气体中含有的有害物质的性质不同，分别采用多种化学、生物、物理技术及其组合进行控制，而不是采用一种简单又经济的单一技术对烟气中的多种污染物同时治理。而等离子体气体净化技术能同时除尘、脱硫、脱硝和净化其他有害气体，低温的等离子体可以有效地产生高能电子、离子、自由基等多种分子激发态，烟气中的粉尘在放电等离子体中荷电、捕集；烟气中的有害成分如NOx、SO2、H2S

10、、HCl、二噁英、重金属(Hg)等在等离子体中被氧化，通过中和剂或吸收剂加以吸收，从而达到净化。等离子体气体净化技术应用于电除尘器甚至能除去0.041m以上的粉尘微粒，粉尘排放浓度可以控制在5mg/m3(标准状况)以下。目前，等离子体气体净化技术的主要核心技术已经基本解决，小型号的产品已经得到工业运用。二、电除尘器技术的最新发展随着人们在追求经济增长的同时对环境保护的意识也日益加强，电除尘器新技术的研发也真正地进入了崭新的时期。当前国内电除尘器技术的研发热点主要是以下几个方面。1、 泛比电阻电除尘器技术泛比电阻电除尘器技术是在常规电除尘器的阴极框架上添加辅助电极，阳极采用轻型极板，板面平行于气

11、流且在垂直于气流方向上交错布置。一方面提高工作电压，增强粉尘的荷电效果；另一方面减小收尘辅助极与阳极的间距，提高平均收尘电场强度。这种结构形式能有效地抑制粉尘的二次飞扬，提高对低比电阻粉尘和微细粉尘的适应性，满足日益严格的环保要求2、 移动电极电除尘器技术移动电极电除尘器技术是采用可移动的收尘极板和可旋转的刷子来构成移动电极电场。粉尘在被收集到收尘极板上尚未达到形成反电晕的厚度时，就随移动电极一起转移到没有烟气通过的灰斗内，被旋转的刷子彻底清除，收尘极板仍保持清洁状态。由于清灰是在无烟气流通的灰斗内进行，消除了因清灰造成的二次飞扬。3、 薄膜电除尘器技术薄膜电除尘器技术是用纤维薄膜来代替金属收

12、尘极，使湿式电除尘器在处理高比电阻微细粉尘时达到高除尘效率，且解决了湿式电除尘器在潮湿环境中金属极板被腐蚀的难题。纤维薄膜是以玻璃纤维、塑料等抗腐蚀、绝缘材料为添加剂，制成可导电的薄膜收尘极板。其工作原理是：在纤维薄膜收尘极板上喷洒液体，利用薄膜上毛细管的作用原理将收尘极表面被收集的粉尘不断被冲洗干净。这种设备不但制造成本低、除尘效率高，而且由于所需的冲洗水量仅为采用金属收尘极板时的1/60，减少了二次污水，使其运行成本也大大降低。4、 层流电凝聚技术传统的电除尘理念认为，气体中粉尘微粒在电场中的驱进速度越高除尘效率就越高，因而在设计工艺参数时尽可能选取使烟气呈紊流状态的流速。层流电凝聚技术采

13、用呈层流状态的烟气流速，其收尘效率与收尘极板面积成正比，收集于收尘极板上的粉尘不会因为烟气的流通而返混到烟气中，且其中的微细粉尘颗粒也会相互碰撞、浓缩凝聚“长大”，进一步减少二次飞扬的程度，故收尘效率大大提高。在具体结构上，传统电除尘器的设计是尽量采用大的极间距以求得高的驱进速度。而层流电凝聚技术采用比较小的极间距(100mm)，且极板表面平整光洁，使气流保持层流状态，提高除尘效率。随着国家对污染控制要求的不断提高，特别是对粉尘排放浓度的控制越来越严格，进一步促进了电除尘器技术的不断发展。各种电除尘新技术的开发和研究方兴未艾，正逐步深入到更高的除尘机理的研究层面。传统的除尘理论是将粉尘的收集过

14、程当作一个稳态过程来看待的，但实际上收尘过程却是非稳态的，目前已有科研人员开始研究电除尘的非稳态理论和技术。虽然迄今为止尚未有人研究出粉尘荷电与工作电压、粉尘比电阻特性，以及粉尘厚度之间的定量关系，但有理由相信在不久的将来，一旦在除尘理论上的研究有所突破，必将给电除尘器行业的发展带来质的飞跃。三、燃煤电厂布袋除尘器发展趋势及其运行寿命摘要：电除尘器的除尘效率理论上可达到99.5以上，但实际运行时常受到烟尘物化特性影响，除尘效率会显著下降。而袋式除尘器基本上不受烟尘物化特性影响，除尘效率一般高达99.95以上，并且效率稳定，还可捕集微细颗粒PM10 以下的粉尘和重金属。烟尘排放质量浓度低于50

