超低排放下電除塵提效技術(shù)及改造

蘇強(qiáng)強(qiáng)

【摘? 要】隨著我國(guó)國(guó)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，成為當(dāng)下煤電行業(yè)技術(shù)變革的核心問(wèn)題。

【Abstract】With the rapid development of China's national economy， the demand for coal-based energy is increasing day by day. While the coal power industry has achieved high efficiency， it has also become more severe in air pollution. How to implement energy saving and emission reduction in coal-fired power plants and promote the upgrading and transformation of ultra-low emission technologies has become the core issue of the current technological change in the coal power industry.

【關(guān)鍵詞】超低排放;電除塵;除塵效率;煙塵濃度

【Keywords】ultra-low emission; electric dust removal; dust removal efficiency; soot concentration

【中圖分類號(hào)】X773? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）06-0176-02

1 引言

2011年7月，國(guó)家環(huán)保部頒布了GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定煙煤鍋爐煙塵排放限值為30mg/m3，重點(diǎn)區(qū)域煙塵特別排放限值為 20mg/m3。《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》制定了更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，即在基準(zhǔn)氧體積分?jǐn)?shù)為6%的條件下，煙氣中煙塵排放質(zhì)量濃度不高于10mg/m3。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(shì)，對(duì)電除塵器改造升級(jí)成為節(jié)能減排的核心內(nèi)容。

2 電除塵器提效改造的影響因素

電除塵器因具有除塵效率高、處理煙氣量大、適應(yīng)范圍廣、設(shè)備阻力小、運(yùn)行費(fèi)用低、使用方便且無(wú)二次污染等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，是使用最廣泛的除塵設(shè)備之一。電除塵器技術(shù)提效改造，在注重內(nèi)在技術(shù)升級(jí)換代的同時(shí)，更要把外在影響因素納入技術(shù)設(shè)計(jì)的框架內(nèi)。

2.1 工況條件的影響

電除塵器的工況條件對(duì)除塵性能的發(fā)揮有很大的影響：一是燃煤性質(zhì)。我國(guó)煤炭資源緊缺，很多燃煤電廠煤炭進(jìn)貨渠道多樣，煤種產(chǎn)地不一，且性質(zhì)多變，燃煤的成分、發(fā)熱量等參數(shù)不統(tǒng)一，甚至有混雜劣質(zhì)煤的情況。二是飛灰和煙氣性質(zhì)，燃煤種類多變，導(dǎo)致飛灰的成分、密度等參數(shù)，以及煙氣的成分、溫度、濕度等參數(shù)統(tǒng)一，性質(zhì)變化大，對(duì)電除塵器的性能發(fā)揮影響極大，在極端情況下導(dǎo)致電除塵器性能低下，甚至出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況。

2.2 原除塵器運(yùn)行狀況的影響

電除塵器提效改造，必須在原除塵器的技術(shù)參數(shù)基礎(chǔ)上升級(jí)，要充分考慮原除塵器的運(yùn)行狀況，如運(yùn)行參數(shù)和出口煙塵濃度等，而且還要依據(jù)煙氣流速、電場(chǎng)數(shù)等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。其中，原除塵器的出口煙塵濃度是提效改造技術(shù)升級(jí)的主要因素，決定了技術(shù)改造路線的選擇和優(yōu)化措施。

2.3 改造場(chǎng)地的影響

電除塵器技術(shù)改造升級(jí)前要充分考慮改造場(chǎng)地的情況，要結(jié)合改造后的場(chǎng)地要求和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)進(jìn)行技術(shù)改造路線的選擇。例如，依據(jù)升級(jí)改造后的場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)，是否對(duì)原有場(chǎng)地進(jìn)行加長(zhǎng)加寬改造、增加除塵收塵面積;原電除塵器的進(jìn)出端口是否加濾袋除塵;引風(fēng)機(jī)移位后是否拓展場(chǎng)地面積等。

3 常規(guī)電除塵器存在的問(wèn)題

3.1 除塵效果差，易造成二次污染

現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是靜電電除塵器袋式除塵器。靜電電除塵器安全性能好，維修費(fèi)用合理，除塵效率達(dá)到98%以上，但對(duì)高比電阻的除塵效果不好，而高比電阻粉塵會(huì)引起反電暈現(xiàn)象，使得電除塵器吸塵效果大大降低。袋式除塵器安全性能好，對(duì)高溫、高比電阻的灰塵除塵效果好，但濾袋的使用壽命低。常規(guī)干式電除塵器容易造成二次揚(yáng)塵的現(xiàn)象，使電除塵器出口粉塵濃度增加。

3.2 耗能大，技術(shù)缺陷明顯

靜電電除塵器的除塵效率，受鍋爐排出的煙氣灰塵的成分不確定性的影響較大，隨著鍋爐長(zhǎng)周期的連續(xù)使用，會(huì)降低除塵性能，影響除塵效率，導(dǎo)致耗能加大。同時(shí)，常規(guī)電除塵器的除塵效率與燃煤灰分直接相關(guān)，我國(guó)很多產(chǎn)地的燃煤灰分大，影響了振打效率，導(dǎo)致電除塵器運(yùn)行功能降低，除塵效果低下，出口粉塵排放濃度加大。

4 電除塵器超低排放新技術(shù)

4.1 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。

4.2 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(chǎng)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?，F(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(jiǎn)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(wú)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(wèn)題，通過(guò)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)。

4.3 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(lái)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(yáng)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(yáng)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(wú)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。

4.4 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(guò)過(guò)濾來(lái)去除煙氣中的灰塵，當(dāng)煙氣通過(guò)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(lái)越多。因此，采用噴吹壓縮空氣的技術(shù)來(lái)處理覆蓋在濾袋上的灰塵。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，除塵效率高，施工場(chǎng)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。但這項(xiàng)技術(shù)有以下不足：受煙氣溫度的變化影響，溫度過(guò)高時(shí)，濾袋容易被燒損，溫度過(guò)低時(shí)，造成濾袋糊袋現(xiàn)象，從而導(dǎo)致除塵效率低下，如果破損大，則會(huì)嚴(yán)重影響除塵效率，引發(fā)除塵事故，必須停產(chǎn)維修。

5 結(jié)語(yǔ)

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(shì)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(kāi)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(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。

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