新排放標(biāo)準(zhǔn)情況下火電廠除塵方式的選擇

趙建民

（大唐國際發(fā)電股份有限公司福建分公司，福州 350000）

1 引言

2011年7月29日，環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了最新版的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)火電廠大氣污染物排放限值做了更為嚴(yán)格的規(guī)定，特別是煙塵排放限值由原來的50mg/m3下降至30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)為20mg/m3，該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到甚至超過發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)國內(nèi)的除塵技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

目前我國燃煤電廠主要的除塵設(shè)備是電除塵器，輔以部分袋式除塵器作為補(bǔ)充。新標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后，在除塵方式的選擇上引起了爭(zhēng)論，社會(huì)上甚至有觀點(diǎn)認(rèn)為電除塵器已不能滿足新的排放限值要求，應(yīng)由袋式除塵器取而代之。這種看法并不客觀。從當(dāng)今發(fā)達(dá)國家電除塵器的使用情況以及國內(nèi)電除塵器的應(yīng)用實(shí)例來看，都充分說明：即使粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)提高到20mg/m3甚至更高，電除塵器仍然可以是燃煤電廠的主要除塵設(shè)備和技術(shù)途徑。

2 國外燃煤電廠除塵方式的選擇

歐、美、日等國家和地區(qū)粉塵排放要求較高的燃煤電廠主要采用電除塵器，出口排放一般都在20～30mg/m3，運(yùn)行情況良好。如：歐盟2001/80/EC指令中規(guī)定粉塵排放限值為30mg/m3，其電除塵器約占85%，目前西歐電除塵器的平均排放限值小于10mg/m3；美國2005年規(guī)定粉塵排放限值為20mg/m3，其電除塵器約占80%；日本大部分地方政府制定的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)均低于20mg/m3，其燃煤電廠全部采用電除塵器。

可以看出，歐、美、日等發(fā)達(dá)國家執(zhí)行了比中國更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，而電除塵器仍被廣泛使用。在德國和日本，電除塵器的占有率具有絕對(duì)的壓倒優(yōu)勢(shì)，而特別具有諷刺意味的是日本和德國恰恰是世界上兩個(gè)最大的袋除塵器濾料纖維出口國。

發(fā)達(dá)國家燃煤質(zhì)量較好，煤源穩(wěn)定、熱值高、灰分低，應(yīng)用電除塵器比較有利。但值得注意的是，印度、越南等發(fā)展中國家燃煤電廠也大都采用電除塵器。印度的煤種可以說是世界上最難收塵的煤種，具有高灰分、高比電阻、低熱值、低硫、低Na2O等諸多不利因素，電除塵器對(duì)粉塵的捕集比較困難，但近年來新建600MW級(jí)機(jī)組還是選擇了7～10電場(chǎng)，比集塵面積200～300m2/m3/s的超大型電除塵器，印度燃煤電廠90%以上采用電除塵器?？梢姡姵龎m器許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)為各國所共識(shí)。

國外許多研究機(jī)構(gòu)就電除塵器能否適應(yīng)日趨嚴(yán)格的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。比如，歐洲暖通空調(diào)協(xié)會(huì)聯(lián)盟（Rehva）/CostG3組織認(rèn)為，“干式電除塵器可保證排放在10mg/m3以下，如需要可以達(dá)到5mg/m3以下。濕式電除塵器可實(shí)現(xiàn)小于1mg/m3的粉塵排放”。

3 國內(nèi)燃煤電廠大機(jī)組電除塵器應(yīng)用情況

2010年，中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵委員會(huì)組織我國18位電除塵專家對(duì)電除塵器在國內(nèi)的煤種適應(yīng)性情況進(jìn)行了分析和總結(jié)。對(duì)燃煤電廠而言，煤、飛灰成分對(duì)電除塵器性能的影響最大。通過對(duì)2006—2008年國內(nèi)138個(gè)電除塵器投標(biāo)項(xiàng)目進(jìn)行研究分析得出，對(duì)電除塵器除塵“難”的煤種僅有3種，占總煤種數(shù)量的2.46%；“較難”的煤種有14種，占總煤種數(shù)量的11.48%；“一般”的煤種有40種，占總煤種數(shù)量的32.79%；“較容易”的煤種有49種，占總煤種數(shù)量的40.16%；“容易”的煤種有16種，占總煤種數(shù)量的13.11%。顯然，對(duì)于電除塵器而言，國內(nèi)86%的煤種都在“容易”到“一般”的范圍內(nèi)，即使放在國際視角上比較，電除塵器對(duì)我國煤種的適應(yīng)性也是比較好的。

