（西安热工研究院有限公司，西安710032）析了其技术经济特点，同时也提出了一些需要解决的技术问题。其中静电除尘单元与布袋除尘单元之间的结合形式是一个技术难点，因为其将影响整个除尘系统的效率和布袋的使用寿命。针对两种收尘方式之间的结合形式问题，研究开发出一套气流分布试验台，通过采用一定形式的气流分布板进行冷态试验研究，分析了几个关键截面的流场，掌握了气流分布规律，确定了气流分布板的开孔分布，为进一步进行中试试验研究和实现工程化奠定了基础。研究表明，采用了具有独创性的结合形式后，该新型静电布袋复合除尘器应用于工程后将具有非常大的经济和环保优势。
我国燃煤电厂锅炉配套的除尘设备以静电除向：火电厂烟气污染控制技术基金项目：中国华能集团公司科技项目（F-04-HNK06）和西安热工研宄院有限公司研宄与开发基金项目（A-03-TYK02）资助尘器为主。到目前为止，电力行业采用静电除尘器的锅炉容量占总容量的95%以上。
静电除尘器的除尘效率受到设计水平、锅炉运行状况、燃煤煤种、粉尘的物理、化学性能等很多因素的影响。由于我国燃煤电厂煤种多变，加之运行维护等方面的原因，现役静电除尘器大多都很难达到设计效率。根据新的火电厂污染物排放标准，国内绝大部分现役电除尘器都面临改造。传统改造方法是大幅度加收尘面积和串联电场数，但是这样就可能受到场地的限制而无法进行改造，并且对于直径为0.11.0的尘粒收尘效率仍然不高。
袋式除尘器作为高效除尘设备，近年来得到了发展，但存在压降大、清灰复杂的缺点，设备庞大且昂贵。
因此，电力行业需要技术性能更高的除尘装置来满足现役电收尘器改造需要，以达到新排放标准要求。
静电布袋复合除尘器是基于静电除尘和布袋除尘两种成熟的除尘理论而提出的一种新型的除尘技术。它结合了电除尘器和布袋除尘器的优点，除尘效率高（排放浓度可以低于20mg/m3），既能满足新的环保标准，又能加运行可靠性，降低电厂除尘成本。因此，静电布袋复合除尘器的开发对现役电厂电除尘器改造和新建电厂（包括现役电厂扩建机组）除尘设备选择具有重要意义，同时也是对静电除尘和袋式除尘的集成创新，具有较大的学术价值，是中国烟气治理的发展方向之一。
1燃煤电厂静电除尘器效率较低的原因分析及改造方案1.1静电除尘器效率较低的原因分析静电除尘器效率受到很多因素的影响，主要有设计水平、制造、安装质量以及锅炉运行工况等。
首先，设计除尘效率不高和静电除尘器设备老化是造成除尘器排放烟尘浓度较高的原因之一。由于以前燃煤电厂污染物排放标准较为宽松，早期设计和制造的除尘器一般为二电场或三电场，设计除尘效率一般在95%99%之间。再加上长期的运行以及维护管理不善，静电除尘器设备老化，致使除尘器效率降低。
其次，锅炉运行工况也对静电除尘器产生很大的影响，导致除尘效率降低。如锅炉燃用的煤种、粉尘特性，特别是飞灰比电阻、灰中的Si、Al、Fe、Na含量对静电除尘器的效率影响很大。其中飞灰比电阻过高或过低都不利于静电除尘器对烟气中粉尘的捕集。
此外粉尘中某些矿物质的含量以及煤的含硫量对静电除尘器的除尘效率影响很大以及对烟气采取的脱硫措施，如炉内喷钙、循环流化床等，也会引起飞灰特性的变化导致静电除尘器的除尘效率降低。
