燃煤电厂袋式除尘器滤袋材料选择

冯道显

(中南电力设计院，湖北武汉 430071)

燃煤电厂袋式除尘器滤袋材料选择

冯道显

(中南电力设计院，湖北武汉 430071)

结合某电厂“上大压小”改建工程中2台600MW机组配套电袋除尘器的实际情况，分析了滤袋材料的选择原则及更换原因，论述了袋式除尘器滤袋材料对烟气的适应性，为燃煤电厂袋式除尘器滤袋材料的选择提供参考。

燃煤电厂;袋式除尘器;滤袋材料;选择

0 引言

目前在国内燃煤电厂的烟尘处理设备中，静电除尘器占了相当大的比例，但随着我国烟尘排放标准的日益严格，袋式除尘器在燃煤发电厂中也开始逐渐得到广泛的应用。由于袋式除尘器的滤袋材料对烟气温度及烟气成分有比较严格的要求，如果滤袋材质选择不好，对滤袋寿命会产生较大的影响，进而影响机组运行。因此，准确了解滤袋材料特性，合理选择滤袋材料，对袋式除尘器来说是非常重要的。本文结合某电厂“上大压小”改建工程600MW机组配套电袋除尘器的实际情况，分析了滤袋材料的选择原则及实际应用情况，为燃煤电厂袋式除尘器滤袋材料的选择提供参考。

1 工程概况

某燃煤电厂拟采用“上大压小”方式建设2台600MW级超临界发电机组，以替代正在运行的4×125MW小机组，且已获得环评批复。根据批复要求，本工程须安装电袋除尘器，每台锅炉拟配置2台电袋除尘器。工程招标阶段采用的除尘器入口烟气参数见表1，煤质分析结果见表2。其中校核煤质2是工程招标后，电厂为适应煤炭市场的变化新增加的煤质资料。根据设计煤质、校核煤质1及校核煤质2成分分析及除尘器烟气参数，招标确定的袋式除尘器滤袋材料为PPS+PTFE浸渍，滤料由100%进口PPS纤维织成。

表1 工程设备招标阶段除尘器入口烟气参数

2 滤袋材料更换原因

由于本工程是“上大压小”改建工程，即将建成的2台600MW级机组的实际燃煤与电厂二期工程已建成投运的300MW机组的燃煤相近，为了验证实际燃煤的含硫量，电厂委托有关单位对二期正在运行的300MW机组烟气成分进行了检测，实际烟气SO2浓度为3450mg/m3，大大超出用原煤质资料所计算出的烟气SO2浓度。另据电厂反映，二期工程近几年燃煤的年平均含硫量为1.5% ～2.0%，也大大超出原煤质资料中的含硫量。

本工程设备招标后，电厂为提高将来机组对煤质的适应性，又增加了一个校核煤质2，相关参数见表2。由于煤质及烟气条件发生重大变化，原滤袋材质无法满足将来的实际工况要求，滤袋使用寿命难以保证，建议选用更加优质的滤袋材料替代原滤袋材料。

表2 工程设备招标阶段煤质分析

3 几种常用滤袋材料对烟气的适应性

目前燃煤电厂袋式除尘器滤袋材料使用较多的有聚苯硫醚(PPS)、聚酰压胺(P84)和聚四氟乙烯(PTFE)，这几种滤袋材料对烟气的适应性见表3。

表3 常用滤料对烟气的适应性

PPS滤料在实际使用中应注意上下极限运行温度要求。滤料正常上限温度以160℃为宜，瞬时上限温度为190℃。瞬时上限温度的持续时间一般每次不超过0.5h，1年累积时间不超过200h，以防止长期超高温运行加速滤袋老化。下限温度以高于酸露点15℃为宜，侧重防范酸结露发生，避免滤袋发生腐蚀和糊袋。烟气成份条件要求:烟气SO2浓度≤4250mg/m3;NOx浓度≤567mg/m3;烟气氧含量＜8%(温度≤160℃)时;烟气水分含量＜50%。烟气条件超过PPS适用范围时，应按极限温度、烟气化学成分及含量，采用PTFE基布或在PTFE基布的基础上增加一定混比的PTFE纤维复合滤料，提高滤袋综合性能，满足滤袋使用寿命要求。

PTFE滤料耐温性能好，在高氧浓度下也难以氧化，在已知的酸、碱和氧化剂作用下，性能均无变化，对烟气适应性好。

4 电袋除尘器滤袋使用情况调研

为进一步了解袋式除尘器滤料的实际使用情况，对三个相关电厂进行了调研。

4.1 A 电厂

A电厂现有装机容量1200MW，3台200MW机组(编号分别为7、8、9号)和2台300MW机组(编号分别为10、11号)。2007年7、8号机组的静电除尘器改造为电袋除尘器;2008年8月9号机组也进行了改造，改造后除尘器出口粉尘排放浓度均降至50mg/m3以下。

该电厂除尘器改造时所提供的设计煤种硫分为0.95%，校核煤种硫分为1.24%，电袋除尘器滤袋材质采用PPS+PTFE覆膜。改造后除尘器投运几个月滤袋即开始破袋，反复更换过几次且滤袋材料国产和进口的均试用过，效果均不佳。