中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵委員會(huì)對(duì)福建龍凈、浙江菲達(dá)、蘭州電力、浙江天潔、上海冶礦5家除塵設(shè)備生產(chǎn)廠的電除塵器應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查顯示，2004—2010年間上述企業(yè)已投運(yùn)并經(jīng)第三方測(cè)試的600MW機(jī)組以上配套電除塵器175臺(tái)，全部達(dá)到合同規(guī)定的技術(shù)要求。值得注意的是，其中在電除塵器電場(chǎng)數(shù)3～4個(gè)、比集塵面積80～110m2/m3/s這一低電場(chǎng)數(shù)、低比集塵面積前提下，電除塵器實(shí)測(cè)排放低于50mg/m3的有83臺(tái)，占測(cè)試總數(shù)的47.4%，排放低于30mg/m3的也有22臺(tái)。這充分說明對(duì)于我國的燃煤電廠來說，在適當(dāng)增加電場(chǎng)數(shù)量和比集塵面積的情況下，達(dá)到30mg/m3甚至20mg/m3的低排放是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

4 電除塵器新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

近年來，國內(nèi)電除塵行業(yè)加大了對(duì)新技術(shù)的研究和開發(fā)力度。低低溫電除塵技術(shù)、高頻電源、機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)、濕式電除塵器、煙氣調(diào)質(zhì)、移動(dòng)電極、煙道凝聚器等等一批先進(jìn)實(shí)用的新技術(shù)不但為電除塵器實(shí)現(xiàn)低排放創(chuàng)造了更好的條件，擴(kuò)大了電除塵器的應(yīng)用范圍，還不同程度地提高了產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。目前，國內(nèi)推廣應(yīng)用和積極研究的新技術(shù)和產(chǎn)品主要有如下幾種。

4.1 低低溫電除塵技術(shù)

自1997年起，由于日本地方環(huán)保排放控制綜合要求不斷提高，對(duì)應(yīng)的煙氣處理工藝促使低低溫高效煙氣處理技術(shù)在日本火電機(jī)組得到全面發(fā)展。低低溫?zé)煔馓幚砑夹g(shù)工藝的原理是在鍋爐空預(yù)器后設(shè)置MGGH（熱媒水熱量回收系統(tǒng)），使進(jìn)入除塵器入口的煙氣溫度由原來的130℃～150℃降低至90℃左右（日本稱為低低溫狀態(tài)），從而提高常規(guī)電除塵的收塵性能。而濕法脫硫裝置出口設(shè)置MGGH通過熱媒水密封循環(huán)流動(dòng)，將從降溫?fù)Q熱器獲得熱量去加熱脫硫后凈煙氣，使其溫度從50℃左右升高至80℃以上。具體工藝流程見圖1。

圖1 低低溫電除塵技術(shù)工藝流程圖

低低溫技術(shù)除塵提效的核心措施就是在傳統(tǒng)干式電除塵器之前布置了一級(jí)MGGH，將電除塵器的運(yùn)行溫度降低至低低溫狀態(tài)，對(duì)于電除塵器來說，帶來了兩個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：