15、mg/m3 以下时，电除尘器的投资和运行费用远高于袋式除尘器。从达标排放和技术经济比较等方面考虑，使用袋式除尘器是发展的必然趋势。为提高袋式除尘器的运行可靠性和延长使用寿命，在设计、调试和运行中采用合理科学措施，达到减排浓度小于30 mg/m3使用寿命达3 万h以上是完全可行的。1袋式除尘器是今后发展的必然趋势1.1超微细粉尘对大气质量2006年底，我国燃煤发电装机容量已达到4.84亿kw，用煤12亿t，烟尘排放量维持在300万t左右，其中约有270万t左右PM10的超微细粉尘可长期在空气中漂浮，影响大气质量和能见度，特别是PM2.5粉尘以气溶胶形式存在大气中，袋式除尘能较好地收集更多的重金属

16、和99.8以上PM10以下的粉尘。1.2烟尘治理环境标准要求越来越高由于认识到烟尘的危害性，我国已制定烟尘控制标准，而各省市根据本地的状况也制定出更严格的地方标准，如京、津、唐地的影响区要求燃煤电厂烟尘排放质量浓度小于30 mg/m3，河南省已拟出台电力、水泥行业烟尘排放质量浓度小于50 mg/m3,2010年前全国都会实行小于50mg/m3的控制标准，使用4 电场甚至5电场电除尘器都难达到此标准。老电厂改造由于场地所限，增加电场就更困难，只有采用袋式除尘器才能达到新标准。1.3粉尘浓度对脱硫塔安全运行的影响脱硫塔本身有除尘作用，设计人员往往将脱硫塔一般考虑有50除尘效率，有些甚至设计为80除

17、尘效率。以一台300 MW机组为例，双室3电场电除尘器烟气出口质量浓度256 mg/m3，排放量为506 mg/h，按脱硫塔除尘效率50设计，就有253 kg/h粉尘掺入石灰石浆液系统循环，影响脱硫效率，也加剧了循环泵和喷淋系统的磨损，有的电厂运行不到半年，循环泵及喷淋系统部件都因磨损更换。大量粉煤灰也影响石膏结晶和品质不利于销售。更重要的是PM10以下的粉尘不能去除，只有采用5电场或6电场的电除尘器才有可能得到改善，但在占用场地和技术经济比较方面电除尘就失去优势了。1.4电除尘器对粉尘性质敏感,电除尘器理论上除尘效率可达到99.5%以上，但其对烟气性质较为敏感，受烟尘的比电阻、浓度、粒径分布

18、、温度、湿度和燃烧状况、运行中清灰效果、腐蚀等因素影响,大多运行在96.0一99.5。最适合电除尘处理的粉尘比电阻为106一1011 Cm,比电阻低于104 Cm或高达5X1012 Cm都将造成电除尘器效率明显下降。故煤的硫分和其他元素的影响很明显，某电厂燃烟煤，灰分约20%，硫分分别为2.0%和0.5%，对应的除尘效率为99.75和90.00。另外，当飞灰中SiO2加Al2O3的质量分数超过85时，除尘效率显著降低，这是因为SiO2在高温下的挥发再冷凝会形成极细的微粉，Al2O3也常是以极微细的高岑土粉体存在，不仅难收下，而且会在极板面上附成一层膜，难以振打清灰导致电除尘器工作恶化，这2种成

19、分还是极好的绝缘材料，比电阻也很高，导致粉尘粘附力相当大，其粒径微小对荷电和收集都很难，还会形成所谓电气扬尘和造成电晕电流的急剧增加。微量的K20和Na20在有水汽的条件下对降低比电阻很有效，但当Al2O3和SiO2的质量分数较高而K2O和Na2O的质量分数低且灰很轻时，电除尘器难以收尘。郑州热电厂曾由双室3电场改为双室4电场效果不明显，所以继内蒙古丰泰电厂2X2OO MW机组以后，郑州热电厂和焦作电厂共有6台20O MW机组都改用了袋式除尘器。电除尘器对微细粉尘捕捉能力有限，所净化的气体粉尘质量浓度在100一1500mg/m3，故大量的微细粉尘排入大气中。另外，当粉尘质量浓度达到某一极限时通

