探究低低溫電除塵技術在燃煤電廠的應用

彭泉源

[摘 要]隨著國家對燃煤電廠污染物排放控制的日趨嚴格，現(xiàn)役電除塵器需提效改造。低低溫電除塵技術具有突出的優(yōu)勢，適合在我國燃煤電廠中推廣和應用。本文介紹了低低溫電除塵技術的原理；總結了該技術的特點、適用條件、布置方式以及注意事項等；闡述了低低溫電除塵技術的應用現(xiàn)狀及應用前景。

[關鍵詞]燃煤電廠；電除塵；低低溫電除塵技術；節(jié)能減排

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0370-01

1 前言

近年來，我國城市霧霾天氣越來越嚴重，對公眾健康和生活造成了嚴重的影響，細顆粒物（PM2.5）含量過高是導致霧霾天氣的主要原因，而燃煤電廠又是PM2.5的主要污染源之一。隨著我國對環(huán)境保護的日益重視，燃煤電廠的污染物排放更受到人們的關注，國家對燃煤電廠污染物排放濃度和排放總量有了更嚴格的要求?！痘痣姀S大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011）規(guī)定：一般地區(qū)煙塵排放濃度限值為30mg/m3，重點地區(qū)煙塵排放濃度限值為20mg/m3，測試點在煙道或煙囪。這給電除塵技術帶來了挑戰(zhàn)，也帶來了機遇，為滿足該標準，國內(nèi)很大一部分燃煤電站現(xiàn)役電除塵器均需要提效改造。目前，我國電除塵器提效改造可采用的主要技術有：電除塵器擴容、低低溫電除塵技術、旋轉電極式電除塵技術、高頻高壓電源技術、電袋復合除塵技術、袋式除塵技術、濕式電除塵技術等。根據(jù)我國的燃煤特性，95%以上煤種比較適合采用低低溫電除塵技術，其以獨特的減排節(jié)能性能得到了業(yè)內(nèi)的一致認可。

2 低低溫電除塵技術的特點

低低溫電除塵技術是指在電除塵器上游設置熱回收裝置，使得電除塵器的入口煙氣溫度降低至酸露點溫度90℃左右，煙氣量減少，粉塵性質(zhì)得到改變，從而提高了除塵器性能。低低溫電除塵器具有獨特的技術特點。

2.1 降低粉塵比電阻，提高除塵效率

煙氣溫度對粉塵比電阻影響較大。粉塵比電阻在溫度低于100℃時以表面比電阻為主，高于250℃時以體積比電阻為主，在100℃～250℃溫度范圍，兩者共同起作用。一般而言，粉塵比電阻在燃煤煙氣溫度為150℃左右時達到最大值，如果煙氣溫度從150℃下降至100℃左右，則粉塵比電阻降幅一般可達一個數(shù)量級以上。低低溫電除塵技術將電除塵器入口煙氣溫度降低至酸露點溫度90℃左右，使煙氣中大部分SO3冷凝形成硫酸霧，黏附在粉塵表面并被堿性物質(zhì)中和，粉塵特性得到很大改善，比電阻大大降低，從而大幅提高了除塵效率。

2.2 降低煙氣量，提高電場擊穿電壓

電除塵器入口煙氣溫度的降低，將使煙氣量下降，電場風速減小，從而增大比集塵面積，增加粉塵在電場的停留時間，提高除塵效率。研究顯示，煙氣溫度每降低10℃，則煙氣量降低約2.5%。同時，煙氣量減小，將使電場擊穿電壓上升，這是因為煙氣量減小后，煙氣密度增大，煙氣的分子間隔減小，每個電子在電場中產(chǎn)生碰撞電離“自由行程”減小，因而電子可獲得的速度和動能減小，電離效應減弱，氣體不易被擊穿，從而提高電場強度，增加粉塵荷電量，提高了除塵效率。研究顯示，煙氣溫度每降低10℃，電場擊穿電壓將上升3%。

2.3 大幅減少SO3和PM2.5排放

電除塵器入口煙氣溫度降至酸露點溫度以下，煙氣中的SO3與水蒸汽結合形成硫酸霧，此時由于未采取除塵措施，SO3被飛灰顆粒吸附后被電除塵器捕捉并隨粉塵一起排出，SO3的去除率通?？蛇_90%以上。同時，SO3的去除解決了濕法脫硫工藝中SO3腐蝕的難題，有良好的經(jīng)濟效益。另外，H2SO4小液滴與粉塵微粒懸浮于煙氣中形成氣溶膠，增大了粉塵粒徑，有利于減少PM2.5排放?？傊?，低低溫電除塵技術通過大幅提高除塵效率，減少了PM2.5排放，并通過脫除大部分SO3，有效減少了大氣中硫酸鹽氣溶膠（二次生成的PM2.5）的生成。