（1）任何煙塵基本都沒有高比電阻狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生反電暈現(xiàn)象，圖2是常規(guī)鍋爐飛灰比電阻值與煙氣溫度的關(guān)系曲線。一般當(dāng)煙氣溫度在130℃～150℃時(shí)，煙塵比電阻值處于較高點(diǎn)，電除塵器易出現(xiàn)低電壓、大電流的“反電暈”現(xiàn)象，造成除塵效率下降。而在90℃～110℃區(qū)間時(shí)，煙塵比電阻值可以下降1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，使飛灰比電阻值下降至1011以下，使得煙塵比電阻處于最適宜電除塵器收塵的比電阻范圍內(nèi)，從而確保電除塵器的高效收塵，可完全杜絕“反電暈”現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）煙氣溫度降低使得煙氣量減小，煙氣通過電場(chǎng)的流速降低，停留時(shí)間增加，相當(dāng)于電除塵器的比集塵面積增加。排煙溫度每降低10℃，煙氣量減少2.5%～3%。

（3）排煙溫度降低還會(huì)使電場(chǎng)擊穿電壓升高，從而提高電除塵的除塵效率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算，煙溫每降低10℃，電場(chǎng)擊穿電壓上升約3% 。

圖2 鍋爐飛灰比電阻值與煙氣溫度的關(guān)系曲線

另外，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來講，由于電除塵器前煙溫降低至90℃左右，煙氣中的氣態(tài)SO3會(huì)完全冷凝形成液態(tài)，從而被電除塵器前大量的粉塵顆粒所吸附，再通過電除塵器對(duì)粉塵的收集而被去除，相當(dāng)于SO3調(diào)質(zhì)的作用，可以大大提高電除塵器性能。同時(shí)SO3的去除避免了下游設(shè)備因SO3引起的酸腐蝕問題。這樣FGD系統(tǒng)基本不用專門考慮SO3的腐蝕，同時(shí)又充分發(fā)揮了脫硫后GGH的作用，把煙氣加熱到足夠溫度，滿足環(huán)保擴(kuò)散要求，節(jié)省了大筆防腐投資、維修工作量和有關(guān)費(fèi)用。對(duì)于濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝來說，由于進(jìn)入吸收塔的煙氣降至90℃左右，可以大大減少脫硫噴淋水的耗量，并提高脫硫的反應(yīng)效果，進(jìn)一步降低能耗。

通過管式煙氣換熱器的煙氣不會(huì)泄露，并能有效利用回收的熱能，不僅可以將此部分熱能用于煙氣再加熱系統(tǒng)，還可用于加熱汽機(jī)冷凝水系統(tǒng)，減少煤耗或輸送給采暖供熱系統(tǒng)。

根據(jù)工況條件及環(huán)保節(jié)能要求的不同，低低溫?zé)煔馓幚砉に嚳刹扇∪缦?套布置方案：

方案一：以煙氣降溫為核心的電除塵增效、節(jié)能綜合技術(shù)方案，即在電除塵器前布置換熱器來降低煙溫至90℃～110℃，回收余熱用于加熱汽機(jī)冷凝水系統(tǒng)，從而減少汽機(jī)抽氣量來減少煤耗。見圖3。

圖3 低低溫?zé)煔馓幚砉に嚥贾梅桨敢?/p>

方案二：以煙氣降溫為核心的電除塵增效、節(jié)能、脫硫增效綜合技術(shù)方案，即在電除塵器前后各布置一套換熱器來降低煙溫，除塵器前降至90℃～110℃，除塵器后繼續(xù)降低至70℃～80℃（進(jìn)入濕法脫硫吸收塔所需煙溫），回收余熱用于加熱汽機(jī)冷凝水系統(tǒng)，從而減少汽機(jī)抽氣量來減少煤耗，并降低脫硫工藝水耗量。見圖4。

圖4 低低溫?zé)煔馓幚砉に嚥贾梅桨付?/p>

方案三：以煙氣降溫為核心的電除塵增效、節(jié)能、煙囪防腐蝕綜合技術(shù)方案，即在電除塵器前和脫硫吸收塔后各布置一套換熱器，將用除塵器前回收的余熱用于脫硫后煙溫的再熱，在節(jié)能的同時(shí)解決煙囪防腐難題。與日本電廠工藝相同。見圖5。

圖5 低低溫?zé)煔馓幚砉に嚥贾梅桨溉?/p>

以上三種方案的核心除塵提效技術(shù)都是利用煙溫降低至低低溫狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的，但對(duì)于余熱回收的力度和用途不盡相同。因此這三種方案需要各電廠根據(jù)實(shí)際工況條件以及各自不同的環(huán)保和節(jié)能需要靈活選用。