20、过电场的电流趋近于零，极易发生电晕闭塞而降低除尘效率。较低烟温和较高的湿度可提高除尘效率，但也应考虑到烟气中含有SO3导致除尘器出现糊板、腐蚀、破坏绝缘、影响电除尘器正常工作。1.5电除尘与袋式除尘器技术经济比较！以焦作某电厂22O MW机组烟气量160万m3/h电除尘改袋式除尘器为例。（l）投资费用及场地。要达到排放质量浓度50mg/m3以下，若用4电场除尘器，投资费用约2000万元，若采用袋式除尘器并考虑到阻力加大，更新3台引风机，总投资费用约1900万元，大体上和改造4电场投资费用相当。若考虑老电厂的场地和拆迁费用，电除尘器改造就比袋式除尘器高一些，而占地面积比例为4:3，体积也大1倍。

21、（2）技术指标。袋式除尘器改造投用后排放质量浓度通常都小于3Omg/m3，而一台4电场除尘器一般只能在100mg/m3左右，所以，电厂大都采用5电场甚至6电场除尘器，占用场地可想而知。（3）能耗及运行维护费用。电除尘器总能耗为827.6kw，袋式除尘器总能耗为644kw。电除尘器较袋式除尘器能耗高183.6kw，多耗电费约33万元年。设备运行维护费用按20年计算，电除尘器按4年大修1次，每次需用400万元，年维护费用20万元，20年总计2400万元，年均维护费用120万元。滤袋按3年更换1次，每次需450万元，共计2925万元，加上年维护费用，20年共计3325万元，年均维护费用166.25万

22、元，每年比电除尘多46.25万元，ZOa总计高出925万元。按目前运行情况看，按4年换1次滤袋计算，换袋共需2250万元，加上每年20万元的维护费，共计2650万元。年运行维护费袋式除尘器只比电除尘器高出12.5万元，按4年换1次滤袋算，考虑能耗，则少了20.5万元。国外滤袋使用寿命长达6-8年，所以其运行维护费用比电除尘器低。（4）环境社会效益分析比较。采用袋式除尘器改造后比原3电场除尘器可少排烟尘1890t/年，其中PM10以下微细粉尘933.66t/年，少缴排污费和超标排污费275.8万元。由于减少了粉尘量的排放，减少了对3台引风机的磨损，也减少了停机检修次数，节约检修费90万元年，减少

23、停电损失约500万元，其环境效益和社会效益显著。（5）综合效益比较。袋式除尘器与4电场电除尘器投资大体相当，目前滤袋价格略有下降，所以投资和运行费用比4电场电除尘略低一些，但除尘效率比电除尘器高，袋式除尘器排放质量浓度低于3Omg/m3，而电除尘器则在80一15Omg/m3。3电场电除尘器未改用袋式除尘器时，还要考虑引风机磨损检修费用，这样袋式除尘器年运行维护费用比电除尘低43.75万元，并可年均多发电1281万kwh，增加上网电量收入约500万元左右。1.6采用袋式除尘器是发展的必然趋势从减少大气污染提高人民健康水平和达到越来越严环保指标要求来看，势必要发展高效的除尘器，电除尘器和袋式除尘器

24、均属高效除尘器，各有优缺点，但要达到烟尘排放低于SOmg/m3，电除尘则使用5电场甚至6电场，增加投资和场地，在维护工作量及费用上均比袋式除尘器大得多。而且电除尘器对煤种、锅炉的燃烧方式和烟尘物化特性很敏感而影响除尘效率，从技术经济分析袋式除尘器也有明显优势，所以，近Za来逐渐增多，特别是老电厂改造更为明显，成为今后燃煤电厂除尘发展的必然趋势。2国内袋式除尘器发展现状和存在的问题随着大型脉冲喷吹长袋式除尘器的出现，新型耐折、耐高温、耐腐蚀滤料开发应用，清灰和保护系统自动化程度的提高，使得袋式除尘器应用于电厂的技术问题得到了较好解决。所以，目前袋式除尘器发展很快。国内已有1台300MW机组袋式除

25、尘器投用，1台在调试；ZOOMW机组已有11台投运，3台正在安装（其中有1台电袋）;135MW等级机组大约有8台投运（正安装的未统计）;SOMW机组（其中有电袋）则有10台以上投用。另有l台300MW和l台2OOMW机组反吹风清灰的袋式除尘器在试用。据以上不完全统计，将近40台袋式除尘器在使用，大多数都运行很好，排放粉尘都低于30mg/m3，其中也有出现一些问题，大多改进后得到解决，运行维护和可靠性都有很大提高。使用的技术有引进的ALSTHOM高粉尘浓度有内、外沉降室低压脉冲行喷吹袋式除尘器和鲁奇的旋转喷吹袋式除尘器，其他大部分是国产自己设计开发的产品。总体来说，我国已具备了自行设计袋式除尘器

