超低排放下電除塵提效技術及改造

蘇強強

【摘? 要】隨著我國國民經濟的高速發展，以煤炭為主的能源需求日趨加大，煤電行業在取得高效能的同時，對大氣環境的污染也愈加嚴峻。如何實施燃煤電廠節能減排，促進超低排放技術升級改造，成為當下煤電行業技術變革的核心問題。

【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】X773? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）06-0176-02

1 引言

2011年7月，國家環保部頒布了GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標準》，規定煙煤鍋爐煙塵排放限值為30mg/m3，重點區域煙塵特別排放限值為 20mg/m3。《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014—2020年）》制定了更為嚴格的排放標準，即在基準氧體積分數為6%的條件下，煙氣中煙塵排放質量濃度不高于10mg/m3。一些能源企業以此制定了燃煤超低排放指標，即煙塵質量濃度排放限值為5mg/m3，由此形成了“超低排放”概念。在此標準要求下，燃煤行業超低排放技術改造成為必然趨勢，對電除塵器改造升級成為節能減排的核心內容。

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、適應范圍廣、設備阻力小、運行費用低、使用方便且無二次污染等獨特優點，是使用最廣泛的除塵設備之一。電除塵器技術提效改造，在注重內在技術升級換代的同時，更要把外在影響因素納入技術設計的框架內。

2.1 工況條件的影響

電除塵器的工況條件對除塵性能的發揮有很大的影響：一是燃煤性質。我國煤炭資源緊缺，很多燃煤電廠煤炭進貨渠道多樣，煤種產地不一，且性質多變，燃煤的成分、發熱量等參數不統一，甚至有混雜劣質煤的情況。二是飛灰和煙氣性質，燃煤種類多變，導致飛灰的成分、密度等參數，以及煙氣的成分、溫度、濕度等參數統一，性質變化大，對電除塵器的性能發揮影響極大，在極端情況下導致電除塵器性能低下，甚至出現不達標的情況。

2.2 原除塵器運行狀況的影響

電除塵器提效改造，必須在原除塵器的技術參數基礎上升級，要充分考慮原除塵器的運行狀況，如運行參數和出口煙塵濃度等，而且還要依據煙氣流速、電場數等技術參數進行技術升級。其中，原除塵器的出口煙塵濃度是提效改造技術升級的主要因素，決定了技術改造路線的選擇和優化措施。

2.3 改造場地的影響

電除塵器技術改造升級前要充分考慮改造場地的情況，要結合改造后的場地要求和標準，對現有場地進行測量，以此來進行技術改造路線的選擇。例如，依據升級改造后的場地標準，是否對原有場地進行加長加寬改造、增加除塵收塵面積;原電除塵器的進出端口是否加濾袋除塵;引風機移位后是否拓展場地面積等。

3 常規電除塵器存在的問題

3.1 除塵效果差，易造成二次污染

現在應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，維修費用合理，除塵效率達到98%以上，但對高比電阻的除塵效果不好，而高比電阻粉塵會引起反電暈現象，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。常規干式電除塵器容易造成二次揚塵的現象，使電除塵器出口粉塵濃度增加。

3.2 耗能大，技術缺陷明顯

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，隨著鍋爐長周期的連續使用，會降低除塵性能，影響除塵效率，導致耗能加大。同時，常規電除塵器的除塵效率與燃煤灰分直接相關，我國很多產地的燃煤灰分大，影響了振打效率，導致電除塵器運行功能降低，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

4.1 低溫電除塵器

在靜電除塵器入口增加煙氣換熱設備，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，導致二次揚塵現象比原有電除塵器增加;增加煙氣換熱設備后，引起電除塵器入口煙箱的氣流分布及煙氣量分配的偏差，同時造成本體內部局部的沖刷。

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電除塵器的電場和電源種類，綜合考量燃煤性質、煙氣性質以及電除塵器運行工況，以此為依據，選擇相匹配電源運行模式和運行參數。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。現階段常規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、運行費用低、維護簡單等特點，但存在轉換效率低，耗能大;功率因數低，對電網造成電磁干擾;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;發生閃絡等工況時無法立即調整輸出電壓，動態響應速度慢等缺點。以上這些不足使得工頻電源已經不能適應現在環保標準的要求。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，能夠靈活調整，根據電除塵器實際狀況選取可匹配的電壓波形，既能提升除塵效率，又能實現低耗能，成為現階段電除塵器技術升級改造的研究熱點。

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上發展而來的，具有相同的工作原理。與干式電除塵器采用振動、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，根據陽極類型的差異可分為金屬極板濕式電除塵器、導電玻璃鋼濕式電除塵器與柔性陽極濕式電除塵器。與常規電除塵器相比較，濕式電除塵器的除塵效率高，受到粉塵比電阻以及煤、灰性質的影響明顯要小，避免了由于振動清灰環節造成的二次揚塵現象，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量濃度及高SOx質量濃度下，容易引起運行參數不佳，導致除塵效果減弱;安裝在排煙設備的入口處，占地面積加大，由于需要一定的工業水，必須設計污水排放儲存設施，導致前期成本加大。作為一項新型電除塵器，濕式電除塵器設計風格多樣化，除塵器型號不統一，缺乏統一的技術參數標準，導致在煙氣性質相同的情況下，由于參數不一致，無法進行設計參數的技術對比和吸塵效率比較。

4.4 電袋除塵器

電袋除塵器是在吸取干式電除塵器優點的基礎上，選取用覆膜或超細纖維復合濾料制成的濾袋，進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，當煙氣通過濾袋時，灰塵被吸附在濾袋表面。隨著除塵時間的增加，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來處理覆蓋在濾袋上的灰塵。這項技術的優勢在于，除塵效率高，施工場地小，投入成本較低，對不同煤種均能取得很好的除塵效果。但這項技術有以下不足：受煙氣溫度的變化影響，溫度過高時，濾袋容易被燒損，溫度過低時，造成濾袋糊袋現象，從而導致除塵效率低下，如果破損大，則會嚴重影響除塵效率，引發除塵事故，必須停產維修。

5 結語

綜上所述，在超低排放標準的制約下，電除塵器節能減排技術升級改造勢在必行，不斷進行技術改造，合理控制煙塵排放濃度，成為當下電力行業現代化的首要目標。現階段，電除塵器的升級改造必須解決常規電除塵器的弊端，避免二次污染，提升除塵效果，在技術突破上下功夫。在進行原電除塵器升級中，要充分考慮原電除塵器的實際狀況，在進行新型電除塵器技術研發中，要加大創新力度，開拓技術研發思路，轉變生產觀念，實現電除塵器低能耗、低排放、低污染，為實現我國節能減排戰略目標作出貢獻。

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