寧德電廠4#爐600MW機(jī)組配套電除塵器就采用了低低溫?zé)煔馓幚砉に嚪桨高M(jìn)行提效改造，應(yīng)用了電除塵器前增設(shè)煙氣余熱利用裝置的除塵提效方案。

（1）具體改造措施：在空預(yù)器和電除塵器之間的煙道處加裝煙氣余熱利用節(jié)能換熱裝置；對(duì)電除塵器電場(chǎng)內(nèi)部做了常規(guī)檢修。

（2）改造效果：除塵器平均出口排放濃度由改造前的97.64mg/m3下降到24.89mg/m3。在設(shè)計(jì)凝結(jié)水用量45%的情況下，煙溫從150℃下降到95℃（降幅達(dá)到55℃），煙氣換熱降溫達(dá)到了預(yù)期效果。

（3）節(jié)能經(jīng)濟(jì)性分析：節(jié)約煤耗，每發(fā)1度電節(jié)約電煤2.5g/kW·h，機(jī)組年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為5500h，平均煤價(jià)900元/t，則每年可降低電煤消耗費(fèi)用：

60×5500×900×2.5/106=742.5萬元/a

（4）脫硫工藝水耗：根據(jù)電廠自身運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由于煙溫降低后，工藝用水可以節(jié)約45t/h左右，按每噸工藝用水2元計(jì)算，則每年可降低運(yùn)行成本：

45×5500×2/104=49.5萬元/a

綜上，本項(xiàng)目合計(jì)每年至少可節(jié)省運(yùn)行成本792萬元，2～3年的時(shí)間即可收回設(shè)備的全部投資費(fèi)用?？梢?，采用低低溫電除塵器提效技術(shù)，不僅能提高電除塵器的效率，每年還能節(jié)省792萬元的運(yùn)行成本，且節(jié)省的費(fèi)用與電除塵的正常運(yùn)行費(fèi)用相當(dāng)，甚至還要高些。

實(shí)踐證明，低低溫電除塵工藝在日本燃煤火電廠運(yùn)行十多年來是成功的，也是一項(xiàng)成熟可靠的除塵工藝。同時(shí)從該技術(shù)經(jīng)消化吸收改進(jìn)后應(yīng)用在國內(nèi)的實(shí)際工程情況來看，也都十分成功，也為今后進(jìn)一步的推廣應(yīng)用積累了建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

該技術(shù)特別適合于在煙溫較高的老機(jī)組提效改造項(xiàng)目以及新建機(jī)組上使用。

4.2 高頻電源

電除塵用高頻高壓供電裝置（簡稱：高頻電源）是相對(duì)于目前常規(guī)工頻（50Hz）電源而言，高頻電源的基本原理如圖6。高頻電源的頻率一般達(dá)到20k～30kHz ，特別是國內(nèi)企業(yè)龍凈公司的高頻電源頻率可達(dá)40kHz，相當(dāng)于常規(guī)工頻電源的800倍。高頻高壓供電技術(shù)是當(dāng)今國內(nèi)外電除塵器供電的前沿技術(shù)，此技術(shù)僅掌握在世界少數(shù)幾個(gè)國家，目前僅有美國、瑞典、中國等幾個(gè)國家有成功投入商業(yè)運(yùn)行的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

高頻電源的出現(xiàn)，對(duì)電除塵性能的提高具有十分重要的意義。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用效果來看，高頻電源可節(jié)電20%～40%，提效可達(dá)20%～30%。

圖6 高頻電源的基本原理

高頻電源三相交流輸入整流為直流電源，經(jīng)全橋逆變?yōu)楦哳l交流，隨后升壓整流輸出直流高壓。高頻電源工作頻率可達(dá)40kHz，主要包括三個(gè)部分：變換器（整流、逆變）、變壓器（升壓、整流）、控制器。其中全橋變換器實(shí)現(xiàn)直流到高頻交流的轉(zhuǎn)換，高頻變壓器/高頻整流器實(shí)現(xiàn)升壓整流輸出，為電除塵提供高壓電源。

