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摘要：在燃煤电厂烟尘排放控制方面，空气环境质量要想得到有效改善，就要超低排放技术能够实现有效应用，并对其日常运行进行优化完善。目前烟尘超低排放技术主要分为静电除尘技术与深度除尘技术。本文针对燃煤电厂烟尘超低排放技术措施进行了探讨，以供借鉴。
关键词：燃煤电厂；烟尘；排放技术；措施研究
引言
2014 年由国家发改委、环保部和国家能源局联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020 年)》（简称行动计划）的通知中明确要求或鼓励各地燃煤发电机组大气污染物排放质量浓度达到或接近燃气轮机组排放限值（也称超低排放）（即在基准氧含量 6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放质量浓度分别不高于 10、35、50 mg/m 3 ）。从 2014 年开始，燃煤电厂的超低排放改造已大面积快速地展开，并取得了明显的减排效果。
1.除尘系统能耗分析
电除尘器通过消耗电能实现除尘效果。高压电源的供电参数直接影响电除尘器的效率，而且在一定的条件下，高压供电参数越大即电能消耗越大，除尘效率越高。电除尘器的电气系统主要由高压电源、低压振打和加热等系统构成。对国内典型 300 MW 机组电除尘器的电气系统电耗（运行功率）情况进行统计，结果见表 1。由表 1 可以看出，高压电气系统的运行功率约占电除尘器总运行功率的 87%以上。因此，若要降低电除尘器的整体电耗，重点是降低高压电气系统的电耗。
表 1 典型 300 MW 燃煤机组电除尘器电气负荷
除了高压电源以外，低压电气系统中的电加热系统（灰斗、瓷轴、瓷套电加热）运行功率所占比例较大，而且为了满足电除尘器正常安全运行维持加热温度，即使在机组低负荷运行时，电加热系统电功率依然维持在较高水平。因此，电除尘器低压电加热系统也存在节能潜力。低低温电除尘器通过在电除尘器前加装烟气换热器，使烟气温度降低到接近或低于酸露点，改善了粉尘的荷电特性和导电性，再配置大容量高效电源，可明显提高除尘效率。低低温电除尘器改造后为保证较高的除尘效率，运行能耗大幅度提高。可以通过优化调整低低温电除尘器各个电场高压电源控制参数及运行方式，降低其运行电耗。
2.燃煤电厂烟尘超低排放技术的改进措施
随着我国在电除尘器性能和技术方面的不断改革创新，在很大程度上已经有效提升电除尘器的工作效率。从目前电除尘器的实际应用情况来看，较为成熟的新型改造技术包括将静电除尘技术与布袋除尘技术用电袋复合除尘器技术代替；静电除尘器中新增加旋转电极；将工频电源转变为高频电源；对电除尘器增设低温换热器等。如果相应的除尘效率要求达到 99.6%～99.8% 左右时，就需要在电除尘器上增设旋转电极、高频电极等技术；如果相应的除尘效率要求高于 99.8% 时，不应该选择常规性的电除尘器，应该充分考虑应用超静电袋除尘器技术或者低温电除尘器技术。
2.1电袋复合除尘器代替静电除尘
目前燃煤电厂应用较多的就是电袋复合除尘器，其主要是把电除尘中的荷电除尘和袋除尘中的过滤拦截机理进行有机融合的新型除尘器，该除尘器具有稳定排放、长期使用的特征，并且不会被煤质的变化所影响，较为适合我国煤质变化多的情况。如国电泰安2×350MW热电联产机组工程采用了2电3袋电袋复合式除尘器。一般情况下，该除尘器能有效保障出口烟气粉尘的浓度保持在 20～30mg/m 3左右，但是当烟气经过脱硫吸收塔时，就可能携带一些细石膏颗粒，造成粉尘浓度大幅度增加，进而要不断创新除尘方式。
