燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)綜述

張勇　葛帥帥

[摘 要]近年來，霧霾嚴(yán)重影響了人們的工作和生活，而燃煤電廠在生產(chǎn)過程產(chǎn)生的煙氣中含有大量煙塵，如不進(jìn)行脫除，會形成霧霾對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重危害。本文重點介紹了除塵技術(shù)，同時對除塵器新技術(shù)改造方案進(jìn)行了闡述。

[關(guān)鍵詞]燃煤電廠；超低排放；技術(shù)

中圖分類號：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0091-01

前言

十二五期間，我國平均霧霾天數(shù)逐漸增多，空氣污染加劇，霧霾嚴(yán)重影響人們身體健康和正常工作、生活秩序。而霧霾天氣的形成與一次細(xì)顆物PM2.5的排放及環(huán)境空氣中的二次細(xì)顆粒物的形成密切相關(guān)。我國的能源消費主要以煤炭為主，發(fā)電方式在很長的一段時間內(nèi)是以燃煤發(fā)電為主。《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 13223-2011） 要求在一般地區(qū)煙塵排放限值30 mg /m3，重點地區(qū)煙塵排放限值20 mg /m3?；谶@樣的原因，許多大型電廠都安排了電袋復(fù)合除塵器，基本上達(dá)到了排放要求。2014年9月12日，國家發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部、能源局聯(lián)合印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（ 2014-2020）》的通知中，強調(diào)嚴(yán)控大氣污染物排放，東部地區(qū)11個省市新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C組排放限值，在基準(zhǔn)含氧6%條件下，煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于10、35、50 mg /m3，中部地區(qū)8 省則要求接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C組排放限值，鼓勵西部地區(qū)接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C組排放限值。

1.成熟的除塵器技術(shù)

目前國內(nèi)比較成熟且適用于各級容量機組的除塵技術(shù)主要是靜電除塵器和袋式除塵器。

（1）靜電除塵器使用周期長、維護(hù)費低且適用性較廣泛，國內(nèi)電除塵器出口煙塵濃度限制為20 mg /m3時，50%以上的煤種適用常規(guī)電除塵器； 但靜電除塵器耗電量大，設(shè)備復(fù)雜、占地大并且對粉塵比電阻要求較高。對除塵效率低于99.8%，通常選用電除塵器。像神府東勝煤、晉北煤等電除塵器適應(yīng)性較好的煤種，宜選用電除塵器。

（2）布袋式除塵器對粉塵氣流量的變化適宜性強，具有除塵效率高，運行穩(wěn)定，適用范圍廣，操作維護(hù)容易并且可處理高溫、高比電阻的粉塵，但布袋除塵壽命主要取決于濾袋的使用壽命，不適宜于黏結(jié)性強及吸濕性強的粉塵，特別是煙氣溫度不能低于露點溫度，否則會產(chǎn)生結(jié)露，致使濾袋堵塞。像準(zhǔn)格爾煤、宣威煤、澳大利亞煤等電除塵器適應(yīng)性差的煤種，不宜選用常規(guī)電除塵器，可選用布袋除塵器。

2.高效除塵技術(shù)方案

2.1濕式電除塵器

濕式電除塵器是直接將水霧噴向電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強大的電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，在這里電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅(qū)動下到達(dá)集塵極而被捕集；與干式電除塵器通過振打?qū)O板上的灰振落至灰斗不同的是：濕式電除塵器則是將水噴至集塵極上形成連續(xù)的水膜，采用水清灰，無振打裝置，流動水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。濕式電除塵器對酸霧、有毒重金屬以及PM10，尤其是PM2.5 的細(xì)微粉塵有良好的脫除效果。

2.2低低溫靜電除塵器技術(shù)