（1）高頻電源優(yōu)越的性能特點(diǎn)

高頻電源具有輸出紋波小、平均電壓電流高、體積小、重量輕、成套設(shè)備集成一體化、轉(zhuǎn)換效率與功率因數(shù)高、采用三相電源對(duì)電網(wǎng)影響小等顯著優(yōu)點(diǎn)，特別是可大幅度提高除塵效率，所以它是傳統(tǒng)可控硅工頻電源革命性的更新?lián)Q代產(chǎn)品。高頻電源的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電除塵器供電電源技術(shù)水平質(zhì)的飛躍，極大拓展了電除塵器的適應(yīng)范圍，對(duì)我國環(huán)保設(shè)備配套電源產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)產(chǎn)生了重要的影響。

（2）高頻電源提高除塵效率的原理

高頻電源輸出直流電壓比工頻電源平均電壓要高約30%，因?yàn)楣ゎl電源峰值電壓在電除塵器電場(chǎng)中會(huì)觸發(fā)火花，容易限制了加在電極上的平均電壓。而高頻電源諧振頻率為30k～40kHz，與常規(guī)的工頻電源相比，高頻電源紋波系數(shù)小于5%，在直流供電時(shí)它的二次電壓波形幾乎為一條直線，高頻電源提供了近乎無波動(dòng)的直流輸出，使得靜電除塵器能夠以次火花發(fā)生點(diǎn)電壓運(yùn)行，從而提高了電除塵器的供電電壓和電流，增大了電暈功率的輸入，提高了電除塵器的效率（見圖7）。

圖7 高頻電源提高除塵效率的原理

（3）高頻電源高效節(jié)能

高頻電源效率＞0.9，功率因數(shù)＞0.9，比工頻電源固有節(jié)能20%以上，設(shè)備運(yùn)行3～5年節(jié)省的電費(fèi)相當(dāng)于收回全部投資。高頻電源在純直流供電的方式下，即使在70%的額定輸出功率運(yùn)行時(shí)，設(shè)備功率因數(shù)與效率維持基本不變，而工頻電源隨著輸出功率的下降，功率因數(shù)與效率下降明顯。高頻電源在額定負(fù)載下比常規(guī)工頻電源節(jié)能約20%，在非額定輸出時(shí)節(jié)能比例更大。在通常情況下，除塵電源是沒有滿負(fù)荷輸出的，因此，高頻電源節(jié)能效果顯著。

（4）單臺(tái)高頻電源節(jié)能分析

2008年3月，河南電力試驗(yàn)研究院對(duì)三門峽華陽發(fā)電有限責(zé)任公司2#爐電除塵器進(jìn)行效率測(cè)試的同時(shí)，進(jìn)行了高頻電源節(jié)能對(duì)比測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。

表1 除塵器右室一電場(chǎng)分別采用高頻電源和工頻電源對(duì)比測(cè)試

高頻輸出功率49.5kW，工頻輸出功率42kW，如果工頻電源也按49.5kW輸出功率時(shí)，假定其功率因數(shù)與效率不變，可以折算出工頻電源輸入功率為49.5/42×71.23 =83.95kVA。

折算后節(jié)能 = 83.95 - 56.68 = 27.27kVA

折算后節(jié)能比 = 27.27/83.95 = 32.5%

由實(shí)測(cè)可以看出，單臺(tái)高頻電源與單臺(tái)工頻電源節(jié)能比為32.5%，節(jié)能效果可觀。

（5）電除塵成套高頻電源節(jié)能分析

某600MW機(jī)組的電除塵配套16臺(tái)1.5A高壓電源，采用高頻電源方案與采用工頻電源方案的消耗功率對(duì)比見表2。

表2 消耗功率對(duì)比

配套高頻電源時(shí)額定總輸入有功功率比1.5A工頻電源減少398.72kW，總輸入功率降低是非常明顯的，按電除塵每年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算，采用高頻電源，一年可節(jié)電約318.9670萬kW·h，按每度電0.4元計(jì)算，節(jié)電費(fèi)用約127.59萬元。

