彭泉源

[摘 要]隨著國(guó)家對(duì)燃煤電廠污染物排放控制的日趨嚴(yán)格，現(xiàn)役電除塵器需提效改造。低低溫電除塵技術(shù)具有突出的優(yōu)勢(shì)，適合在我國(guó)燃煤電廠中推廣和應(yīng)用。本文介紹了低低溫電除塵技術(shù)的原理；總結(jié)了該技術(shù)的特點(diǎn)、適用條件、布置方式以及注意事項(xiàng)等；闡述了低低溫電除塵技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞]燃煤電廠；電除塵；低低溫電除塵技術(shù)；節(jié)能減排

中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）06-0370-01

1 前言

近年來，我國(guó)城市霧霾天氣越來越嚴(yán)重，對(duì)公眾健康和生活造成了嚴(yán)重的影響，細(xì)顆粒物（PM2.5）含量過高是導(dǎo)致霧霾天氣的主要原因，而燃煤電廠又是PM2.5的主要污染源之一。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，燃煤電廠的污染物排放更受到人們的關(guān)注，國(guó)家對(duì)燃煤電廠污染物排放濃度和排放總量有了更嚴(yán)格的要求。《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）規(guī)定：一般地區(qū)煙塵排放濃度限值為30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)煙塵排放濃度限值為20mg/m3，測(cè)試點(diǎn)在煙道或煙囪。這給電除塵技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)，也帶來了機(jī)遇，為滿足該標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)很大一部分燃煤電站現(xiàn)役電除塵器均需要提效改造。目前，我國(guó)電除塵器提效改造可采用的主要技術(shù)有：電除塵器擴(kuò)容、低低溫電除塵技術(shù)、旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)、高頻高壓電源技術(shù)、電袋復(fù)合除塵技術(shù)、袋式除塵技術(shù)、濕式電除塵技術(shù)等。根據(jù)我國(guó)的燃煤特性，95%以上煤種比較適合采用低低溫電除塵技術(shù)，其以獨(dú)特的減排節(jié)能性能得到了業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可。

2 低低溫電除塵技術(shù)的特點(diǎn)

低低溫電除塵技術(shù)是指在電除塵器上游設(shè)置熱回收裝置，使得電除塵器的入口煙氣溫度降低至酸露點(diǎn)溫度90℃左右，煙氣量減少，粉塵性質(zhì)得到改變，從而提高了除塵器性能。低低溫電除塵器具有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)。

2.1 降低粉塵比電阻，提高除塵效率

煙氣溫度對(duì)粉塵比電阻影響較大。粉塵比電阻在溫度低于100℃時(shí)以表面比電阻為主，高于250℃時(shí)以體積比電阻為主，在100℃～250℃溫度范圍，兩者共同起作用。一般而言，粉塵比電阻在燃煤煙氣溫度為150℃左右時(shí)達(dá)到最大值，如果煙氣溫度從150℃下降至100℃左右，則粉塵比電阻降幅一般可達(dá)一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。低低溫電除塵技術(shù)將電除塵器入口煙氣溫度降低至酸露點(diǎn)溫度90℃左右，使煙氣中大部分SO3冷凝形成硫酸霧，黏附在粉塵表面并被堿性物質(zhì)中和，粉塵特性得到很大改善，比電阻大大降低，從而大幅提高了除塵效率。

2.2 降低煙氣量，提高電場(chǎng)擊穿電壓

電除塵器入口煙氣溫度的降低，將使煙氣量下降，電場(chǎng)風(fēng)速減小，從而增大比集塵面積，增加粉塵在電場(chǎng)的停留時(shí)間，提高除塵效率。研究顯示，煙氣溫度每降低10℃，則煙氣量降低約2.5%。同時(shí)，煙氣量減小，將使電場(chǎng)擊穿電壓上升，這是因?yàn)闊煔饬繙p小后，煙氣密度增大，煙氣的分子間隔減小，每個(gè)電子在電場(chǎng)中產(chǎn)生碰撞電離“自由行程”減小，因而電子可獲得的速度和動(dòng)能減小，電離效應(yīng)減弱，氣體不易被擊穿，從而提高電場(chǎng)強(qiáng)度，增加粉塵荷電量，提高了除塵效率。研究顯示，煙氣溫度每降低10℃，電場(chǎng)擊穿電壓將上升3%。

2.3 大幅減少SO3和PM2.5排放

電除塵器入口煙氣溫度降至酸露點(diǎn)溫度以下，煙氣中的SO3與水蒸汽結(jié)合形成硫酸霧，此時(shí)由于未采取除塵措施，SO3被飛灰顆粒吸附后被電除塵器捕捉并隨粉塵一起排出，SO3的去除率通常可達(dá)90%以上。同時(shí)，SO3的去除解決了濕法脫硫工藝中SO3腐蝕的難題，有良好的經(jīng)濟(jì)效益。另外，H2SO4小液滴與粉塵微粒懸浮于煙氣中形成氣溶膠，增大了粉塵粒徑，有利于減少PM2.5排放?？傊?，低低溫電除塵技術(shù)通過大幅提高除塵效率，減少了PM2.5排放，并通過脫除大部分SO3，有效減少了大氣中硫酸鹽氣溶膠（二次生成的PM2.5）的生成。

