燃煤電廠電除塵器超低排放升級(jí)改造

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:摘要：面臨煙氣超低排放要求，燃煤電廠現(xiàn)有電除塵器改造需求巨大。傳統(tǒng)電除塵器改造依據(jù)修正的Deutsch公式，僅能通過(guò)增大本體的方式來(lái)控制排放濃度。因此，定義峰值、平均電場(chǎng)強(qiáng)度和比收塵面積的乘積作為電除塵指數(shù)，在其指導(dǎo)下可通過(guò)提高放電電壓和電流來(lái)降低粉塵排放。

在此基礎(chǔ)上通過(guò)采用三相電源、降低煙氣溫度至110℃以下、應(yīng)用前端電場(chǎng)側(cè)部振打和末端電場(chǎng)頂部振打的混合振打、協(xié)同脫硫塔和電除塵器等優(yōu)化改造措施，均可將電除塵器出口濃度控制在10mg/m3以下。將袋式除塵器改造為電除塵器則可在控制顆粒物排放的同時(shí)，進(jìn)一步減少酸霧、鹽結(jié)晶等引起的堵塞和煙羽問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：超低排放；電除塵器改造；電除塵指數(shù)；三相電源；振打；協(xié)同控制

中國(guó)“多煤、少油”的能源結(jié)構(gòu)決定了燃煤仍然是電力的主要來(lái)源[1]。燃煤發(fā)電過(guò)程中，煤炭的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量顆粒物。霧霾天氣的形成就與其中固體細(xì)顆粒物的排放密切相關(guān)。因此，電廠多采用電除塵器控制燃煤電廠煙氣中的顆粒物排放量。

電除塵器中陰極線上的電暈放電產(chǎn)生大量自由電子和離子，使得顆粒物在粒子碰撞和電場(chǎng)作用下攜帶大量電荷。隨后，帶電粒子在電場(chǎng)作用下向極板遷移，被收塵極板收集黏附形成粉塵層。粉塵層累積至一定厚度后，通過(guò)振打等手段將其自極板去除。

從提出電除塵器概念到現(xiàn)在，其廣泛應(yīng)用已有100多年歷史。1883年，OliverJ.Lodge首先提出了電除塵器概念[2]，且和AlfredWalker共同設(shè)計(jì)了第1臺(tái)處理含鉛煙氣的商用電除塵器。但由于當(dāng)時(shí)落后的電源技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不足，該臺(tái)電除塵器并未成功投產(chǎn)。

直到1907年，美國(guó)的CottrellFG才在加利福尼亞廠成功安裝第1臺(tái)商用電除塵器，用來(lái)收集硫酸霧和重金屬，從此拉開(kāi)了電除塵器高速發(fā)展的序幕[3]。我國(guó)電除塵技術(shù)雖然起步較晚，但發(fā)展迅速，電除塵器的加工、生產(chǎn)和使用數(shù)量均為世界第1位[4]。

燃煤電廠污染物超低排放需要遵循3項(xiàng)基本原則：(1)污染物長(zhǎng)期穩(wěn)定超低排放；(2)環(huán)保設(shè)備可適應(yīng)多種燃煤特性；(3)系統(tǒng)建設(shè)（改造）投資、運(yùn)行成本的投入產(chǎn)出和環(huán)境績(jī)效最優(yōu)。據(jù)此，提出了燃煤電廠污染物超低排放和綠色發(fā)電的技術(shù)路線[5]，該技術(shù)路線在多臺(tái)機(jī)組上得到了應(yīng)用驗(yàn)證[6]。

該技術(shù)路線通過(guò)集成干式電除塵（dry elec-trostatic precipitator,DESP）和脫硫塔，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下顆粒物濃度低于5mg/m3，其后定義PM2.5為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下低于2.5mg/m3的排放目標(biāo)。熱煙氣自鍋爐排出后通過(guò)選擇性催化還原(ive cata-lytic reduction,SCR)進(jìn)行降溫。

降溫手段有2種：通過(guò)空氣預(yù)熱器(air pre-heater,AH)將煙氣溫度降至110~140℃左右，再通過(guò)低溫省煤器（以下簡(jiǎn)稱低?。├^續(xù)降至90℃左右；在脫硫裝置(flue gas de-sulfurization,FGD)前采用熱交換器(gas-gas heater,GGH)將煙氣降至70~90℃左右，脫硫后煙氣通過(guò)再加熱從50~60℃提高至70~90℃進(jìn)行排放。強(qiáng)電離放電技術(shù)實(shí)際上是一種高級(jí)氧化技術(shù)，有利于脫硫脫硝[7]。

采用電除塵集成濕法脫硫?qū)崿F(xiàn)顆粒物（煙塵和石膏）的超低排放(<5mg/m3），與采用濕式電除塵實(shí)現(xiàn)超低排放技術(shù)相比，該技術(shù)直接在原電除塵器和脫硫塔上完成改造，不僅節(jié)約了改造成本，而且避免了因濕式電除塵而增加的污水處理問(wèn)題，因而，強(qiáng)電離技術(shù)相對(duì)濕電改造效果好[8-9]。

本文在超低排放技術(shù)路線指導(dǎo)下，提出以電除塵指數(shù)為依據(jù)的電除塵器電氣改造路線。同時(shí)總結(jié)了實(shí)際改造中煙氣溫度、脫硫塔協(xié)同對(duì)收塵效率等的影響，還比較了袋式除塵改造為電除塵改造前后的排放情況。

1電除塵器電氣改造

圖1神華國(guó)能顆粒物超低排放5mg/m3的技術(shù)路線

圖1為燃煤電廠污染物超低排放和綠色發(fā)電的技術(shù)路線圖。由圖1可見(jiàn)，電除塵器是鍋爐煙氣污染控制中主要的顆粒物捕集裝置。因而對(duì)電除塵器進(jìn)行電器改造是低成本提高收塵效率的重要手段。

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