該技術(shù)適用于各類老機(jī)組的除塵提效和節(jié)能項(xiàng)目，也可在新建機(jī)組上直接使用。

4.3 機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)

機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵器是在電除塵器的末電場(chǎng)使用機(jī)電多復(fù)式的雙區(qū)電場(chǎng)。主要特點(diǎn)是在電場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，不僅可將粉塵荷電區(qū)和收塵區(qū)分開，而且能采用連續(xù)多個(gè)小雙區(qū)進(jìn)行復(fù)式配置。同時(shí)，在配電上采用獨(dú)立電源分別對(duì)荷電區(qū)與收塵區(qū)供電，使荷電與收塵各區(qū)段的電氣運(yùn)行條件最佳化。由于收塵區(qū)采用了高場(chǎng)強(qiáng)的圓管+板式的極配形式，實(shí)現(xiàn)了高電壓低電流的運(yùn)行特性，可以有效提高對(duì)電除塵器末電場(chǎng)細(xì)微粉塵的捕集，并可以抑制高比電阻粉塵的反電暈與低比電阻粉塵的二次反彈現(xiàn)象，同時(shí)管式電極還可以收集荷正電的粉塵，從而提高除塵效率。機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵器的結(jié)構(gòu)見圖8。

圖8 雙區(qū)電除塵器的結(jié)構(gòu)

自2004年第一臺(tái)機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵器投運(yùn)至今，在國內(nèi)已有近百臺(tái)雙區(qū)電除塵，經(jīng)過分析總結(jié)，末電場(chǎng)應(yīng)用機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)后，相當(dāng)于增加10%～15%的收塵面積，特別適用于場(chǎng)地受限的老機(jī)組改造項(xiàng)目，同時(shí)也適合在一些高比電阻粉塵的新建機(jī)組上直接采用該技術(shù)。

4.4 濕式電除塵器

濕式電除塵器結(jié)構(gòu)與常規(guī)電除塵器結(jié)構(gòu)基本類似（見圖9），所不同的是濕式電除塵器取消了傳統(tǒng)的振打清灰方式，而用一套噴淋系統(tǒng)取代振打系統(tǒng)用以清灰，以此達(dá)到更高的收塵效率，脫除SO3、PM2.5等污染物的目的。

圖9 濕式電除塵器結(jié)構(gòu)

濕式電除塵器克服傳統(tǒng)干式電除塵技術(shù)的反電暈與二次揚(yáng)塵等瓶頸限制，具有極高的除塵效率。該產(chǎn)品一般設(shè)置于濕法脫硫后的煙氣處理，可以有效控制PM2.5細(xì)微顆粒物、SO3酸霧、氣溶膠、汞等重金屬和二英等復(fù)合污染物，達(dá)到粉塵接近零排放的目標(biāo)。

濕式電除塵器在美國、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已經(jīng)有近30年的歷史，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。該技術(shù)適用于國家排放標(biāo)準(zhǔn)或PM2.5更為敏感的重點(diǎn)地區(qū)的老機(jī)組改造項(xiàng)目和新建機(jī)組，可以達(dá)到滿意的效果。

4.5 煙氣調(diào)質(zhì)

煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)是通過向煙氣中噴入一些物質(zhì)以調(diào)整煙氣的組分及某些物理特性，從而降低粉塵比電阻，提高電除塵效率。目前，普遍應(yīng)用的是SO3煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)，即向煙氣中噴入SO3氣體，利用其易冷凝和吸附于粉塵表面的特性，使得粉塵表面形成酸膜，從而形成導(dǎo)電通道，降低粉塵比電阻，提高除塵效率。

該技術(shù)在德國、美國應(yīng)用多年，多用于老機(jī)組的提效改造，在世界范圍內(nèi)運(yùn)行的煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)已經(jīng)超過500套。該技術(shù)適用于粉塵比電阻高的老機(jī)組提效項(xiàng)目，以及設(shè)計(jì)煤和校核煤差異較大的新建機(jī)組。