1.2静电除尘器改造方案针对现役燃煤电厂静电除尘器效率低下的原因，提出以下三种改造方案：1.2.1加静电除尘器电场根据Deutsch效率计算公式，要提高收尘效率就要加静电除尘器收尘板面积，因此可以采取加电场的方案。在静电除尘器电场较少、设计效率较低的情况下，可以在原有的基础上，加一个或两个电场使静电除尘器达到四个甚至五个电场，靠加静电除尘器的收尘面积、加串联的电场数量来提高除尘器效率，使静电除尘器除尘效率提高到但由于静电除尘器除尘原理的限制，除尘效率很难再得到突破，难以长时间满足日益严格的环保要求，并且加电场数目受到电厂原有空间规划的限制，比较难以实现。
1.2.2改造为布袋除尘器袋式除尘器的除尘效率不受烟气成份、含尘浓度、颗粒分散度及粉尘比电阻等粉尘性质的影响，对微细粉尘捕集率一般可达99.9%以上，排放浓度改造为袋式除尘器时，改造工作可以在不改变原有静电除尘器土建部分及混凝土框架的基础上进行，拆除原来静电除尘器的部分构件，然后根据需要进行净气室的建造和烟箱烟道的改造，在壳体内布置布袋及脉冲清灰系统，将其改造成袋式除尘器。
这种方案的缺点在于改动的部件比较多，投资相对比较高。
1.2.3改造为静电布袋复合除尘器不管是对原有的静电除尘器加以扩容还是采用布袋除尘器，都存在着受施工场地、除尘效率或投资过高的影响，从技术与经济两个角度来考虑并不是最合理的方案。因此，本文在综合考虑了静电除尘器和布袋除尘器各自的优缺点之后，提出了将两种不同类型的除尘方式结合在一起进行改造的方案，充分发挥了两种除尘方式的优势，达到最佳的除尘效果和设备可靠性。
2复合除尘器的优势本文提出的静电布袋复合除尘器采用常规静电除尘的第一电场作为一级除尘单元，除去烟气中的粗颗粒烟尘，然后利用布袋作为二级除尘单元除去剩余的微细颗粒。
作为静电除尘器和布袋除尘器的有机结合，静电布袋复合除尘器充分发挥了两种除尘器各自的优势。在了国内外资料及相关工程经验基础之上，笔者通过对静电除尘器、布袋除尘器以及静电布袋复合除尘器做了一个技术经济比较，最后得出了静电布袋复合除尘器相比性的优势：机理科学，技术先进可靠常规静电除尘器第一电场通常能除去烟气中8090%的粉尘，剩余电场用来除去剩下的1020%的粉尘。复合除尘器充分利用了静电除尘器的这一特性，只采用第一电场，余下的细微粉尘由布袋除尘单元过滤掉，这就发挥了布袋除尘器对超细粉尘除去效率高的特点。同时，静电布袋除尘器利用静电除尘、布袋除尘两种现有的成熟除尘技术，技术可靠性高，研发相对容易。
除尘效率不受粉尘特性及风量影响，效率稳定，适应性强常规静电除尘器的除尘效率受煤种、锅炉负荷和工况、粉尘比电阻等诸多因素的影响，造成稳定性差甚至不能正常工作。复合除尘器发挥了布袋除尘单元对煤种适应范围广泛、受锅炉负荷变化及烟气量波动影响小、不受粉尘比电阻的影响等特性，使整体除尘效率稳定可靠。
结构紧凑与布袋除尘器相比，复合除尘器的静电除尘单元除去了大部分的粉尘，大幅降低了滤袋负荷，因而可以选择较高的过滤风速，所需滤袋数量少，结构紧凑，占地面积减少。同时，可以选择较大的滤袋间距，解决了脉冲布袋除尘器因滤袋较密而在清灰时引起的二次扬尘问题。
同布袋除尘器相比，静电布袋复合除尘器的布袋单元负荷低，同时未被静电场完全除去的细微颗粒经过电晕级荷电，沉积在滤袋表面呈现松散的凹凸不平结构，这种松散结构有利于降低气流的通过阻力，压力损失小，因而可以选择较长的清灰周期和较低的喷吹压力，延长滤袋的寿命。