26、的能力，配套的各种部件和加工国内都很齐全，为燃煤电厂袋式除尘大发展创造了条件。3袋式除尘器设计参数的选择为延长滤袋使用寿命，能够正常稳定运行，设计时对烟气参数、滤材、笼架、结构、喷吹系统要精细综合考虑和选择，这些方面对设备运行寿命有很大影响。3.1设计前测定烟尘的物化特性燃用低硫煤，比电阻超过1013Cm,A12O3超过85而K2O和Na2O含量低，而且灰很径，电除尘器难以收集，应考虑采用袋式除尘。这种情况就是采用了高投资的5电场、6电场都很难长期稳定达到烟尘排放小于5Omg/m3的要求。3.2走出湿法脱硫塔作为除尘器使用的设计误区现在设计中流行采用4电场或5电场电除尘器，使除尘器出口排放达到

27、100m/m3，再加上湿法脱硫除尘50%，达到最后的排放5Om/m3以下的方法，实际工程应用中受烟尘物化特性的影响，5电场电除尘器也很难保证除尘效率达到100mg/m3以下，并且脱硫塔作除尘器用，脱硫效率下降和部件磨损影响正常运行及石膏品质，甚至失去0.015元(kwh）的脱硫电价，这样做得不偿失，值得思考。3.3烟气参数的选定（l）烟气量：滤袋过滤面积选择以实测参数为依据，烟气量选择过高投资过大，过小则在某些工况时锅炉不能满负荷运行，要考虑实测时的漏风量和烟温，是否可通过省煤器、空气预热器检修得到降低，即使排除这些因素后，也还要考虑运行中积灰和漏风逐步加大和煤质变化等因素，所以实测烟气量要适

28、当加大5一10%，适当加大烟气量还可以在“假性”糊袋时带不上负荷起一定缓解作用（即烟气水分偏大，烟尘易糊在滤袋表面，经运行一段时间干燥后，可通过反吹清除），若湿的烟尘进入滤袋纤维内部不能反吹清除的永久性糊袋，只好更换滤袋。（2）烟气温度：烟气温度不但影响烟气量的数值，同时也影响选择滤袋的性能。烟温选定过高，再综合考虑烟气含氧量、N02的数值，很可能选用高一档的滤布P84，这样会使投资增加，所以适当为好。3.4滤袋及袋笼选择（l）滤袋的选择：电厂烟气温度一般运行在120一160，适合在这种温度段使用的只有Nomex（亚酞胺）、PPS（聚苯硫醚）、P84（聚酸亚钱）。 Nomex化学性能较后2种差

29、，都不选用。P84（或聚四氟乙稀）适宜高过200使用，而价格贵得多，电厂一般选择PPS，其性能较好，耐酸、碱最优，耐高温也较好，抗拉、抗磨、抗折较好，但其抗氧化性能较差，所以运行中要防止高含氧量运行。值得注意的是：其理化特性表明连续使用温度190，瞬时温度 220，这种指标是在试验室做出的数据，试验条件与实际条件有一定差距，目前制造厂家大都改为连续使用温度为180，瞬时高温200，甚至建议的使用温度已戏剧性地下降到160，因此，在运行使用时一定要留一定裕量。内蒙古某电厂200MW机组由于旋转空气预热器卡涩，烟气温度在5min内上升到 250，经2次报警，至180才使MFT动作后又重启，被迫手动

30、停炉，由于保护动作延误，致使滤袋受高温冲击10多分钟，几十条滤袋老化更换，因此，保护要可靠并要提前动作。“含氧量在巧以下均可选用”也是有条件的，烟气含氧量及温度对PPS滤料使用寿命有影响，该滤料可在180温度下连续使用，瞬时200（每年累计6Oh以下）；在160的热压釜中能保持90以上的强度，耐化学性非常好，抗酸、耐强碱效果很好，所以，在性价比上是燃煤锅炉最合适的滤料。在160运行的PPS纤维含氧量基于8%(Vol）、NO2小于15mg/m3长期使用，若氧达到12建议温度降在 140运行。总之，含氧越高，使用的温度就要越低，因每增加10，化学反应成双倍的增加,据澳大利亚电厂运行经验，烟气含氧大

31、于15时PPS的耐氧性差，烟气含氧小于10时能长期使用。根据国外的使用经验，PPS滤料在以上的烟气条件下使用寿命可达30000h，但要求烟气含氧小于10、烟气温度不得超过160，烟气温度超过165每年不得超过1OOh，平时应作好锅炉烟气温度变化的详细记录。PPS浸渍PTFE或VV处理可延长滤袋使用寿命，如果选用表面具有混合P84纤维结构的OPtivelPl的PPS，使用寿命会大大得到延长，这在我国已有2个电厂得到证实。考虑到滤袋物理特性、抗折和透气性及较长的使用寿命，滤布应选单位克重为600g/m2为宜。覆膜滤布价格很高，常规燃煤锅炉在技术上也不必要，不建议采用。（2）过滤风速的选择，过滤风速

