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摘要：低低温电除尘技术是实现燃煤电厂超低排放的有效技术之一。在低低温电除尘器设计中，与常规除尘器相比，存在多个方面的不同。本文将介绍几方面常见的设计要点，为广大读者在低低温电除尘器设计时提供参考。
关键词：低低温电除尘器 超低排放 防腐 密封
1、引言
一直以来，电除尘器都是我国燃煤电厂颗粒物控制的主流设备。但随着烟尘排放标准的不断提高，尤其是超低排放要求的提出，使得袋式除尘等技术的应用比例有所增加，电除尘器所占比例降至约68%，其主流地位虽没有改变，但仍需迎接行业、技术发展等所带来的各种严峻挑战。
经过电除尘工作者的研究与实践，以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线已成为可实现超低排放的主要技术路线之一。
2、低低温电除尘技术概述
低低温电除尘技术是指通过低温省煤器或换热装置将电除尘器入口烟气温度降至烟气酸露点以下（一般在90℃左右）使用的电除尘器技术，其典型工艺布置图如图1所示。与未加装低温省煤器或换热装置的常规电除尘器相比，烟气温度的降低意味着进入电除尘器烟气量的减少，从而降低电场内的烟气流速，增加了粉尘在电场的停留时间；同时烟气量的减少使得比集尘面积相应提高，因此可实现提高除尘效率的目的。
图1 低低温电除尘器典型工艺布置图
另一方面，气体温度能够改变粉尘的比电阻、影响气体的粘滞性，气体粘滞性随温度的降低而上升，可使低低温电除尘器内的粉尘驱进速度上升，提高除尘效率。
此外，根据国内学者的实验研究，低低温电除尘器出口颗粒存在凝结长大现象，其粉尘粒度高于普通电除尘器，对细颗粒的脱除效率可达90%，并且对SO3有协同脱除效果，脱除效率约为80%。
基于以上特点，低低温电除尘技术并不仅仅应用于改造项目，在新建机组也往往采用以低低温技术为核心的烟气协同治理技术路线来达到粉尘的超低排放，如广东大唐国际雷州发电厂2×1000MW新建工程就采用低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线以实现粉尘的超低排放。
3、低低温电除尘器设计要点浅析
由于低低温电除尘器运行温度处于酸露点以下，粉尘性质相应发生了改变，因此在设计时，与常规电除尘器相比，有以下几个方面需特别注意。
3.1低温腐蚀问题
低低温除尘技术存在的最突出问题就是防腐问题，如果燃煤中含硫量越高，烟气中的SO3浓度就越高，其对应的酸露点就越高，也就更容易发生腐蚀。因此在应用过程中，燃用含硫量过高的煤种是否能够采用低低温烟气处理技术，需要谨慎地考虑和严格的计算。
由于热交换器一般布置在电除尘器前端，从理论上看，当电除尘器的入口烟气温度被降低至酸露点以下时，烟气中的大部分SO3在热交换器中冷凝，而且可被烟气中粉尘的碱性物质吸收、中和，不会发生因SO3结露而引起的腐蚀。因此，通常以灰硫比（D/S）作为评价设备是否可能发生腐蚀的度量尺度，一般以大于100作为衡量标准。我国煤种的灰硫比一般均大于100，低低温电除尘器对我国大部分煤种的适应性较好。
日本自1997年以来，绝大多数大型燃煤电厂均采用了低低温烟气处理技术，如日本的原町火力发电厂和碧南火力发电厂，均为1000MW机组，据了解未发生因结露而引起的电除尘器及下游设备严重腐蚀的情况。
虽然如此，但由于烟气温度处于酸露点温度以下，且国内电厂的燃煤情况变动较大，故在电除尘器的一些特殊部位需采取一定的防腐措施。
3.1.1 灰斗
由于电除尘器灰斗需要存储一定时间内沉积的粉煤灰，因此，灰斗是电除尘器防腐的重点之一。主要措施有：
采用防腐材料。灰斗壁板通常采用ND钢等防腐材料或采用碳钢内衬不锈钢的方式进行灰斗防腐。并采用内外双面满焊
采取有效的加热措施。灰斗加热时可采用均匀可靠的陶瓷片式电加热装置或蒸汽加热装置，加热面积需增加到2/3灰斗面积。
采取可靠的保温措施。在灰斗外表面设置更可靠的保温层，保持灰斗温度，以免灰斗内的灰遇冷板结，堆积在灰斗内壁而腐蚀壁板。
采取合理的溜灰角度。为了保证灰的自由流动，建议灰斗斜壁与水平面的夹角不小于65°。同时相邻壁交角的内侧，还建议作成圆弧型。
3.1.2 人孔门及容易造成漏风部位
电除尘器上安装的所有人孔门均应采用双层结构，需整体组装出厂，以确保关启严密。并保证安装时的密封、保温及防腐。
