燃煤電廠電除塵技術發展及應用綜述

楊興榮

摘要：燃煤電廠電除塵技術發展及應用關系到電廠生產效率與員工健康，是我國當前十分重視的技術。除塵器是通過高壓電流產生較強磁場，使空氣中的懸浮顆粒物受到電場作用而從空氣中剝離出來的現代化裝置。本文介紹了燃煤電廠電除塵技術的特點，從燃煤電廠電除塵的發展路線出發，對電除塵的發展趨勢進行分析，并結合二者淺談燃煤電廠電除塵技術的具體應用與發展趨勢。

關鍵詞：燃煤電廠;電除塵技術;電除塵應用

引言：目前我國燃煤電廠的除塵技術是以電除塵為主，電除塵技術始終貫穿著我國工業生產的發展，自上世紀60年代以來便以開展電除塵技術的自主設計與研發，通過采買進口設備引進技術、消化吸收、再到自助研發與創新，我國在燃煤電廠電除塵領域中已經達到了世界領先水平，目前已經實現了煙塵高效的處理和碳排放量超低標準。預計未來的燃煤電廠電除塵技術將發展更加全面、更為節能與標準化。

一、電除塵技術的特點

電除塵效率高且除塵器可以延伸電場長度使其增大橫截面，以提升供電強度及調節煙氣中的質量。常規除塵器在參數正常的情況能達到百分之九十八的除塵率，針對較小的顆粒電除塵仍有較高的發揮空間。設備阻力小、能耗低、耐高溫是電除塵的主要優勢。設備運行、電力設備、加熱器、振打與卸灰塵裝置是電除塵器主要的能源消耗，其耗能占比與能耗損失要遠低于傳統的除塵技術。電除塵技術在對大量煙氣處理上也有獨到之處，對處理大量的煙氣有著較為突出的能力。目前一臺電除塵裝置可以輕松處理超過400平方米的煙氣，處理的煙氣總量在一小時內可達200萬立方米。常規的電除塵裝置可用于處理350度以下的煙氣，采取特殊設計可處理500度左右的煙氣[1]。常規裝置針對腐蝕性大的氣體處理十分有限，但電除塵技術卻可以勝任此類工作，采用濕式電除塵技術便可完美實現對大量腐蝕性煙氣的吸收。除上述幾點，電除塵技術還有這制造精度高、對操作人員安裝與操作要求低、易受工況條件影響等特點。

二、燃煤電廠電除塵技術的發展與趨勢

（一）燃煤電廠電除塵技術的發展

燃煤電廠電除塵技術的發明源于國外，而早期主要應用于金屬的冶煉，剛研制出電除塵技術時由于技術水平較低，理論不夠完善所以導致除塵效率不足。例如上世紀二十年代在美國加利福尼亞州的博拉卡拉鉛冶煉廠的電除塵技術僅僅達到百分之九十的除塵率，經過技術人員不斷改良，目前博拉卡拉鉛冶煉廠的煙塵處理率已達到99.5%。我國燃煤電廠電除塵技術起步較晚，但因其具備除塵率高、適用性強、維護方便深備受燃煤電廠的青睞，因此迅速成為我國燃煤電力行業中的重要設施。伴隨電除塵技術的發展，我國煙氣排放標準也逐年提高，經過三次修訂最終定稿，目前我國已正式成為世界電除塵強國。在1930年初我國燃煤電廠的技術是火力發電廠氣力運輸，但當時輸送技術不足，導致燃煤電廠氣力除灰技術應用性性低，因此當時大多采用以水力除塵系統為主，火力除塵為輔助的方式，兩套系統互為補充進行除塵處理。而后進入上世紀五六十年代，這是我國重要的除塵技術積累與發展的年代，雖然當時技術與設備還較為落后，但技術人員已逐漸摸索并積累了相當的除塵技術，即3泵2管1條溝的除塵模式，但該模式在應用上仍有較多的難點，為應對這一現實問題，電廠技術人員逐步摸索向多類型除塵模式進行轉換，先后發展了氣動力除塵、機械除塵、水利除塵三大類除塵技術。雖然那時的技術更新快，但我國的技術水平仍處在世界落后水平。20世紀80年代末期時，隨著我國改革開放的成功，我國經濟有了長足的進步，國家大力引進先進生產技術，擴大技術投入與規模，電力工業也呈現出飛速發展的態勢，機械水平的提升，物理與化學理念的完善，為電力除塵這一領域提供了巨大支持，在這一時期，我國的電力除塵技術飛速發展，對碳排放的要求也逐漸提高，技術的不斷革新與國家標準的不斷修訂，反映出當時技術的革新之快，此時電除塵技術也應用廣泛，如煙煤電廠、金屬冶煉廠、大型化學生產基地。