除尘效率高，对微细粉尘分级除尘效率高静电布袋复合除尘的除尘效率能达99.9%以上，能实现出口粉尘排放浓度低于30mg/m3，从运行的静电布袋复合除尘器来看，粉尘排放浓度可以低于10mg/m3；粉尘荷电后，静电力作用强，对细微粒子的捕集效率也有所强。
在初投资上，静电除尘单元只设一级电场，可以避免静电除尘器高昂的设备费和土建费；布袋除尘单元中，所需滤袋少，滤袋以及相应辅助设施的费用也大大减少。在运行费用上，阻力小，能耗低，滤袋更换周期长，总的运行费用比同容量的静电除尘器和布袋除尘器都低。排放浓度低，每年的排污费少缴部分是相当可观的，甚至可以免交排污费，同时对排污少所带来的环境效益是不可估量的。
3复合除尘器开发需要解决的问题由分析可知，静电布袋复合除尘器技术优势明显，经济性突出。从我国燃煤电厂除尘现状来看，该技术具有开发的必要性。但是要将该技术实际应用于燃煤电厂，目前仍需要解决以下一些问题：静电除尘单元和布袋除尘单元之间的结合形式，结合间烟气分配的均匀性问题：气流的均匀性既影响静电除尘单元的除尘效率，又影响布袋除尘单元中滤袋的寿命。在大型静电除尘器内烟气通常为水平流动方式，而袋式除尘器传统的进气方式为下进气。因此，需要采取适当的布风措施，既满足烟气在静电除尘单元和袋式除尘单元都能均匀分布，又尽量减少压力损失。
供电条件和电极配置结构、结构参数的优化选择合适的供电条件和电极配置结构、结构参数有利于降低设备费用；合理分配静电除尘单元和布袋除尘单元的负荷，便于系统的整体优化。
选择合理的布袋除尘单元的参数根据进入布袋除尘单元烟气的粉尘浓度、粒度选择气布比，确定喷吹压力、清灰周期、脉冲宽度。
合理的参数选择有利于确保除尘效率，降低运行费用。荷电粉尘对布袋除尘的影响也是一个值得研究的问题。
针对燃煤电厂锅炉烟气特性，建立静电布袋复合除尘器的控制与运行模式。
在该新型复合除尘器开发初期阶段，我们首先针对静电除尘单元和布袋除尘单元之间的结合形式问题，开发设计了一套静电布袋复合除尘器气流分布冷态试验台，目的是为了确定整个除尘器进口气流均布装置与静电除尘单元和布袋除尘单元之间的气流均布装置，同时摸清气流在布袋除尘单元的流动情况，为后阶段的中试试验和工程化积累经验，奠定理论和试验基础。
4复合除尘器冷态气流分布试验4.1试验装置静电布袋复合除尘器气流分布冷态试验台见图气流的流过路径是：进口烟道一进口烟箱一静电除尘区一布袋除尘区一净气室一出口烟道一风机。在进口烟箱中，由3组不同开孔率的孔板组成进口气流调节装置，保证进入静电除尘区的气流均匀分布。在静电除尘区和布袋除尘区之间设置了气流分布板，该分布板为孔板形式，并且在高度方向上采用不同的开孔率，调节静电除尘区出口（即B测试断面）气流均布性，保证静电除尘的效率，同时防止气流直接冲刷布袋，提高布袋的使用寿命。
试验风机提供每小时4718286779m3的风量，可以满足试验装置内气流情况达到第二自模化区，即当Re大于某一定值（称为第二临界值）以后流体的流动状态及流速分布规律不再变化，模型流动与实际流动具有极大的相似性。
试验时首先要检查模型制作是否符合图纸要求，然后测定模型漏风率。测漏风率采用标准毕托管、YYT-200B微压计、U型管、水银温度计及大气压力表，分别测出进、出口烟道内的动压、静压、温度及大气压力，代入相应公式计算出风速、风量及漏风率。