低（低）溫靜電除塵技術(shù)是指當(dāng)煙氣經(jīng)過低溫省煤器時，煙氣溫度降低，靜電除塵器入口煙氣溫度運行在低于煙氣酸露點溫度5 ℃～10 ℃。低（低）溫靜電除塵技術(shù)工作原理：煙溫降低，使得粉塵比電阻降低至108Ω·cm～1011Ω·cm，粉塵的荷電性能提高；煙溫降低，煙氣量減少，電除塵器電場風(fēng)速也得以降低；煙溫降低，煙氣中顆粒及氣體分子熱運動能力減弱，氣體擊穿電壓提高，粉塵趨近速度提高；當(dāng)除塵器入口煙氣溫度已經(jīng)降到露點溫度以下，可去除絕大部分SO3，減小尾部煙氣低溫腐蝕。低（低）溫靜電除塵技術(shù)在國外應(yīng)用非常成熟，也普遍引起了國內(nèi)業(yè)主的關(guān)注。

2.3靜電除塵器的旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)

旋轉(zhuǎn)電極靜電除塵器的收塵機理與常規(guī)電除塵器完全相同，但為了使末電場極板始終保持干凈，防止反電暈，防止二次揚塵，以保障除塵器效率，改傳統(tǒng)的振打清灰為清灰刷，可清除高比電阻粉塵、粘性粉塵；清灰刷置于非收塵區(qū)，最大限度地減少二次揚塵，從而降低能耗的同時提高粉塵收集效率，滿足更高的環(huán)保要求。經(jīng)過多年的運行經(jīng)驗，日立公司的移動極板靜電除塵器技術(shù)已經(jīng)比較成熟；國內(nèi)的浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰驹诤颖焙庳S發(fā)電廠二期300 MW機組和江蘇徐塘發(fā)電廠5號爐300 MW機組有運行業(yè)績。

2.4增加濕式電除塵技術(shù)

濕式電除塵器將水噴至極板上使粉塵沖刷到灰斗中隨水排出，可以避免已捕集粉塵的再飛揚，達(dá)到很高的除塵效率，同時還可以消除“石膏雨”現(xiàn)象。國外該技術(shù)已很很熟，從美國和日本電廠的運行情況來看，濕式除塵器能夠長期穩(wěn)定地除去煙塵，并且煙氣濃度可以控制在10 mg /m3 以下，去除率在70%以上，對汞控制效果也很好。但初始投入成本較高、耗水量大、污水需要處理、在高粉塵濃度或高NOx濃度的煙氣條件下，不宜采用濕式電除塵器。日立濕式靜電除塵器2001 年應(yīng)用于中部電力的碧南電廠4、5 號1 000 MW 機組。運行狀況良好，常年維持在2 ～ 5 mg /m3，煤質(zhì)較好情況最低達(dá)到1 mg /m3。國內(nèi)南京國電山大能源公司研發(fā)的濕式靜電除塵器技術(shù)，于2012 年8 月在國電益陽電廠300 MW 機組上進(jìn)行應(yīng)用，效果良好。浙江六橫電廠、國華舟山電廠投運的濕式靜電除塵器，測得出口煙塵濃度也都低于5 mg /m3。

2.5改工頻為高頻電源

高頻電源是一種利用高頻開關(guān)技術(shù)而形成的逆變式電源，其供電電流由一系列窄脈沖構(gòu)成。高頻電源采用三相平衡電源，對電網(wǎng)影響小，無缺相損耗，比工頻電源對復(fù)雜多變的煙氣工況具有更強的適應(yīng)性。就南京某電廠1 號爐1 臺電除塵器配備工頻電源、2 號爐1 臺除塵器配備高頻電源。該電廠2 號爐配套的高頻電源與1 號爐配套的工頻電源相比較，高頻電源安裝更方便、操作更簡單，可降低煙塵排放40% ～ 60%，相比工頻電源可節(jié)約電耗40% ～ 80%。配合電除塵器，除塵效率能達(dá)到99.80% ～ 99.85%。

結(jié)語

在當(dāng)前的污染物排放控制形勢下，選擇適合火電廠的排放限值乃至具體的技術(shù)路和除塵設(shè)備選型至關(guān)重要。，需要在生產(chǎn)過程中仔細(xì)研究，根據(jù)環(huán)保排放要求和燃煤特性及煙氣參數(shù)等諸多方面綜合分析，選擇合理的煙塵控制工藝技術(shù)，滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。

參考文獻(xiàn)

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