燃煤電廠超低排放技術優化

程紀東，劉海蛟，李清毅

（浙江天地環保科技有限公司，浙江 杭州 311121）

燃煤電廠超低排放技術優化

程紀東，劉海蛟，李清毅

（浙江天地環保科技有限公司，浙江 杭州 311121）

本文首先針對燃煤電廠治理煙塵的設施技術現狀進行了闡述，提出實現超低碳排放的重點難點問題，然后就現今市場上的新型除塵技術的除塵效果、經濟指標進行了研究，最后提出了現役燃煤電廠除塵機組的改造建議。

燃煤電廠；超低排放；除塵技術

煤炭、石油等化石燃料的燃燒是大氣污染的元兇也是霧霾的起因，因此治理大氣污染首先要治理煙囪的排放標準。目前我國居民及工業用電大多來自火力發電廠，因此燃煤電廠的排放成為治理過程中的大難題。

1 電力行業煙塵排放現狀分析

據相關統計，2013年我國3102家煤電企業1年約向大氣排放煙粉塵高達218.8×104t之多。在3102家中有獨立的火電廠總計1853家，獨立的火電廠總共有4825臺機組，1年約向大氣排放煙粉塵高達183.9×104t，這些獨立電廠除塵機組共5140套，難以完成除去煙塵的任務。統計有自備電廠共1249家共2690臺機組，約向大氣排放煙粉塵34.9×104t，比例相對不高。據統計，2014年我國有3288家火電企業共向大氣排放煙粉塵235.5×104t，較上年有很高增長。2014年我國獨立的火電廠較上年增加，有1908家獨立火電廠，這些獨立火電廠共擁有4983臺機組發電，但是除塵設備僅有5301套1年內共向大氣排放了煙塵195.8×104t，較上年有所增長。2014年我國的自備電廠增加到1380家，全國的自備電廠共2895臺機組1年向大氣排放煙塵39.7×104t。上述數據列于表1中。

從表1中可以明確看出，目前在我國特有的經濟發展背景下火電企業年煙塵排放量較大且上升趨勢較大，火電行業占全國煙塵排放量2013年為17.11%，而2014年僅占13.52%，整體下降了3.59%。這也側面看出我國環境污染問題越來越嚴重的趨勢現狀。火電企業年煙塵排放量占全國工業煙（粉）塵由19.98%下降為16.17%，降幅為3.81%。

2 國內燃煤電廠除塵技術使用現狀

目前我國的除塵技術多且復雜，技術比較成熟的除塵技術有電除塵器、袋式除塵器、電袋復合除塵器三種，這三種除塵技術適用于各型號的發電設備的除塵工作。

2.1 電除塵技術

（2）優點。①電除塵技術脫除粉塵方法的原理簡單可靠，最大的優點是除塵效率較高；②電除塵技術阻力損失小，同時處理量大易于大型化；③電除塵技術操作范圍廣，阻力損失小；④電除塵技術運行原理可靠，整體的維護費用低。

（3）主要缺點。①電除塵技術脫除粉塵方法在高比電阻粉塵情況下可能會有反電暈現象發生，會導致除塵的效率大大下降；②電除塵技術脫除粉塵方法使用的設備占地面積較大。電除塵技術脫除粉塵方法是我國電廠除塵的主要方法，約占火電裝機容量的80%。

2.2 袋式除塵技術

（1）原理。利用纖狀編物做成的袋式過濾元件，應用這種過濾裝置對通過的煙塵進行補集的除塵技術。

（2）主要優點。①袋式除塵技術具有除塵效率高、排放濃度低的優點，除塵效率達到99.9%以上，長期穩定；②袋式除塵技術的適應范圍較廣；③袋式除塵技術日常運行和維護比較簡單、障率低。

（3）主要缺點。①袋式除塵技術運行過程中阻力較其他方法高；②袋式除塵技術濾袋的使用壽命短、清灰頻率較高。袋式除塵器技術脫除粉塵的方法是我國電廠除塵的主要方法，約占火電裝機容量的9%。

2.3 電袋復合除塵技術

(2)沙溝泥石流流體重度1.786 t/m3，為稀性泥石流；泥石流速1.27～4.01 m/s；泥石流峰值流量為15.99 m3/s；一次性固體物質沖出量約為1.15×104 m3。

