布袋除塵器在燃煤煙氣處理當中的挑戰

在當今碳中和的背景下，燃煤機組仍為電力系統的“壓艙石”，熱電廠作為北方供暖熱源站，在電力系統和保障民生中仍然發揮著重要的作用。然而燃煤煙氣的排放過程會使大氣污染，空氣質量下降，對我國的經濟和民生等方面帶來了重大的影響，所以對其治理是我國的重要任務，近年來對火力發電的環保要求更加嚴格，環保法規對燃煤電廠的排放標準逐漸嚴格，2014年工業粉塵排放濃度的限值由50mg/m3調整至30mg/m3，重點區域為20mg/m3，標準更加嚴格。布袋除塵器是一種控制工業粉塵排放的高效設備，與除灰設備一起組成了除塵系統。隨著工業發展導致廢氣排放量增多，對不同運行工況的適應能力應更強，控制要求應更高。

布袋除塵示意圖

布袋除塵器是一種成熟的除塵設備，相比電除塵器更適合多變的工況，比如燃煤飛灰比電阻大于10¹²Ω·cm數量級的情況。如上圖所示，布袋除塵器的工作原理是隨著過濾量的累計，當濾袋表面附著灰塵達到一定量時，由除塵器的控制器發出電信號打開電磁脈沖閥氣路，壓縮氣體由各個脈沖閥出口急促釋放，經噴吹管上的噴嘴誘導幾倍于噴射壓縮空氣量的空氣吹向濾袋，產生劇烈的空氣波，沖擊將從濾袋上部傳遞到下部，進而使粉塵從濾袋上脫離，達成除塵的目的。

由于近年來煤炭在生產、運輸和使用過程中引發的環境污染和生態破壞問題受到了人們的關注，國家加大了對煤炭中小企業的整頓，煤炭采購遭遇較多困難，優質的動力煤往往價格偏高；隨著新能源發電和一些其他因素的沖擊，火電廠普遍效益下降，以上兩種因素使得火電廠采用多種煤種摻燒的方式來降低發電成本，增進效益。摻燒給布袋除塵器的控制帶來了影響：由于每天的負荷曲線不盡相同、煤倉中的煤也不能隨意選擇運輸，有時需要使用燃燒后灰分較大的煤作為高負荷下的燃料，導致了布袋除塵器的除塵量較大。

長時間高負荷下用來除塵的壓縮空氣消耗量就會大于最大壓縮空氣產生量，如果高負荷持續時間過長，就會造成壓縮空氣儲罐內壓力下降，不足以支撐壓縮空氣母管的壓力，除塵系統無法穩定運行，甚至會影響鍋爐的燃燒情況，造成較大的危害。由于搶發電量的同時又要盡可能減少購煤成本，降負荷或者只使用灰分小的煤是不可行的，考慮到占地大小和成本，空氣壓縮機和壓縮空氣儲罐也不能輕易增加數量，所以在這種情況下對布袋除塵器的控制研究很有必要。長時間的高負荷不僅僅造成了布袋除塵器的異常，也會對除塵器后續的除灰設備產生影響。由于被攔截下來的灰會掛在管道、灰斗的內壁上，對測量設備造成誤差，即使是較為優秀的料位計產品也不能做到準確的測量，如果灰的料位超過了警戒線也就是觸及了高料位開關，就只能采取事故手動放灰的方法以免擴大影響。手動放灰顯然影響了后續的正常生產，增加了人力成本。