淺析燃煤電廠電除塵超低排放技術(shù)改造

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:當(dāng)前，我國環(huán)境狀況總體惡化的趨勢尚未得到根本遏制，環(huán)境矛盾日益凸顯，環(huán)保壓力持續(xù)加大。本文通過對(duì)電除塵器目前存在的運(yùn)行困境，客觀評(píng)價(jià)電除塵器對(duì)國內(nèi)煤種的適應(yīng)性，分析國內(nèi)電除塵超低排放所采用的電除塵器高頻脈沖電源改造、移動(dòng)電極式電除塵器、低低溫電除塵器、電袋式除塵器、濕式電除塵器等新技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，為下一步燃煤機(jī)組粉塵5mg／m3超低排標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)改造提供新思路和最佳選擇。

關(guān)鍵詞：電除塵器，低排放，適應(yīng)性，新技術(shù)

1概況

因具有除塵效率高、適應(yīng)范圍廣、運(yùn)行費(fèi)用低、可靠性高、使用方便且無二次污染等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，電除塵器在燃煤機(jī)組中是應(yīng)用最廣的除塵設(shè)備。

目前，國家已經(jīng)出臺(tái)更為嚴(yán)格的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)，即《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl3223--2011)己將最高排放標(biāo)準(zhǔn)由原來的50mg／m3提高到30mg／m3，這給電除塵器技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)，也帶來了機(jī)遇。

但是由于我國電煤資源緊缺，大多數(shù)電廠的煤種多變、混燒劣質(zhì)煤情況突出，在極端情況下甚至出現(xiàn)電除塵器性能不達(dá)標(biāo)的情況，此外粉塵的高比電阻、二次揚(yáng)塵及微細(xì)粉塵在很大程度上影響了電除塵器的除塵效率，也是目前常規(guī)電除塵器面臨的主要技術(shù)瓶頸。

下一步，國家要求燃煤機(jī)組通過技術(shù)改造符合將煙塵排放濃度達(dá)到甚至低于燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值煙塵<5mg／m3的標(biāo)準(zhǔn)，這將是新的一輪電除塵技術(shù)改革風(fēng)暴。

2常規(guī)電除塵器存在的問題

2．1我國燃煤機(jī)組應(yīng)用最多的是常規(guī)干式靜電電除塵器。粉塵的高比電阻、二次揚(yáng)塵及微細(xì)粉塵在很大程度上影響了電除塵器的除塵效率，也是目前常規(guī)電除塵器面臨的主要問題。常規(guī)電除塵器對(duì)高比電阻粉塵除塵效率低，高比電阻粉塵容易引起反電暈，使電除塵器收塵性能大幅下降。

在工業(yè)領(lǐng)域普遍又存在以下情況：燃煤電廠鍋爐燃用煤種復(fù)雜多變，對(duì)于一些除塵性能差的煤種，常規(guī)電除塵器對(duì)其除塵效率低下；使用低硫煤或循環(huán)流化床鍋爐帶來的飛灰比電阻普遍增高，使得電除塵效率下降問題日益突出，如表1是某廠對(duì)電除塵器高比電阻的測試。

2．2二次揚(yáng)塵引起電除塵器出口粉塵排放濃度增加。常規(guī)干式電除塵器通過振打、聲波等清灰方式來清理集塵極上的粉塵，在清灰過程中，有一部分己被收集到的粉塵會(huì)重新返回到氣流，最終逸出電除塵器，致使粉塵排放濃度增加。

有研究表明，在常規(guī)干式電除塵器出口的粉塵中，約有20％是由清灰過程中的二次揚(yáng)塵造成的。常規(guī)干式電除塵器對(duì)微細(xì)粉塵的除塵效率低，PM2．5的粉塵粒徑小、質(zhì)量輕，因此常規(guī)干式電除塵器對(duì)其荷電不充分，且在振打時(shí)易造成二次揚(yáng)塵，故除塵效率低下，有時(shí)甚至出現(xiàn)<90％的情況。

2．3常規(guī)電除塵器受鍋爐運(yùn)行工況影響較大，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，除塵效率下降，能耗增加。

目前，很多火電廠使用的燃煤在不斷變化，與設(shè)計(jì)煤種存在很大偏差，從而可能使電除塵器性能無法滿足要求，運(yùn)行電壓、電流有所下降，有些電除塵器運(yùn)行電壓、電流下降幅度較大，為了提高除塵效率，加大對(duì)靜電除塵器供電電源的工作頻率的調(diào)整，耗費(fèi)大量電能，時(shí)間長久，電除塵器工頻電源的也逐漸顯現(xiàn)出轉(zhuǎn)換效率低的問題。

2．4燃煤灰分大，電除塵器運(yùn)行參數(shù)不佳，缺陷頻發(fā)。我國許多燃煤的灰分大，相對(duì)增加了粉塵排放，運(yùn)行中出現(xiàn)振打效果差，陰極線、陽極板掛灰，陰極線斷線短路，控制系統(tǒng)可靠性差等問題。

綜上所述，從國際和國內(nèi)電除塵器運(yùn)行情況來看，30mg／m3或者更高的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)給電除塵技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)，更是帶來了機(jī)遇，其必將帶來我國電除塵技術(shù)的又一次技術(shù)飛越。

3電除塵器超低排放改造主要技術(shù)

3．1電除塵器高頻多重脈沖電源改造

靜電除塵器的除塵效率與供電電源特性密切相關(guān)，根據(jù)靜電除塵器供電電源的工作頻率不同，可以分為工頻電源和高頻電源兩類。目前靜電除塵器供電電源基本上是工頻可控硅電源。其電路結(jié)構(gòu)是兩相工頻電源經(jīng)過可控硅移相控制幅度后送整流變壓器升壓整流后形成lOOHz脈動(dòng)電流送至靜電除塵器本體。

該種電源具有效率高，處理煙氣量大，運(yùn)行成本低，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但也逐漸顯現(xiàn)出轉(zhuǎn)換效率低，耗費(fèi)大量電能：功率因數(shù)低，對(duì)電網(wǎng)造成電磁干擾；無法適應(yīng)高比電阻的工況；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)無法立即調(diào)整輸出電壓，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)。

這些缺點(diǎn)使得工頻電源在新的環(huán)保要求下已逐漸不能滿足排放要求。而高頻脈沖電源的供電電流由一系列窄脈沖構(gòu)成，其脈沖高度、寬度及頻率均可以調(diào)整，可以給電除塵器提供各種電壓波形，控制方式靈活，因而可以根據(jù)電除塵器的工況提供最合適的電壓波形，提高電除塵器的除塵效率，并且可以提高供電效率，節(jié)約電能。

另外，高頻電源與工頻電源相比，還有體積小、重量輕，三相平衡供電等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，靜電除塵器高頻脈沖電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)也成為近年來的研究熱點(diǎn)。

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