超低排放下電除塵提效技術(shù)及改造

尹記雷 劉敏

摘 要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，以煤炭為主的能源需求日趨加大，煤電行業(yè)在取得高效能的同時(shí)，對(duì)大氣環(huán)境的污染也愈加嚴(yán)峻。如何實(shí)施燃煤電廠節(jié)能減排，促進(jìn)超低排放技術(shù)升級(jí)改造。一些能源企業(yè)以此制定了燃煤超低排放指標(biāo)，即煙塵質(zhì)量濃度排放限值為5mg/m3，由此形成了“超低排放”概念。在此標(biāo)準(zhǔn)要求下，燃煤行業(yè)超低排放技術(shù)改造成為必然趨勢，對(duì)電除塵器改造升級(jí)成為節(jié)能減排的核心內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：超低排放;電除塵;除塵效率;煙塵濃度;

1常規(guī)電除塵器存在的問題

1.1煤、灰成分分析

對(duì)該項(xiàng)目實(shí)際燃燒的煤質(zhì)、處理的煙氣、粉塵特性進(jìn)行了分析，具體如下。

（1）煤中含硫量為0.45%，灰份為25.5%。含硫量低，Na2O含量偏低，CaO和SiO2含量偏高，導(dǎo)致粉塵比電阻較高、黏性較大，不利于電除塵收塵;由于灰份較高，對(duì)電除塵器出口粉塵濃度的降低不利。

（2）飛灰成份中Al2O3含量為25.96%，Al2O3是一種極細(xì)的高嶺土粉塵，也是一種高絕緣體材料，這種粉塵的特性為比電阻高，荷電粉塵吸附到極板后不易釋放電荷，從而更易發(fā)生反電暈現(xiàn)象;粉塵的比重輕，更易飄灰，在高煙氣流速下易引起二次揚(yáng)塵;粉塵的黏性大，放電極尖端易結(jié)灰，易產(chǎn)生電暈封閉，影響放電性能。這種煤、灰對(duì)電除塵器的高效收塵比較困難。

1.2煙氣流速

實(shí)際運(yùn)行煙氣量為2258600m3/h，煙氣流速達(dá)1.34m/s，過高的煙氣流速極易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，二次揚(yáng)塵進(jìn)一步增加了電除塵器的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致出口粉塵排放變高，必須將煙氣流速降至合理范圍內(nèi)。

1.3收塵極系統(tǒng)

部分陽極板存在腐蝕現(xiàn)象，振打傳力板變形嚴(yán)重，螺栓有松動(dòng)，導(dǎo)致振打力不能有效傳遞，影響陽極板再收塵。

1.4振打系統(tǒng)

振打系統(tǒng)可靠性差，陽極板上積灰較多，粉塵黏性較大，需要有可靠的振打系統(tǒng)、足夠的振打力，使吸附的粉塵層有效脫離極板表面，從而降低粉塵層上的電勢差，有效提高電場內(nèi)用于吸附粉塵區(qū)間的電場強(qiáng)度，從而提高收塵效率。

1.5放電極系統(tǒng)

運(yùn)行二次電流偏小，主要原因是陰極線上有積灰現(xiàn)象。陰極線尖端積灰導(dǎo)致放電點(diǎn)電子不能順利逸出，影響粉塵荷電，二次電流較低，影響收塵效果。

1.6電控系統(tǒng)

原采用工頻高壓電源，對(duì)實(shí)際工況變化適應(yīng)性較差，對(duì)高比電阻粉塵的適應(yīng)性更差，需選用與本工況相匹配的新型控制電源，從而提高電除塵效率，并節(jié)約電能。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，合理的選型、高效的極配型式、選用先進(jìn)的新型電控系統(tǒng)是本次改造的關(guān)鍵點(diǎn)。

2電除塵器超低排放新技術(shù)

2.1低溫電除塵器

在靜電除塵器入口增加煙氣換熱設(shè)備，一般采用低溫省煤器或熱煤體換熱裝置（MGGH），并將電除塵器入口煙氣溫度降到酸露點(diǎn)溫度以下，使煙氣中的SO3冷凝成硫酸霧，吸附到粉塵表面，從而減少煙氣量，降低比電阻，提高除塵效率。由于煙氣溫度降低，導(dǎo)致煙氣量減少，除塵效果明顯增加。低溫電除塵器的不足是由于粉塵比電阻下降，導(dǎo)致二次揚(yáng)塵現(xiàn)象比原有電除塵器增加;增加煙氣換熱設(shè)備后，引起電除塵器入口煙箱的氣流分布及煙氣量分配的偏差，同時(shí)造成本體內(nèi)部局部的沖刷。

2.2電除塵器高頻電源改造

供電電源是影響靜電除塵器除塵效率的因素之一，電除塵器高壓電源的核心原理是根據(jù)電除塵器的電場和電源種類，綜合考量燃煤性質(zhì)、煙氣性質(zhì)以及電除塵器運(yùn)行工況，以此為依據(jù)，選擇相匹配電源運(yùn)行模式和運(yùn)行參數(shù)。從供電電源工作頻率方面看，可分為三相工頻高壓電源和高頻電源。現(xiàn)階段常規(guī)電除塵器供電電源以工頻電源為主。工頻電源除塵具有效率高、處理煙氣量大、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)簡單等特點(diǎn)，但存在轉(zhuǎn)換效率低，耗能大;功率因數(shù)低，對(duì)電網(wǎng)造成電磁干擾;在高比電阻工況下效率低;變壓器體積大，重量重，消耗大量原材料;發(fā)生閃絡(luò)等工況時(shí)無法立即調(diào)整輸出電壓，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)。以上這些不足使得工頻電源已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。而高頻脈沖電源能夠很好地解決這些問題，通過電壓波形的變化，能夠靈活調(diào)整，根據(jù)電除塵器實(shí)際狀況選取可匹配的電壓波形，既能提升除塵效率，又能實(shí)現(xiàn)低耗能，成為現(xiàn)階段電除塵器技術(shù)升級(jí)改造的研究熱點(diǎn)。

