1 项目概况
黄陵矿业集团店头电厂2×660MW工程是利用黄陵矿业集团自有煤炭资源和矿井疏干水资源为依托，规划建设的煤电联营坑口电站项目，项目位于陕西省延安市黄陵县店头镇，本期建设容量为2×660MW超超临界燃煤间冷发电机组，同步建设脱硫、脱硝、除尘等环保设施。
除尘设备的除尘效率与燃烧煤种的飞灰特性息息相关，飞灰的比电阻和粒度等特性对除尘设备选型有较大影响，不同的煤种选用不同的除尘设备是除尘设备选型的基本原则。
表1 入炉煤质分析
通过对设计煤种和校核煤种的分析可得到以下结论：
（1）本项目收到基硫Sar含量1.23%，含量适中，有利于粉尘在电除尘器收集；由此产生的SOx的含量也适中，也有利于袋类除尘使用寿命保证。
（2）飞灰中SiO2+Al2O3含量80.23%，含量较高，不利于粉尘荷电收集。
（3）Na2O含量仅0.38%，处于粉尘较难扑捉范围。
结合黄陵矿业集团店头电厂地处延安地区，为黄土高原地形，属于贫水地区，设计煤种和校核煤种的特点以及飞灰的物理化学特性，湿法除尘由于贫水无法实现，目前可供选择的除尘方式为干式除尘，有以下三种：静电除尘、布袋除尘、电袋除尘。
2 除尘技术发展
静电除尘器具有运行维护简单、除尘效率高等特点，是目前我国火力发电厂主流除尘设备。布袋除尘器具有除尘效率高、节能效果好等特点，在小规模火力发电厂上有较多应用。但由于在引进初期滤料质量不过关等原因，致使在国内大型火力发电厂中没有得到推广，目前在600MW以上机组应用较少。电袋复合除尘器兼顾了电除尘和布袋除尘的优点，具有初投资小、运行维护简单、除尘效率高等特点，随着近年来国内环保标准的不断提高，尤其是燃用灰分较大或某些难收尘煤时，在大型工程中得到越来越广泛的应用。
2.1 静电除尘器
静电除尘器是在通过放电使气体电离成阴阳离子，锅炉排出的烟气通过除尘器前烟道时，烟气中的粉尘与阳离子结合，形成荷电粉尘，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道，在阴阳离子相互吸引的作用下使带正电荷的烟尘颗粒吸附在阴极板上，通过定时击打阴极板，使烟尘在重力和振动的双重作用下落在电除尘器下部灰斗中，再通过气力除灰系统将灰输送至灰库，从而实现除尘目标。
2.1.1 工作原理
电除尘极间气体在直流电压为25～120kV时，会发生电晕放电而产生阴离子和阳离子。阴离子向除尘电极方向运动，阳离子向放电电极方向运动，在电场作用下，阴离子、阳离子与中性粒子产生碰撞，会连续不断地大量生成，当烟气进入电场后，烟气中的粉尘与阳离子碰撞而粘附带电，成为荷正电尘粒。在烟气流经阴极板时在电场作用下，荷正电尘粒被吸附在阴极板上，于是气体得以净化。
粉尘在电除尘器被消除主要依靠于3个基本过程：
（1）荷电：烟气中的颗粒进入电除尘器前与阳离子结合形成带电颗粒。
（2）吸附：烟气中荷电颗粒在烟气流动过程中因正负电荷吸引作用下吸附在阴极板上。
（3）收集：阴极板上的粉尘颗粒在重力和震动的双重作用下被收集在灰斗中。
2.1.2 特点
引风系统阻力较小，一般压力损失＜300Pa。耐高温特性好，异常工况下可在锅炉排烟温度高350℃以内运行，第一电场的除尘效率最高，后面电厂的效率大幅降低，第一电场除尘效率能达到70%～80%，特别对大粒径粉尘，具有很高的除尘效率。除尘效率受烟气温度、含水量、风压等参数影响较大，对粉尘比电阻反应敏感，对比电阻适中的粉尘颗粒消除效果好。
2.2 布袋除尘器
布式除尘器是一种使用广泛的干式除尘设备，在除尘器中，含尘气体单向通过滤布，尘颗粒留在上游或者滤布的含尘气体侧，而干净气体通过滤布到下游或者干净气体侧，滤布上的粉尘颗粒借助机械振动或压缩空气等方式除去。这种过滤方法对气体中微细颗粒捕捉的能力很强，效率较高，应用广泛。
2.2.1 工作原理