2.2更新改造电除尘器
（1）增置旋转电极。最先开发出新型结构的电除尘器，其一般由前级常规电场和末级旋转电极电场组成，旋转阳极板在顶部驱动轮的带动下缓慢地上下移动，粉尘在收尘区域被收集，附着在极板上的粉尘随极板运动到非收尘区域，被正反两把旋转清灰刷刷除。该技术具有阳极板清洁干净，防止反电晕、降低二次扬尘、缩短占地面积等显著优点。在国投哈密电厂一期2×660MW机组中，在五四场电除尘器中安装旋转电极能将除尘器出口的烟尘在设计煤种条件，除尘器出口烟尘浓度≤20mg/m3。（2）将工频电源转变为高频电源。所谓的高频电源主要充分利用高频开关技术所形成的逆变式电源，将供电电流转变为一系列窄脉冲模式。目前高频电源主要采用三相平衡电源，在最大程度上降低对电网的影响，并且没有缺陷损耗，与工频电源对复杂、变化多端的烟气情况相比，其更具有更为显著的适应能力。如某电厂1台炉电除尘使用工频电源，另1台炉使用高频电源，与使用工频电源的电除尘器相比，使用高频电源操作更为简单，安装也方便，有效降低烟尘排放在 39%～61% 左右，可以大幅度节约电能，减少耗电量，与电除尘器配合使用，能将最优除尘效率保持在 99.80%～99.85% 左右。（3）低 / 低低温电除尘技术。所谓的低温电除尘器主要是采用烟气换热器，把烟气的温度降低到比烟气酸露点高的温度。该除尘器运行到烟温下降后，就会降低烟气的比电阻，从而使得除尘效率能有效提升。
2.3增置湿式电除尘技术
所谓的湿式电除尘器主要是将水喷射在极板上，使得粉尘能冲刷到灰斗，随水排出，有效避免已经捕集的粉尘再次进行飞扬，从而能够有效提升除尘效率，在一定程度上消除“石膏雨”现象。湿式除尘器在保持长期稳定的条件下，能有效消除烟尘，并且将烟尘浓度能合理控制在 10mg/m 3 以下，烟尘和PM2.5 有高达 70% 以上的去除率，同时还可以合理控制汞。但是在初次投入使用时，有耗水量较大、成本较高、污水处理不及时、浓度较高等情况，导致某些工程并不适用湿式电除尘器。
另外，部分设计采用相应配套设备组合的方式同样起到抑制烟尘浓度的作用。在华电富拉尔基热电厂1×350MW机组“上大压小”扩建工程中，同步新建了布袋除尘器、石灰石-石膏湿法脱硫工艺、低氮燃烧+SCR 烟气脱硝装置及其配套，根据黑龙江环保厅验收监测数据显示，除尘效率为99.87%，锅炉监测点烟囱6点位的烟尘最大排放浓度为4.4mg/m³，排放指标均达到了超低排放限值。
3.结束语
总的来说，超低排放改造技术的选择不仅要考虑技术的先进性，同时要兼顾技术经济性，尤其要选择具有节能潜力的超低排放改造技术。此外，为了实现超低排放的目的，技术是主要方面，但是管理和运行水平也是很重要的一方面，不能把所有的问题都依托于技术手段实现，如果在采用适当技术手段的情况下，同时提高管理和运行水平，超低排放技术措施会更加经济，效果会更好。
参考文献
[1] 王娴娜 ， 朱林 ， 姜艳靓等 . 燃煤电厂烟尘超低排放技术措施研究 [J]. 电力科技与环保 ，2015，31(4):47-49.
[2] 吴玉生 . 燃煤电厂烟尘超低排放技术路线比选研究 [J]. 能源与节能 ，2016，(4):5-7.
论文作者:牛爱民
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
标签：电除尘器论文; 烟尘论文; 技术论文; 除尘器论文; 超低论文; 烟气论文; 电厂论文; 《防护工程》2018年第23期论文;