2.4 節(jié)能效果顯著，降低運行費用

低低溫電除塵技術入口煙氣溫度降低，回收的熱量可用于加熱鍋爐補給水或汽機冷凝水以提高鍋爐效率，節(jié)約了用煤，并且由于煙氣溫度的降低，還可節(jié)約濕法脫硫系統(tǒng)的水耗，降低成本。同時，煙氣溫度降低后，煙氣量減少，有利于引風機。換熱器增加的阻力由引風機克服，對引風機來說，雖然壓頭增加，但處理的煙氣流量減少，兩者相抵消，電耗基本持平。對脫硫風機而言，由于處理煙氣流量的減少，電耗也將會下降。因此總體上電耗是降低了。

3 低低溫電除塵器適用條件及布置方式

適用條件

低低溫電除塵技術的適用范圍廣泛，當煙氣溫度偏高，尤其是當煙溫>120℃時，其更有獨特的優(yōu)勢。由于低低溫電除塵技術可以提高鍋爐效率，節(jié)約用煤，因此也特別適合于煤價較高的電廠在提效的同時實現(xiàn)節(jié)能。該技術還可與其他除塵實用新技術任意組合使用達到排放要求，如SO3煙氣調(diào)質(zhì)、移動電極、高頻電源技術等，可大幅度提高對高比電阻以及細小粉塵的收集，提高除塵效率。當然，低低溫電除塵技術的使用也有一定的限制，首先它要求燃煤的含硫量在一定范圍內(nèi)，對高硫煤需謹慎使用；其次要求除塵器前部有增設換熱裝置的條件，對于脫硫配置后有GGH系統(tǒng)的燃煤機組，必須注意綜合考慮GGH的熱量交換要求，合理確定余熱利用降溫幅度，以滿足干煙囪排煙溫度要求。

4 低低溫靜電除塵器需要注意的問題

由于低低溫電除塵技術將煙氣溫度降低到酸露點以下，粉塵性質(zhì)也發(fā)生了很大的改變，因此，與常規(guī)電除塵技術相比，該技術具有一些獨特的優(yōu)勢，但也產(chǎn)生了一些其他問題，需特別注意。

4.1 高硫煤的不良影響問題

燃煤中的含硫量越高，煙氣中的SO3濃度也越高，其酸露點溫度也相應的會越高，發(fā)生腐蝕的風險就會增加。因此低低溫電除塵技術要求燃煤的含硫量在一定范圍內(nèi)，當鍋爐燃煤含硫量很高，特別是含硫量在2.5%以上時，需謹慎使用。

4.2 二次揚塵問題

由于煙氣溫度在酸露點以下，粉塵性質(zhì)發(fā)生了很大的改變，比電阻大幅度降低，這有利于粉塵收集，但相應的粉塵附著力也會降低，振打二次揚塵會加劇。因此，低低溫電除塵器需采用相應的措施避免二次揚塵，如合理調(diào)整振打程序，采用離線振打技術，阻斷清灰通道的氣流通過，控制振打產(chǎn)生的二次揚塵或者采用移動電極電除塵技術，通過轉刷清灰避免二次揚塵。

5 低低溫電除塵技術的應用前景

低低溫電除塵技術具有節(jié)能減排、運行穩(wěn)定、維護工作量低等一系列優(yōu)點，擴大了電除塵器的適用范圍，因此已得到業(yè)內(nèi)專家和用戶的廣泛關注，應用前景廣闊。但由于該技術將煙氣溫度降到酸露點以下，是否存在低溫腐蝕也是專家和用戶關注的一個重點問題。國外對此進行了相關研究，日本研究發(fā)現(xiàn)，灰硫比是影響低溫腐蝕的一個重要因素，當灰硫比大于10時，腐蝕率幾乎為零，因為實際使用的低低溫電除塵器灰硫比遠大于100，因此已交付的火電廠低低溫電除塵器均沒有腐蝕問題。

結語

低低溫電除塵器與電廠熱力系統(tǒng)及脫硫系統(tǒng)結合，具有節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保的綜合效果，并能滿足燃中、低灰分煤條件下國家環(huán)保排放標準的粉塵的控制要求。對于燃煤電廠電除塵器的提效改造，低低溫電除塵技術具有突出的優(yōu)勢，可作為環(huán)保型燃煤電廠的首選除塵工藝，也可與其他成熟技術優(yōu)化組合，適合在我國燃煤電廠中推廣應用。這一新型技術的開發(fā)應用，不但擴大了電除塵技術的適用范圍，而且為實現(xiàn)節(jié)能減排開辟了一條新路徑。