为了找到滤袋破袋原因，该厂对烟气成分进行了测试，测试结果除尘器入口烟气SO2浓度为5600～6500mg/m3，折算燃煤硫分3%以上，烟气含O2量10% ～12%，排烟温度150℃左右。由于烟气工况严重偏离PPS滤袋所能承受的范围，该厂对除尘器滤袋进行了重新选型，在同一台炉的除尘器上采用两种滤袋方案进行对比试用，一台除尘器的滤袋材质为PPS+PTFE+P84，其中PPS的比例为60%，其他为PTFE+P84;另一台除尘器的滤袋材质为PTFE基布，面层为PTFE+P84+PPS纤维，三者的比例分别为70%、10%和20%，新换滤袋运行已经有半年以上，目前尚未出现破损现象。

4.2 B 电厂

B电厂一期工程2×660MW超临界机组分别于2007年4月19日和8月22日相继投产发电，每台锅炉配置2台双室四电场静电除尘器，实测电除尘器出口最大烟尘排放浓度为231.96mg/m3，不能满足国家环保标准的要求。2008年6月和2009年4月，该厂分别对2台炉的静电除尘器进行了改造，保留一电场，后面三个电场改为布袋除尘器。改造后除尘器出口粉尘排放浓度均降至30～50mg/m3。

该厂实际燃煤硫分1.0% ～1.5%，烟气含 O2量6%，排烟温度140～150℃之间。1号炉滤袋材质为PPS(国产纤维)+PTFE浸渍，除尘器投运后不足半年有滤袋破损现象。2009年2月，该厂将滤袋材料改为PPS(进口纤维)+PTFE基布，更换后至今运行正常。2号炉滤袋材质为PPS(进口纤维)+PTFE浸渍，2009年4月投运至今运行正常。

4.3 C 电厂

C电厂装机容量为1170MW，2台135MW机组(编号分别为1、2号)，3台300MW机组(编号分别为4、5、6号)。2007年该厂先后对2台135MW机组的除尘器进行了改造，将原来的电除尘器改为电袋除尘器。2008年9月2台135MW机组关停，在关停前电袋除尘器运行一直正常，没有出现破袋现象。2008年3月新建6号机组(300MW)，除尘器采用电袋除尘器，投运至今除尘器运行正常。

6号机组在线监测显示，除尘器入口SO2浓度719.83mg/m3(实际燃煤硫分 0.4% ～0.7%)，烟气含O2量5.94%，排烟温度135～145℃。6号机组滤袋材质为PPS(进口纤维)，运行到现在还没有破袋，运行效果良好，但阻力略高，达到1000Pa。2台135MW机组滤袋材料为PPS(进口纤维)，机组关停前，除尘器运行一年多没有破袋。由于该厂实际燃煤硫分较低，氧含量以及排烟温度适中，故PPS材质的滤袋使用寿命得到保证。

5 结语

(1)滤袋材料选择非常重要。选择时应充分考虑所选滤料与实际烟气工况的适应性，同样的滤料在不同的烟气工况条件下，其使用寿命相差很大。在调研的三个电厂中，同样使用PPS滤袋，A电厂效果很差，分析其原因主要是因为烟气中的SO2浓度及氧含量超过了PPS滤料的适用范围，而且在冬季低负荷下，锅炉排烟温度非常接近露点温度，加剧了滤袋酸腐蚀和糊袋，引起滤袋提前破损。

(2)滤袋的核心是滤料纤维。与国产纤维相比，进口纤维质量相对较好。如上述调研的B电厂1号机组与2号机组有着明显的对比，在烟气工况基本相同的情况下，同样是PPS滤袋，采用国产纤维生产的滤袋在较短的时间内出现了破损情况。

(3)对于燃煤实际硫分大于1.5%的电厂，袋式除尘器滤袋材料采用PPS+PTFE面层(比例各占50%)+PTFE基布能够更好地适应烟气条件。如考虑尽量少增加工程投资，则滤袋材料采用PPS面层 +PTFE基布+PTFE浸渍也可满足要求。

［1］JB 6407－92，电除尘器调试，运行，维修安全技术规范［S］.

［2］孟令县，李 伟，裴爱芳，等.电改电袋复合除尘器在220MW机组上的应用［J］.电力科技与环保，2010，26(2):40 －42.

［3］林 军.袋式除尘器在微细粒子控制中的应用［J］.环境与可持续发展，2006，(3):61－63.

The selection for bag material of bag filter in coal－fired power plant

Based on the actual condition of electric－bag filter for 2×600MW units reformation project in a certain thermal power plant，the selection rules and changing reasons for bag material of electric － bag filter were analyzed briefly.The suitability of bag filter in flue gas were discussed and gave some suggestion for bag filter selection in thermal power plants.

coal－fired power plant;bag filter;bag material;selection

X701.2

B

1674－8069(2012)03－035－03

2012-01-22;

2012-04-15

冯道显(1969-)，男，湖北武汉人，工学学士，长期从事火力发电厂锅炉专业设计工作。E－mail:fengdaoxian@csepdi.com