32、实际就是气布比，既每分钟通过lm2滤料的烟气量，该值选择过高滤袋寿命缩短，选择过低投资过高，合理选择过滤风速是必要的。根据国外和我国运行经验，使用PPS滤袋保证使用寿命30000h，过滤风速一般选择1.0m/min左右，电除尘袋除尘可以选用1.2-1.3m/min，高粉尘浓度的袋式除尘器选用0.8m/min以下，对气流均匀分布及延长滤袋寿命较为合理。（3）核校酸露点温度：运行在酸露点温度以下所产生的强酸同样对滤袋寿命有害。酸露点温度一般在90一145，很多电厂烟气温度都高于这个范围，但低负荷运行时烟温降低，当低于酸露点时，烟气中水蒸气凝结；另一面，低负荷时燃烧过剩空气系数大，过剩氧量高，形成S

33、O3含量会增加，酸露点也会增高，对滤袋和袋笼都有强腐蚀作用。如果燃料含硫量高情况就更严重，因为烟气露点随烟气中S02含量的增加下降，同时S02含量越高，生成SO3也越多。设计时要根据煤的含硫量和低负荷时烟温核算酸露点温度，考虑对滤袋和袋笼的腐蚀影响，应控制除尘器的入口烟气温度在酸露点以上的对策。（4）袋笼的选择：考虑占地面积和保证滤袋循环反复的抗折皱能力及张力，在电厂一般采用D13Omm义8000mm尺寸的滤袋。笼架有园形、多角星形和腰形二节或三节的，均可采用，但应有足够的强度、刚度和尺寸准确并垂直，所有焊点牢固，不允许脱焊、虚焊和漏焊，表面光滑，不允许有焊疤凹凸不平和毛刺，必须作高温有机硅的

34、防腐处理。建议采用14一16根D4.Omm的竖筋，横筋间距25Omm的多角星形二节袋笼为宜。反吹风方式的袋笼采用长方型并采用玻纤的滤袋，大机组使用尚需进一步改进完善。3.5清灰方式在电力系统应用袋式除尘器清灰大体有低压脉冲行喷吹、低压脉冲旋转喷吹以及在低粉尘浓度中使用的反吹风等方式。清灰方式对袋式除尘器使用寿命非常重要，清灰不足阻力增大；清灰过度（频繁喷吹）缩短滤袋使用寿命，而且导致较高的排放浓度！设计时要加以重视。清灰过程，一般认为喷吹时滤袋中部鼓胀后收缩，达到清灰的作用，其实从实验室喷吹过程的录波图和观察到，脉冲气团冲向滤袋，使滤袋快速从上而下产生振动波型，将滤袋表面灰层振动下来，喷吹压力

35、过大，产生振幅也大，形成粉尘飞扬，造成二次吸附，恰当的喷吹压力的振幅形成块状脱落为最佳。调整脉冲宽度，可调整振幅大小，达到最佳清灰效果。同时，振幅过大，滤袋疲劳寿命缩短，振幅过小不利清灰。其次，是如何选用无油无水容量足够的压缩空气机，气包大小要保证有足够的储气量，喷吹后压力很快回升。喷吹管要校正到正好吹到袋口中心后牢靠固定。所用的控制设备灵活可靠，能够调整脉冲宽度小于1OOms和必要的喷吹间隔。曾有台炉由于运行中阻力不断加大，甚至超过2000Pa，造成频繁喷吹，气包设计偏小，压力无法快速回升，造成喷吹失效。要缩短脉冲宽度，所用的 DCS装置不能调到小于100ms，最后对气包和控制系统（喷吹控制

36、部分改用PLC装置）都进行改造。另一个电厂喷吹管固定不好而吹偏造成大量破袋。3.6气流分布的计算机模拟和物理模拟试验气流分布均匀性直接影响滤袋的使用寿命、除尘器的效率及设备磨损等情况，因此，每项工程要对气流分布分别做计算机模拟和10:l的物理模拟试验，验证进气方式、分室方式、排列方式等方面的合理性。特别是烟气循环流化床脱硫（CFB）和NID脱硫除尘一体化系统在设计时更应做模拟试验。因为循环倍率高，除尘器入口粉尘浓度高达10009/m3以上。NID系统在2OOMw机组中用4组反应器，所以烟气分4路进入4组除尘器，气流分配不当，会造成中间2路烟尘量大、2侧烟尘量小的可能性。采用均流板将4列烟气调均