通过前期试验，在确认模型漏风率小于3%以后，再做气流分布调试。气流分布调试时，首先要测定“第二自模化区”的临界雷诺数值，它是由欧拉-雷诺曲线来确定的。试验时分别测几组不同的风量，从而算出相应的雷诺数Re=vD/p和欧拉数En=△P/（Pv2），并整理成En=f（Re）的函数关系。气流分布调试时取大于第二临界雷诺数值状态下的风量，用热球风速仪（QDF-2A型）测各所需断面上各点的气流速度，代入公式计算相应均方根值，如果气流分布均匀性达不到要求就反复调整均流装置，直到均匀性达到要求为止。
4.2试验结果气流分布试验共完成了13个不同的试验方案，累计试验90个小时，收集了大量的试验数据。根据对试验数据进行规律性总结，最后得出了最佳的结构形式，确定了进口烟箱导流板（4、5、6，）参数与气流分布板（9，）形式。下面给出了各个测试断面（见）的测点数及相应的数据均方根（表1），并将具体数据用速度等高线分布图形做直观处理，分别见、、、。
表1各测试断面测点数及数据均方根编号测试断面测点数（个）均方根电场入口断面静电除尘单元和布袋除尘单元结合部断面布袋除尘单元侧进气断面布袋除尘单元底进气断面注：C和F断面不需要气流完全均布，因此不考察数据均方根横向测点C测试断面气流分布等高线。3试验结果分析与讨论从上面各个断面测量结果来看，可以总结以下几点：复合除尘器第一级采用传统静电除尘器，根据己有的经验将气流调配均匀比较容易。
重点调节对象是静电除尘单元和布袋除尘单元结合部断面。通过调整气流分布板形式，首先满足了该断面气流分布的均匀性，保证静电除尘单元除尘效率不受太大的影响，其次使低气流速度区域上移，使得绝大部分气流从中部及底部进入布袋除尘区，长了在除尘区的前进路径，提高除尘效率，同时减轻了靠近气流分布板上部的布袋的除尘压力，延长布袋使用寿命。
气流通过气流分布板后，气流分布情况有一些变化，我们发现侧进气部分断面顶部气流速度小，从上之下气流速度是从小到大的趋势，这对减小顶部布袋冲刷及加气流在布袋除尘区的滞留时间是有利的。同时也不难发现，断面底部气流速度有一定的下降，这是因为在布袋除尘区入口处设置了灰斗挡板，阻止底部入口对灰斗产生高气流的冲击，避免了二次扬尘。
从布袋除尘区底进气等高图分布可以看F测试断面气流分布等高线图出，断面两端的向上气流速度较低，中部较高。靠近电场一端气流速度低，可以由侧进气来补充。远离电场一端的气流速度低，形成一个气流死角，对布袋除尘不利。由于该模拟装置没有装滤袋，因此不能模拟出布袋除尘区的阻力层，现在所知的气流分布状况与实际情况肯定是有一些区别的，这将在后期的热态中试试验中进行研究探讨。
5结论同常规静电除尘器、布袋除尘器技术经济性能相比，静电布袋复合除尘器具有明显的优势。
该除尘器面临的首要技术难题是静电单元和布袋单元的结合形式，通过冷态气流分布试验在文中己经得到解决方案。
对于现役机组配套静电除尘器来说，静电布袋复合除尘器是最经济、也是效果最佳的方案。通过采用合理的结合方式，流场达到最佳的气流分布形式，充分发挥了静电除尘与布袋除尘各自的效能，极大提高除尘效率，强系统可靠性和延长使用寿命。
新建燃煤电厂采用这种新型除尘器也具有非常大的经济和环保优势，应用前景十分广阔。