（二）電除塵發展趨勢

截止到2020年1月，國際能源總署根據現有技術情況，提出了到2021年燃煤電廠的排放標準為1毫克每立方米到2毫克每立方米之間，到2030年初應達到1毫克每立方米。就現階段的國情而言，我國大氣污染物的排放問題還任重而道遠，對技術創新仍有較高的要求，對提升空間仍有較大的展望[2]。在效能方面要完善細化標準，出臺相應的政策支持，在發展除塵領域的同時應大力發展相關領域的過濾，在協同控制方面，應更為全面的考慮到除塵的多樣化，例如脫硫的處理、脫銷的處理。在職能化領域，也應開發相應的監控管理措施，充分利用好互聯網技術，對整體數據模型進行建立與分析，通過大數據的加工為技術人員與監管部門提供有力支持。研發創新新型電源技術，電源技術是電除塵設備中耗能的關鍵因素之一，目前我國研發的新型脈沖電源功效穩定因其在耗能方面的卓越表現而大受應用，預計該技術將會有較大的發展空間。

三、燃煤電廠電除塵的應用

目前燃煤電廠電除塵技術的推廣與應用十分普及，電除塵技術對燃煤電廠的意義非凡。自上世紀90年代初，中國在燃煤電廠領域使用電除塵技術比僅為百分之二十九，而后經過改革開放長足的穩步發展，在之后的十年間技術的爆炸式增長與基礎理論的日益完善，至2000年底電除塵技術在燃煤電廠的應用已經接近百分之八十，而2005年至2010年間更是穩定在95%上下，但在新興技術的沖擊下，燃煤電廠的電除塵應用占比較之有所下降，但仍是電廠類工廠的除塵技術首選，截止到2018年底，中國發電煤電約為10億千瓦以上，1990年度至2018年底燃煤電廠電除塵器在市場占有率穩步提升，從1990年的市場占有率30%到2010年達到了最高峰95%，之后隨著受袋式、電袋式以及復核式除塵技術的先后問世，燃煤廠電除塵器占有量以慢慢回落到66.2%，雖然有所回落，但電除塵器依然是燃煤電廠的主流除塵設備。伴隨火電廠大氣污染物排放標準出臺以來，旋轉電機式電除塵器、電凝聚式、機電復合式電除塵等多項新型高壓電源技術先后問世，到2015年初，燃煤電廠實行超低排放標準的政策開始實施[3]，低溫電除塵和濕式電除塵技術走近大眾視野，應用范圍也更加廣泛被各大燃煤電廠所認可。據數據統計，到2016年1日起，已投入的旋轉電級式電除塵器已達110臺以上，總裝機容量已經達到50000MW，已投入使用的電凝裝置達21套之多，總裝機容量已升至10000MW，到2019年1月，中國低溫電除塵器總裝機已達到2.5億千萬占世界比重的百分之四十以上，濕式除塵器總裝機2.2億千萬其數值在世界也可屈居領先地位，是行業發展的標桿。電除塵技術發展突飛猛進得益于相關企業的良好發展勢頭和面對新興技術的大力推廣與技術研發。通過對涉及電除塵的企業進行大數據分析得出了以下結論，在2000年至2015年底，我國使用電除塵器的大型燃煤發電廠企業的工業總產值與環保收入基本穩定在了行業中的半數以上的位置其數值居于60%上下，其中大部分為電除塵產品的新興使用企業如燃煤電廠。在這15年間，電除塵核心企業的營業額數據呈現不斷增長的態勢到2017年底達到飽和。現如今燃煤企業電除塵技術以趨于完美，體系全面，利用率與除塵效率也十分搞笑，成為了產業發展的巨大動力。

結束語：電除塵技術在燃煤電廠中的使用占比明顯，是目前國際上公認的高效除塵方式，其運行可靠、能耗偏低、維護與操作便捷。隨著節能環保和低碳經濟的發展，電除塵技術必將迎來更為廣闊的發展空間。

參考文獻：

[1]劉學軍，胡漢芳，鸝建國，陳麗艷.2019年電除塵行業發展評述及展望[J].中國環保產業，2020（02）：12-18.

[2]龐波.干式電除塵技術在礦井粉塵控制中的應用研究[J].世界有色金屬，2020（01）：294-295.

[3]鄭善江.濕式電除塵技術及在電廠應用與發展探討[J].科技創新與應用，2019（03）：157-158.