37、匀很有必要，这在焦作某电厂2、3号炉中得到证实，运行中取得了较好的效果。高浓度烟尘是否需要设置预除尘；使用袋式除尘器可以考虑不用，例如ALSTHOM的NID除尘脱硫一体化技术得到很好体现，除尘器入口前有重力沉降的外沉降室，可以使粗的烟尘沉降40%，进入除尘器内，烟尘又撞到斜的均流板，使烟气分左右侧下进风，成为内沉降室，烟尘又减少40%，真正接触到滤袋的粉尘只有20。鲁奇公司采用下进风方式，从下向上进入滤袋前设有均流板，除均流作用外又起到撞击和重力沉降的作用，这些进风方式为简化系统、延长滤袋的寿命起了重要作用，通过模拟试验后，在工程设计使用中更有把握。如考虑到粉煤灰的综合利用设置预除尘是必要的。

38、3.7是否设置旁路焦作某电厂3台200MW机组都曾设有旁路，都因旁路门关不严漏粉，只好焊死，建议取消旁路，同时也符合环保要求。但出现事故只有停机。4袋式除尘器使用寿命及运行在我国煤种多变和运行操作不规范等情况下，袋式除尘器滤袋使用寿命比较合理的是2万多小时，但国外已有运行3万h以上的实例。滤袋使用寿命保证3万h，是配合4a大修1次而选定的，所以沿用至今，如果严格按上述设计要求，并遵循下面的运行措施，还是可以做得到的。（l）降低烟温，防止漏风，做好冷、热态气流分布的调试。a检修空气预热器和省煤器，提高其热交换效率，降低烟气温度在150以下。b防止炉膛、空气预热器和烟道、除尘器的漏风，降低除尘器烟

39、气中含氧量（小于8%）。C除尘器保温要好，防止结露造成酸腐蚀。d做好冷、热态气流分布的调试。（2）控制好喷吹压力，延长喷吹间隔。新投产设备阻力较低可以适当调低喷吹压力、脉冲宽度和延长喷吹间隔，对延长滤袋寿命非常有利。大约运行la左右，滤袋阻力会逐步趋于稳定，根据需要可适当调大喷吹压力和缩短喷吹间隔。（3）启动前做好滤袋预喷涂。检查储灰罐要有足够的灰量，启动引风机，向袋式除尘器滤袋预喷涂，直到布袋表面积存2一3mm厚的粉尘层（大约需3h以上），锅炉方可投油点火。为保护滤袋，每次锅炉点火前都应对滤袋进行预喷涂，并检查预喷涂效果。点火油枪雾化要好、燃烧完全，防止大量未燃尽油滴带到炉后，造成糊袋。（4

40、）正常运行时，滤袋差压大于1500Pa（电袋1200Pa）开始喷吹，到800、900Pa停止清灰。典型压差新袋为1.0kPa,接近寿命时为2.5kPa! （5）锅炉正常运行时，炉膛内氧量应保持在2一3%，袋式除尘器入口含氧要小于8。（6）当排烟温度达到150时保护报警，司炉可以采取减负荷减送风、引风等措施，烟温达到160时第2次报警，继续减少负荷等措施达到降低烟温的目的，达到 170报警的同时开始保护动作喷水。监视烟温下降趋势，回落到160以下停止喷水，继续监视，直到排烟温度恢复正常。超过180应紧急停炉。（7）从水位、流量、炉膛负压等参数和听到爆漏声等判断为水冷壁管泄露时，不得拖延时间，应紧

41、急停炉，防止糊袋。在空气预热器出口最好加装湿度计，检测烟气含湿量，以提早检测出爆管泄漏，提前采取应急措施。（8）防止挥发分高的烟煤未燃尽的煤粉在烟道和除尘器死角积存，或锅炉突然灭火将煤粉抽致炉后造成二次燃烧，当发现除尘器入口温度突然升高很多，马上紧急停炉，采取停引风机联跳送风机和给粉等措施。（9）在运行中发现某一单元室差压变小导致排放浓度升高，即有破袋，且气流通过滤袋上很小的破洞会导致该滤袋及周围邻近滤袋的很快破坏，造成灾难性的损失。因此，必须检测除尘器，及时更换或关闭破袋。可用喷入荧光粉和用使荧光粉发光的紫外灯来检测定位破袋！。（10）如果滤袋在线更换，必须限制气流直到滤袋已充分调节好！即新

42、袋要预涂粉尘层，尽可能使其阻力与其他滤袋相当，以免导致过滤风速过高而损坏滤袋。（11）低温运行可导致灰层上的酸冷凝，腐蚀滤袋和袋笼，锅炉管道泄漏可导致烟尘带水造成灰层硬化！燃油时操作不当可导致烟尘带油，造成部分滤袋失效，这是运行中最常见的故障，运行操作中要特别注意。5结语（l）为减少大气污染，提高人民健康水平，达到国家减排指标和日趋严格的要求，发展袋式除尘器是大势所趋。（2）袋式除尘器投资和运行费用大致与4电场电除尘器相当，设计和运行得当时费用要低于4电场除尘器，但排放浓度远远低于5电场甚至6电场除尘器的指标。（3）设计、运行严格按上述要求进行，滤袋使用寿命可达到和超过30000h，目前已用袋