（1）原理。將電除塵的荷電除塵及袋除塵的過濾攔截兩種方法進行結合的除塵技術。一般在除塵裝置的前部設置電除塵設備，在設備的后部裝設濾袋的方式。

表1 2013年、2014年電力行業煙塵排放情況

（2）優點。①電袋復合除塵技術設備能穩定且長期運行；②電袋復合除塵技術設備在相同的工作條件下，運行阻力比袋式除塵器低；③電袋復合除塵技術設備的濾袋比袋式除塵法使用壽命長；④操作便捷、維護簡單；⑤電袋復合除塵技術設備的節能效果明顯；⑥電袋復合除塵技術設備能捕集細顆粒物。電袋復合式除塵器脫除粉塵方法是我國電廠除塵的主要方法，約占火電裝機容量的11%。

2.4 除塵技術主要存在的問題

由于國內的煤品質不同導致了煙氣工況變化范圍較大，或者設備選型的不合理，或者在制造、安裝過程中質量把控不嚴格，或者運行管理不科學等導致煙塵難以實現超低排放的要求。

3 燃煤電廠煙塵超低排放技術路線探討

針對目前燃煤電廠煙塵排放開發出了很多新的除塵技術。這些新的具有良好改造效果的有：低低溫靜電除塵、濕式電除塵為核心的超低排放技術。

3.1 低低溫電除塵技術為核心的超低排放技術

將空氣預熱器和電除塵器之間有煙氣換熱器且保持其低低溫狀態（90～110℃左右)，這種除塵技術稱為低低溫電除塵器。

（1）原理。通過降低煙溫來達到提高粉塵的荷電性能、降低電場風速、去除絕大部分SO3等目的。

（2）技術特點。①低低溫電除塵技術為核心的超低排放技術的煙氣流速隨煙氣體積流量的降低而降低；②低低溫電除塵技術為核心的超低排放技術的比電阻在108～1010Ω·cm范圍內電除塵器工作效率最高；③低低溫電除塵技術為核心的超低排放技術的煙溫每下降10℃擊穿電壓升高3%；④低低溫電除塵技術為核心的超低排放技術的可降低濕法脫硫工藝水量約30%；⑤低低溫電除塵技術為核心的超低排放技術的回熱走低加系統，可節煤1～3g/(kW·h)；⑥低低溫電除塵技術為核心的超低排放技術的系統阻力比傳統的方法阻力低節電約10%；⑦低低溫電除塵技術為核心的超低排放技術的在灰硫比大于100時，SO3的去除率可達95%。

（3）該技術適用條件。①煙氣含塵濃度小于等于100g/m3；②燃煤收到基硫分應小于等于2%；③熱回收器應小于200℃、再加熱器宜為50℃左右；④工作溫度為85～110℃其中的再加熱器溫度應大于70℃；⑤低低溫電除塵器換熱介質宜采用水媒介。

3.2 濕式電除塵為核心的超低排放技術

（1）工作原理。濕式電除塵器簡稱WESP，其工作原理是與干式的基本相同，主要有金屬板式、柔性電極式、導電玻璃鋼式類型。

（2）技術特點。①濕式電除塵器的除塵效率較其他方法高，并且沒有反電暈現象，內部不存在運動部件，設備也不存在二次揚塵的問題，濕式電除塵器的整體運行較穩定，工作過程中的壓力損失相對小，運行過程中操作簡單，比其他方法能耗低；②由于這種方法用水清灰所以耗水量比較大，一般采用工業廢水；③由于這種方法的設備所處環境酸性較強，對設備的防腐處理方法應可靠。

（3）適用條件。①濕式電除塵器主要用于煙氣排放要求高的電廠；②濕式電除塵器較適用于前端除塵器改造難度較大或者改造費用比較高的電廠；③濕式電除塵器濕法脫硫后煙塵濃度增加導致排放超標等改造項目。

3.3 燃煤電廠煙塵超低排放技術改造建議

考慮到目前國內現狀，主要建議如下：

（1）對于煙塵排放濃度小于20mg/m3的可考慮在脫硫塔后考慮濕式電除塵器進行補充。

（2）布袋除塵器或者用電袋除塵器的煙塵排放濃度介于20～30mg/m3的情況需要對選除塵裝置改造，應該在脫硫塔后考慮濕式電除塵器進行補充；對于尾氣排放煙塵濃度在50mg/m3左右的電除塵器可考慮應用低低溫電除塵器技術對設備改造，同時應該在脫硫塔后考慮濕式電除塵器進行補充。

4 結語

本文通過對低低溫電除塵、濕式電除塵器的研究，發現這些方法可以更好地實現超低排放減少空氣的污染。在選擇煙塵超低排放技術時應考慮經濟、資源等條件進行全面的考慮。

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1671-0711（2017）06（下）-0041-02