2.4 節(jié)能效果顯著，降低運(yùn)行費(fèi)用

低低溫電除塵技術(shù)入口煙氣溫度降低，回收的熱量可用于加熱鍋爐補(bǔ)給水或汽機(jī)冷凝水以提高鍋爐效率，節(jié)約了用煤，并且由于煙氣溫度的降低，還可節(jié)約濕法脫硫系統(tǒng)的水耗，降低成本。同時(shí)，煙氣溫度降低后，煙氣量減少，有利于引風(fēng)機(jī)。換熱器增加的阻力由引風(fēng)機(jī)克服，對(duì)引風(fēng)機(jī)來說，雖然壓頭增加，但處理的煙氣流量減少，兩者相抵消，電耗基本持平。對(duì)脫硫風(fēng)機(jī)而言，由于處理煙氣流量的減少，電耗也將會(huì)下降。因此總體上電耗是降低了。

3 低低溫電除塵器適用條件及布置方式

適用條件

低低溫電除塵技術(shù)的適用范圍廣泛，當(dāng)煙氣溫度偏高，尤其是當(dāng)煙溫>120℃時(shí)，其更有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。由于低低溫電除塵技術(shù)可以提高鍋爐效率，節(jié)約用煤，因此也特別適合于煤價(jià)較高的電廠在提效的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。該技術(shù)還可與其他除塵實(shí)用新技術(shù)任意組合使用達(dá)到排放要求，如SO3煙氣調(diào)質(zhì)、移動(dòng)電極、高頻電源技術(shù)等，可大幅度提高對(duì)高比電阻以及細(xì)小粉塵的收集，提高除塵效率。當(dāng)然，低低溫電除塵技術(shù)的使用也有一定的限制，首先它要求燃煤的含硫量在一定范圍內(nèi)，對(duì)高硫煤需謹(jǐn)慎使用；其次要求除塵器前部有增設(shè)換熱裝置的條件，對(duì)于脫硫配置后有GGH系統(tǒng)的燃煤機(jī)組，必須注意綜合考慮GGH的熱量交換要求，合理確定余熱利用降溫幅度，以滿足干煙囪排煙溫度要求。

4 低低溫靜電除塵器需要注意的問題

由于低低溫電除塵技術(shù)將煙氣溫度降低到酸露點(diǎn)以下，粉塵性質(zhì)也發(fā)生了很大的改變，因此，與常規(guī)電除塵技術(shù)相比，該技術(shù)具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但也產(chǎn)生了一些其他問題，需特別注意。

4.1 高硫煤的不良影響問題

燃煤中的含硫量越高，煙氣中的SO3濃度也越高，其酸露點(diǎn)溫度也相應(yīng)的會(huì)越高，發(fā)生腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加。因此低低溫電除塵技術(shù)要求燃煤的含硫量在一定范圍內(nèi)，當(dāng)鍋爐燃煤含硫量很高，特別是含硫量在2.5%以上時(shí)，需謹(jǐn)慎使用。

4.2 二次揚(yáng)塵問題

由于煙氣溫度在酸露點(diǎn)以下，粉塵性質(zhì)發(fā)生了很大的改變，比電阻大幅度降低，這有利于粉塵收集，但相應(yīng)的粉塵附著力也會(huì)降低，振打二次揚(yáng)塵會(huì)加劇。因此，低低溫電除塵器需采用相應(yīng)的措施避免二次揚(yáng)塵，如合理調(diào)整振打程序，采用離線振打技術(shù)，阻斷清灰通道的氣流通過，控制振打產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵或者采用移動(dòng)電極電除塵技術(shù)，通過轉(zhuǎn)刷清灰避免二次揚(yáng)塵。

5 低低溫電除塵技術(shù)的應(yīng)用前景

低低溫電除塵技術(shù)具有節(jié)能減排、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)工作量低等一系列優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大了電除塵器的適用范圍，因此已得到業(yè)內(nèi)專家和用戶的廣泛關(guān)注，應(yīng)用前景廣闊。但由于該技術(shù)將煙氣溫度降到酸露點(diǎn)以下，是否存在低溫腐蝕也是專家和用戶關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)問題。國(guó)外對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)研究，日本研究發(fā)現(xiàn)，灰硫比是影響低溫腐蝕的一個(gè)重要因素，當(dāng)灰硫比大于10時(shí)，腐蝕率幾乎為零，因?yàn)閷?shí)際使用的低低溫電除塵器灰硫比遠(yuǎn)大于100，因此已交付的火電廠低低溫電除塵器均沒有腐蝕問題。

結(jié)語(yǔ)

低低溫電除塵器與電廠熱力系統(tǒng)及脫硫系統(tǒng)結(jié)合，具有節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保的綜合效果，并能滿足燃中、低灰分煤條件下國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的粉塵的控制要求。對(duì)于燃煤電廠電除塵器的提效改造，低低溫電除塵技術(shù)具有突出的優(yōu)勢(shì)，可作為環(huán)保型燃煤電廠的首選除塵工藝，也可與其他成熟技術(shù)優(yōu)化組合，適合在我國(guó)燃煤電廠中推廣應(yīng)用。這一新型技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，不但擴(kuò)大了電除塵技術(shù)的適用范圍，而且為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排開辟了一條新路徑。