43、式除尘器的平均年破袋率低于1%，维护工作量比电除尘更少。（4）国外已有600MW和1000MW机组袋式除尘器运行，我国可以考虑逐步推广到300MW和600MW机组上使用。（5）为保证脱硫装置安全可靠运行，可适当考虑采用袋式除尘加湿法脱硫系统的方式。四、电除尘器电源的发展方向高频化和数字化本文以电除尘电源的发展方向高频化和数字化为题，从理论和实践上说明了IGBT高频开关电源能克服传统SCR相控电源的缺点，能提高除尘效率，采用全数字控制能同时解决电除尘器系统控制问题。高频开关电源是典型的环保节能降耗产品，是新建和改造电除尘器的首选供电设备。文章还提供了电除尘器用高频开关电源的线路和控制方案及设计原

44、则。 一、低频整流电源T/R的缺点 从上世纪八十年代至现在，环保领域电除尘器所使用的高压供电电源基本上都是采用输入为两相的可控硅工频相控电源，其间人们也对此做了不少改进，比如研制了将输入改为三相的可控硅工频相控电源,调幅式LC恒流源等，在系统控制方面也做了许多工作，比如把反馈控制量由电压改成电流，电源调节采用了单片机等等。纵观其上，都是跟不上环保标准不断提高和节能降耗、可持续发展的客观要求，其核心问题是电源的工作频率是工频50HZ，造成电源的功率变压器和滤波电感器电容器体积庞大，耗能耗材，耗费空间，并影响除尘效率的提高。 归纳起来，电除尘器的这种传统的低频整流电源T/R主要有五大缺点：一是工作

45、频率低，转换效率低至75以下，耗费电能；二是工作频率低，变压器和滤波器体积大，重量重，耗费大量的铜和铁，不符合可持续发展，同时价格又高，性价比低；三是电源输入为两相380v交流工频电源，又是工频相位调节，致使输入功率因数低至0.7以下，对电网造成很大的电磁干扰，电磁兼容性差，不符合自然和谐发展；四是体积庞大的电源控制调节机箱和隔离升压用的工频变压器分居两处，耗费空间，增加基建费用；五是输出纹波大，致使电晕电压低下，波形又是单一的工频波，使得无法适应高比电阻的工况，达不到环保领域粉尘排放标准的新要求（2004年我国火力电厂粉尘排放标准由原来90年代的200毫克/立方米降低至50毫克/立方米）。

46、二、高频开关电源SIR能克服低频相控电源的缺点 图1是电除尘器一般的高频开关电源主电路拓扑框图。 图1 高频开关电源SIR主电路拓扑框图 假定电除尘器所需供电电源为70kv高压直流电源。输入三相380v50HZ或60HZ交流电源，经三相整流滤波成约520v直流电压，再经IGBT模块高频20KHZ逆变，高频变压整流为70kv，经限流电阻R0供给电除尘器极板。输出电流、电压、反馈至DSP控制器改变脉冲工作频率或脉冲宽度经隔离驱动器送给IGBT全桥高频逆变器以对输出电流输出电压进行调节。输出开路保护、短路保护、变压器油和IGBT的过热保护、输出闪络控制和处理等均由数字信号处理器DSP控制器一并实现。

47、 电除尘器ESP可等效为R、C并联电路，如图2所示。R为电晕电流的等值电阻，随粉尘浓度、颗粒大小、粉尘性质、化学成分、温度、湿度等变化，同时与电除尘器类型、结构、大小、风速等都有关系，变化范围很大，20k10M.C是电极间的等值电容，一般较为恒定，大小随极间距离，极板面积和级间粉尘而有不同，一般范围是5000pF100000pF。 图2 电除尘器等值电路 图3是一般的中低比电阻比如火力发电厂工况下的电除尘器高频开关电源SIR和可控硅相控整流电源T/R的输出直流电压波形。 图3 高频开关电源SIR和可控硅相控整流电源T/R的输出电压波形 举两个例子：武汉国测数字技术有限公司研制了400mA/70