烟气中的粉尘在通过滤袋时，由于颗粒小于滤袋的通过粒径被过滤下来，吸附在滤袋表面或留在含尘气体侧，清洁气体通过滤袋进入到下一环节，滤袋上的过滤材料收集大粒度粉尘主要靠惯性碰撞作用，收集小颗粒粉尘主要靠扩散和筛分作用。滤料表面形成的粉尘层具有一定的过滤作用，可收集部分大颗粒粉尘。
2.2.2 特点
布袋除尘效率较高，除尘效果较好，除尘器出口烟气含尘浓度可控制在10mg/Nm3以下，对烟气中细小颗粒粉尘消除效率高，不受粉尘比电阻特性影响结构简单，维护操作方便，造价低。对烟气温度适应范围较小，即使使用耐高温材料滤袋时，投运要求排烟温度需低于200℃，在锅炉启动、停止等异常工况下需退出运行。引风系统阻力较大，增加引风机运行电耗。滤袋使用寿命一般能达到3年以上，更换费用较高。不适宜于黏结性强和吸湿性强的粉尘，烟气温度不能低于露点，否则会结露从而导致滤袋堵塞。
2.3 电袋除尘器
电袋除尘器是电除尘和袋式除尘器有机结合的产物，利用电除尘高效捕捉烟气中较大颗粒的性能，将烟气中的大颗粒除去，在后半区布置捕捉细微颗粒性能良好的布袋除尘，将烟气中的细微颗粒除去，从而实现了较高的除尘效率。
2.3.1 工作原理
烟气进入除尘器电区，烟气中的大部分粉尘在电场的作用下，通过荷电—吸附—收集等过程被收到电除尘器下部灰斗中，烟气则通过多孔板进入滤袋除尘区，烟气中剩余的粉尘在通过滤袋的过程中被收集在滤袋表面，经过两次除尘的纯净烟气经提升阀进入下一工艺环节。电袋除尘有效结合了静电除尘器与布袋除尘器的优点，大大提高了除尘效率。
2.3.2 结构
烟气从左侧引入，通过气流分布装置进入电场区，在电荷的作用下大多数粉尘被收集，其余粉尘进入右侧袋区，粉尘被滤袋阻挡在外表面，纯净烟气从滤袋内腔流入上部的净气室，然后进入到后部的脱硫装置中。
图1 电袋除尘器结构图
2.3.3 特点
除尘效率高，除尘效率受粉尘参数影响较小，能满足不同工况条件下的运行要求，高效稳定，运行阻力低，滤袋粉尘负荷量小，滤袋使用寿命长，日常维护工作量小，可在线更换滤袋，无需停机，电场区和滤袋区任一方发生故障，另一方可起到一定的补台效果。
3 经济技术比较
基于黄陵矿业集团店头电厂选用的煤种为黄陵一号煤矿原煤，具有高发热量，低硫、低灰、高挥发分的特点，现将该煤种特点与三种除尘器进行逐一比较分析。
3.1 三种除尘技术特点和应用范围比较
表2 除尘器技术特点和应用范围比较
从技术性分析比较，本工程要求的除尘效率和出口排放浓度，三种除尘器型式均能满足，布袋及电袋复合式除尘器粉尘特性的适应较好，出口排放浓度能长期稳定在10mg/Nm3以下，但布袋寿命有限。静电除尘器使用寿命长，维护简单，但对粉尘特性的适应较弱，出口排放浓度在20mg/Nm3以下，湿法脱硫系统需附加75%的除尘效率可满足5mg/Nm3的排放指标；从经济性分析比较，初投资低低温静电除尘器最高，布袋除尘器次之，电袋除尘器最低。年运行维护费用布袋除尘器最高，电袋除尘器与低低温静电除尘器相对较低。
4 结语
由于电除尘器和布袋除尘器本身都存在无法克服的局限性，在本项目上表现突出。电除尘除尘效率受粉尘特性影响大，对煤种适应性较差，同时初投资较大，运行电耗高，除尘效率达不到环保要求；布袋除尘器对初始烟气含尘量高应对乏力，系统阻力较高，所有烟尘据需经过布袋过滤容易造成布袋堵塞、板结，减少布袋寿命，运行维护成本增加，风机电耗大，运行维护麻烦。而电袋除尘器具备了电除尘和袋式除尘的优点，既节约了投资，又降低了运行电耗，同时能兼顾环保要求，电袋除尘器出口烟尘浓度能达到10mg/Nm3以下，大大降低了后续工艺施法脱硫的除尘压力，无论技术比较还是经济比较，电袋除尘器的优势都很突出，故本项目选择电袋除尘技术。
参考文献
[1]王宏明．除尘器选型优化专题报告[R]．西安：西北电力设计院，2016．
[2]原永涛．火力发电厂电除尘技术[M]．北京：化学工业出版社，2004．
[3]孙熙．布袋除尘技术与应用[M]．北京：机械工业出版社，2004．
[4]GB 13223-2011，火电厂大气污染物排放标准[S]．北京：环境保护部，2011.