4.6 移動(dòng)電極

移動(dòng)電極電除塵器與常規(guī)電除塵器的收塵原理完全相同（如圖10），陽極板在驅(qū)動(dòng)輪的帶動(dòng)下緩慢地上下移動(dòng)，附著在極板上的粉塵隨極板轉(zhuǎn)移到非收塵區(qū)域，被正反兩把轉(zhuǎn)動(dòng)清灰刷刷除，粉塵直接刷落于灰斗中，減少了二次揚(yáng)塵。由于集塵極能保持清潔狀態(tài)且粉塵在灰斗中被清除，有效克服了困擾常規(guī)電除塵器對(duì)高比電阻粉塵的反電暈及振打二次揚(yáng)塵等問題，可以提高除塵效率。

圖10 移動(dòng)電極原理示意

移動(dòng)電極為日本日立公司的專利產(chǎn)品，自1979第一臺(tái)設(shè)備投入工業(yè)應(yīng)用以來，30多年的時(shí)間內(nèi)共計(jì)有49臺(tái)的工程業(yè)績，其中電力燃煤鍋爐至今配套22臺(tái)/套。目前，我國個(gè)別設(shè)備廠家仿照日立結(jié)構(gòu)在國內(nèi)市場(chǎng)推出了大概6臺(tái)機(jī)組，從實(shí)際使用情況來看，效果平平，故障率較高。依目前國內(nèi)除塵產(chǎn)品的機(jī)加工和安裝水平分析，移動(dòng)電極技術(shù)并不是最佳選擇。

移動(dòng)電極相比常規(guī)電除塵器轉(zhuǎn)動(dòng)部件較多，發(fā)生故障的可能性相對(duì)較大。移動(dòng)電極的電場(chǎng)比常規(guī)電除塵器少，如果有電場(chǎng)發(fā)生故障退出運(yùn)行，對(duì)除塵效率影響較大，易對(duì)其后的脫硫系統(tǒng)運(yùn)行造成不利影響。移動(dòng)電極上的鏈條、鏈輪長期在高粉塵環(huán)境里運(yùn)行，存在磨損問題。極板在清灰過程中與清灰刷摩擦較大，清灰刷與極板間的間隙容易變大，目前的生產(chǎn)廠家雖然設(shè)計(jì)有調(diào)整裝置，但需要在除塵器停運(yùn)時(shí)進(jìn)行調(diào)整。與常規(guī)電除塵相比，極板和清灰刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)消耗了額外的電功率。特別是由于運(yùn)動(dòng)配合部件繁多，其所需要的制造以及安裝水平也很高。另外，還增加了維護(hù)保養(yǎng)的難度。

4.7 煙道凝聚器

煙道凝聚器的工作原理是使含塵氣體在進(jìn)入電除塵器前，利用聲、電、化學(xué)等方法使得粉塵顆粒發(fā)生凝聚，使較難收塵的細(xì)顆粒物凝聚為大顆粒后再進(jìn)入電除塵器，以利于收塵。目前，通過在煙道布置擾流裝置和采用雙極荷電方式的電凝聚最為熱門，國外已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段，效果良好。

5 選擇除塵方式的建議

5.1 現(xiàn)役除塵設(shè)備

國內(nèi)現(xiàn)有的電除塵器大多數(shù)是在近幾年建成投產(chǎn)的，除塵器具備一定規(guī)格（大多數(shù)比集塵面積大于或接近100m2/m3/s），除塵效率較高。在新標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后，大多數(shù)除塵器與新標(biāo)準(zhǔn)差距并不大，簡單地改造成袋式除塵器勢(shì)必會(huì)造成國有資產(chǎn)的重大浪費(fèi)。

從科學(xué)、理性的角度分析，電除塵器的改造方式切不可“千篇一律”。應(yīng)從設(shè)備現(xiàn)狀、工況特性、現(xiàn)場(chǎng)條件等進(jìn)行全面的分析，針對(duì)各電廠的不同情況，提出最具性價(jià)比、最為可靠的改造方案。