48、kv高频开关电源，其中使用在湖北新冶钢公司二炼铁厂的一台输出120mA/60kv7.2kw,而相同工况下，原来常规的可控硅工频相控电源输出50mA/40kv、2kw；使用在武汉高新热电公司的一台输出54kv/283mA,15.28kw,而在相同工况下，原可控硅工频电源输出48kv156mA、7.5kw,高频开关电源比原可控硅工频电源输出功率提高1倍以上，因而通过了环保测试，达到了新的环保排放标准。 从图3可以看出：常规的电除尘器可控硅工频相控整流电源T/R产生的输出谷值电压，比高频开关电源SIR产生的输出直流电压要低25。谷值电压在静电除尘器电场中触发火花。电火花能抑制电离，显著的限制了加在电

49、极上的平均电压，严重影响电除尘器的除尘效率。高频开关电源SIR工作在20KHZ以上，同常规的T/R相比，高频开关电源SIR提供了几乎无波动的直流输出，这使的静电除尘器能够以火花发生点电压运行。高频开关电源SIR提高了静电除尘器的供电电压和电流，对于细而低比电阻的灰尘，电除尘器粉尘排放浓度显著降低。如果按25来计算，则在上述相同工况下，高频开关电源SIR输出功率比可控硅工频相控整流电源T/R要高出56，从而减少了粉尘排放浓度，提高了除尘效率。此外，对于高比电阻的工况，高频开关电源容易得到各式各样的能提高除尘效果的供电波形，常规电源T/R则因波形单一，无法提高除尘效率。加上系统控制，SIR比T/R

50、可减少粉尘排放量3080。上述着重说明了高频开关电源能提高除尘效率，减少粉尘排放量。SIR克服常规的工频可控硅整流电源T/R的前述四个缺点则是显而易见的：（1）SIR的转换效率可高达95以上，节电20；（2）SIR功率因数达0.9以上，比T/R提高0.2；（3）SIR体积重量比T/R减为1/5以下；（4）SIR控制柜和变压器集成为一体，比T/R省去了控制室。 三、电除尘器提高除尘效率的根本途径是系统控制 电除尘器是一个系统，包括电除尘器本体、电源设备、振打设备、清灰设备、加热器、系统控制器等。欲提高除尘效率，减少粉尘排放，以达到新的环保标准,除了扩大和改进电除尘器本体之外，更经济实用的办法应当

51、说是注重系统，找出薄弱环节，实现最佳控制。曾有一个电厂，原来除尘效果很差，想了许多办法都没有解决，后来将振打设备和供电电源一起同步控制之后问题解决了。还有许多例子：将供电电源由常规的T/R更换成高频开关电源SIR之后，粉尘排放量减少了50，达到了新的环保标准。有的天气特别寒冷的地区，除尘系统无法正常工作，需要预先启动加热器对除尘设备和电源设备实行预加热。有的除尘设备因为锅炉燃煤改变、工况改变需要调整电除尘器极板电源电压才能实现最佳除尘效果等等。这就是说，要将电除尘器系统的各个设备的工作有机连接起来，协调工作，以实现最佳控制，就需要有一个系统控制器，这个系统控制器自然是采用电子计算机，实现数字化

52、，而不是模拟控制器。 四、高频开关电源SIR需要数字控制器 电源设备和其他电子设备一样，已由模拟控制转入数字控制。中、大功率开关电源已更多的采用了数字控制，电除尘器用高频开关电源通常都是30千瓦100千瓦以上，属于大功率开关电源。采用30MHZ300MHZ工作频率的数字信号处理器DSP做下位机，实现20KHZ50KHZ大功率逆变的实时控制是经济可行的。另一方面，电除尘器电源一般不是一台，而是多至3台8台甚至10台以上，电除尘器高频开关电源实现了控制柜和变压器一体化，一般都安装在电除尘本体旁边，远离控制室。为了实现群控和遥控，需要上位机。 电除尘器高频开关电源采用全数字控制即上位机和下位机控制，

53、相对模拟控制具有如下优点：（1）数字化控制可采用先进的控制方法（如自适应用控制）和智能控制策略，使得电除尘器ESP的自动化程度更高；（2）控制灵活，系统升级方便，可以在线设置、修改运行参数，远程开启和关闭电源；（3）可以在同一个硬件系统中实现两种不同原理的控制，比如可以在以调频为主的同时实现某些特定情况下的调宽控制；（4）数字传输比模拟量传输可靠性更高，进一步提高了电源的可靠性，易于标准化；（5）系统维护方便；（6）系统一致性好，成本低，中断程序和分支程序的使用省去了许多硬件电路，生产制造方便；（7）易于组成并联运行系统，扩大电源容量，满足大功率电除尘器的需求；（8）可以兼备电除尘器设备系统的系统控制功能。 五、高频开关电源SIR的全数字控制能同时实现电除尘器的系统控制 前面第三节说了电除尘器需要一个系统控制器，以实现最佳的除尘效率控制。第四节说了电除尘器高频开关电源SIR需要数字控制器上位机和