此外，为避免漏风造成的腐蚀风险，在设计时，对于每个人孔门及人孔门周围1m范围内与烟气接触部分的墙板采用耐腐蚀的ND钢，其他可能出现低温结露的孔洞处0.5m范围内墙板也应采用耐腐蚀的ND钢。
（3）阴极线
阴极线应采用不易受烟尘粘附影响的阴极线型式，且应具备牢固可靠、机械强度大等优点。尤其是在阴极线材质选取上建议采用不锈钢材质，但从经济性方面考虑，可酌情选择不锈钢材质的放电端（芒刺、针刺等）。
3.2二次扬尘问题
采用低低温电除尘技术后，由于粉尘性质的改变，粉尘与极板粘附力降低，二次扬尘会适当增加，降低除尘效率。因此需要采取一定的措施来抑制二次扬尘。设计时需主要注意以下方面：
3.2.1 电除尘器选型时应尽可能增大断面，降低烟气流速
较低的烟气流速不仅能增加电场内部烟气的处理时间，提高除尘效率，更关键的是降低烟气流速，可以留有充足的时间使二次扬尘凝聚沉降落入灰斗或者重新被阳极板收集，因而能够大大降低二次扬尘对电除尘器效率的影响。
3.2.2 出口设置槽形板
针对除尘器末电场振打时引起二次扬尘会导致出口排放短时间超标的情况，需在出口封头内设置槽形板，使部分逃逸或二次飞扬的粉尘进行再次捕集。
3.2.3 设置合理的振打方式和振打制度。
振打效果不佳会引起收尘极板严重积灰，造成二次电流严重变小、除尘效率下降。采用降压振打或断电振打方式，可使极板对粉尘的吸附力下降，便于清灰。清灰效果的改善不仅可以使高压电源运行参数提高进而提高除尘效率，而且可以降低振打频次，从而进一步控制二次扬尘。
3.2.4 采用导电滤槽技术
导电滤槽是在不改变原有板卧式电除尘器结构原理的基础上，在电场尾部增设的具有静电捕集、增加拦截粉尘功能和一定均流能力的装置。它既有静电捕集粉尘的功能也有拦截过滤粉尘的作用，且可提高收尘面积10%以上，同时还能在电场中起到气流均布的作用。能有效防止二次扬尘的产生。
3.2.5 移动电极技术
移动电极技术是使阳极板一直处于旋转状态，因此阳极板能保持永久清洁，避免反电晕，有效解决高比电阻粉尘收尘难的问题。另外，阳极板清灰均在非收尘区域完成，能最大限度地减少二次扬尘，显著降低电除尘器出口粉尘浓度。此技术还可减少煤、飞灰成分对除尘性能影响的敏感性，增加电除尘器对不同煤种的适应性。
4、低低温电除尘器应用案例
4.1 工程概况
大唐黄岛发电有限责任公司3号机组装机容量为1×225MW机组，锅炉为双炉膛、平衡通风、旋流电除尘对冲布置，机组与1988年建成投产。为实现烟尘超低排放目标，该公司对3号电除尘器进行提效改造。
4.2 技术方案
该工程锅炉采用增设“MGGH”及“电除尘器整体改造”相结合的改造方案。
MGGH装置安装在除尘器前及脱硫出口烟道上，将电除尘器入口烟温降至95℃，电除尘器安装在MGGH前置换热器出口和引风机入口的烟道之间。
原电除尘器在拆除后新建电除尘器，采用双室五电场顶部振打型式，在不增加占地面积条件下，除尘器内增设导电滤槽，以增加电除尘器整体收尘面积。
低低温电除尘器入口烟气特性及基本设计参数见表1和表2。
表1 每台除尘器入口烟气特性
4.3 投运效果
经测试，除尘器入口烟尘浓度平均为37358.23mg/m3（标态，干基，6%O2），除尘器出口平均烟尘排放浓度为13.35mg/m3（标态，干基，6%O2），平均除尘效率为99.964%。除尘器出口烟尘浓度和除尘效率均达到设计要求。
5、结论
低低温电除尘技术不仅可以大幅提高电除尘器的效率，并且具有节能功能，因此以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线已成为燃煤电厂可实现超低排放的主要技术路线之一。在进行低低温电除尘器设计时，考虑到国内电厂的燃煤情况变动较大等因素，在电除尘器的一些特殊部位需采取一定的防腐措施；并且还需采取有效措施来应对因烟气温度降低造成的二次扬尘问题。
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论文作者:王铁军,孙钰
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第12期
论文发表时间:2019/1/7
标签：电除尘器论文; 烟气论文; 低温论文; 粉尘论文; 技术论文; 扬尘论文; 除尘器论文; 《建筑细部》2018年第12期论文;