根據(jù)每個(gè)電廠不同的情況，大致分為以下3種，給出的針對(duì)性建議如下：

（1）對(duì)于燃燒煤種、工況條件適宜采用電除塵技術(shù)的項(xiàng)目，由于原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低、設(shè)計(jì)集塵面積比較臨界、安裝調(diào)試不到位或燃料工況變動(dòng)所造成除塵器排放在100mg/Nm3左右的情況建議如下：

1）首先考慮采用余熱利用（低低溫技術(shù)方案）、高頻電源、機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)技術(shù)、煙氣調(diào)質(zhì)等技術(shù)來滿足新標(biāo)準(zhǔn)；

2）場(chǎng)地條件允許時(shí)，電除塵器也可采用擴(kuò)容或擴(kuò)容加其它特色技術(shù)組合來共同實(shí)現(xiàn)超低排放；

3）對(duì)于場(chǎng)地條件不允許并且采用電除塵器新技術(shù)仍無法滿足新標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用袋式技術(shù)改造。

（2）若原設(shè)計(jì)集塵面積過小、燃料條件過差造成除塵器現(xiàn)排放大于300mg/Nm3且無場(chǎng)地?cái)U(kuò)容的情況，推薦采用袋式除塵設(shè)備。

（3）介于以上2種情況之間，本著可靠、經(jīng)濟(jì)的原則，進(jìn)行詳盡的可行性分析后再確定方案。

5.2 新建機(jī)組配套除塵設(shè)備

（1）應(yīng)根據(jù)煤種特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)分析，由于我國86%以上的煤種都是比較適宜采用電除塵收塵的，所以對(duì)于適合電除塵器的煤種應(yīng)優(yōu)先選擇采用電除塵方式。

（2）對(duì)于較難收塵的煤種，優(yōu)先選用電除塵并配套使用電除塵新技術(shù)等輔助手段，與袋式收塵方式做經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，擇優(yōu)選取。在經(jīng)濟(jì)性對(duì)比時(shí)，不能僅比較一次性投資，應(yīng)考慮全周期和二次污染等環(huán)保新問題。

（3）除塵器選型時(shí)應(yīng)考慮到煤種的波動(dòng)性，需按較差煤種選型。規(guī)范項(xiàng)目招投標(biāo)及評(píng)審制度，相關(guān)單位在發(fā)項(xiàng)目標(biāo)書前應(yīng)充分評(píng)估煤種參數(shù)波動(dòng)對(duì)電除塵器性能的影響，并參照國外做法和經(jīng)驗(yàn)在標(biāo)書中對(duì)電除塵技術(shù)參數(shù)提出必要約束條件，如限值最低比集塵面積、最低斷面積等。規(guī)范評(píng)標(biāo)辦法，綜合評(píng)定性價(jià)比最優(yōu)者中標(biāo)，不保護(hù)低價(jià)中標(biāo)，避免行業(yè)內(nèi)惡性競(jìng)爭(zhēng)。

6 結(jié)語

經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國的電除塵行業(yè)已經(jīng)成為我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)中能與國際廠商抗衡且最具競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)行業(yè)。發(fā)達(dá)國家燃煤電廠80%以上采用電除塵器，煙塵排放濃度普遍低于20mg/m3。我國燃煤電廠已經(jīng)投運(yùn)的大型機(jī)組電除塵器也有大量低于30mg/m3的實(shí)際案例。顯然，電除塵器是能夠滿足我國新排放標(biāo)準(zhǔn)的一種高效節(jié)能設(shè)備，同時(shí)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性?？梢灶A(yù)見，在新的排放標(biāo)準(zhǔn)下，電除塵器仍是我國新建大型工業(yè)項(xiàng)目尤其是燃煤電廠粉塵治理的主流除塵設(shè)備之一。特別是諸多的電除塵新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，必將會(huì)使電除塵技術(shù)煥發(fā)新的活力，發(fā)揮更大的作用。

[1]中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵委員會(huì).高標(biāo)準(zhǔn)不是翻不過去的山[N].中國環(huán)境報(bào)，2010-11-10（5）.

[2]龍輝，王盾.低低溫高效煙氣處理技術(shù)發(fā)展應(yīng)用及展望[C].中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵委員會(huì)第十三屆中國電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2009.