2.3濕式電除塵器

濕式電除塵器是在干式電除塵器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，具有相同的工作原理。與干式電除塵器采用振動(dòng)、聲波清塵方式不同，濕式電除塵器采用的是液體沖洗集塵極表面上的灰塵，根據(jù)陽極類型的差異可分為金屬極板濕式電除塵器、導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器與柔性陽極濕式電除塵器。與常規(guī)電除塵器相比較，濕式電除塵器的除塵效率高，受到粉塵比電阻以及煤、灰性質(zhì)的影響明顯要小，避免了由于振動(dòng)清灰環(huán)節(jié)造成的二次揚(yáng)塵現(xiàn)象，在高溫和濕度大的煙氣處理上除塵效果好。但濕式電除塵器的不足之處在于在高粉塵質(zhì)量濃度及高SOx質(zhì)量濃度下，容易引起運(yùn)行參數(shù)不佳，導(dǎo)致除塵效果減弱;安裝在排煙設(shè)備的入口處，占地面積加大，由于需要一定的工業(yè)水，必須設(shè)計(jì)污水排放儲(chǔ)存設(shè)施，導(dǎo)致前期成本加大。作為一項(xiàng)新型電除塵器，濕式電除塵器設(shè)計(jì)風(fēng)格多樣化，除塵器型號(hào)不統(tǒng)一，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在煙氣性質(zhì)相同的情況下，由于參數(shù)不一致，無法進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的技術(shù)對(duì)比和吸塵效率比較。

2.4電袋除塵器

電袋除塵器是在吸取干式電除塵器優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選取用覆膜或超細(xì)纖維復(fù)合濾料制成的濾袋，進(jìn)行除塵的新型電除塵器。電袋除塵器的原理是通過過濾來去除煙氣中的灰塵，當(dāng)煙氣通過濾袋時(shí)，灰塵被吸附在濾袋表面。隨著除塵時(shí)間的增加，吸附在濾袋上的灰塵越來越多。因此，采用噴吹壓縮空氣的技術(shù)來處理覆蓋在濾袋上的灰塵。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢在于，除塵效率高，施工場地小，投入成本較低，對(duì)不同煤種均能取得很好的除塵效果。

3未來展望

3.1精細(xì)化提效技術(shù)將是電除塵技術(shù)未來的發(fā)展趨勢之一。電除塵技術(shù)將從“通用技術(shù)”向“難、特、協(xié)同”技術(shù)轉(zhuǎn)型，如特殊煤種超低排放技術(shù)，SO3、PM2.5、氣溶膠、汞等多種污染物協(xié)同脫除技術(shù);從“粗放”向“效能”轉(zhuǎn)型，如節(jié)能技術(shù)改造;從傳統(tǒng)行業(yè)向相關(guān)行業(yè)延伸，如非電行業(yè)、生物質(zhì)發(fā)電、工業(yè)爐窯煙塵處理等。

3.2電除塵技術(shù)在多煤種、寬負(fù)荷、變工況下實(shí)現(xiàn)超低排放的研究應(yīng)用。

3.3高壓電源作為電除塵器的核心裝置，將向控制的智慧化、運(yùn)維的智能化、能耗的節(jié)約化發(fā)展。

3.4充分利用大數(shù)據(jù)、智能學(xué)習(xí)等手段對(duì)技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納與模擬，推動(dòng)電除塵器合理選型，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的精準(zhǔn)控制和智慧節(jié)能。

4結(jié)語

綜上所述，在超低排放標(biāo)準(zhǔn)的制約下，電除塵器節(jié)能減排技術(shù)升級(jí)改造勢在必行，不斷進(jìn)行技術(shù)改造，合理控制煙塵排放濃度，成為當(dāng)下電力行業(yè)現(xiàn)代化的首要目標(biāo)。現(xiàn)階段，電除塵器的升級(jí)改造必須解決常規(guī)電除塵器的弊端，避免二次污染，提升除塵效果，在技術(shù)突破上下功夫。在進(jìn)行原電除塵器升級(jí)中，要充分考慮原電除塵器的實(shí)際狀況，在進(jìn)行新型電除塵器技術(shù)研發(fā)中，要加大創(chuàng)新力度，開拓技術(shù)研發(fā)思路，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)觀念，實(shí)現(xiàn)電除塵器低能耗、低排放、低污染，為實(shí)現(xiàn)我國節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉曉宇.燃煤電廠電除塵超低排放技術(shù)改造分析[J].中國電力，2020（15）.

[2]王秀合.移動(dòng)電極靜電除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2013，39（09）：16-18+31.

[3]趙永椿，馬斯鳴，楊建平，等.燃煤電廠污染物超凈排放的發(fā)展及現(xiàn)狀[J].煤炭學(xué)報(bào)，2015，40（11）：2629-2640.