王興輝，李浩

（內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010216）

600MW燃煤機(jī)組煙塵超低排放技術(shù)路線對比研究

王興輝，李浩

（內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010216）

本文通過對電力行業(yè)煙塵排放現(xiàn)狀及煙塵超低排放技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，介紹了幾種常見的煙塵超低排放設(shè)備，分析其除塵機(jī)理及優(yōu)缺點。通過對國內(nèi)幾家具有代表性的火力發(fā)電廠進(jìn)行實地觀測及煙囪入口處煙塵數(shù)據(jù)對比分析，得出目前兩種主流的、相對有效的煙塵超低排放的技術(shù)方法，為我國火力發(fā)電廠煙塵的超低排放改造提供了方向。

燃煤機(jī)組；煙塵超低排放；高效除塵除霧器；濕式電除塵器

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)、城市化等進(jìn)程的持續(xù)快速增長，大氣中各種污染物的含量急劇增加，霧霾的平均天數(shù)日益增長。我國“煤多、石油等不可再生能源儲量少”的現(xiàn)狀導(dǎo)致了燃料消費狀態(tài)仍然以煤炭資源的使用為主要途徑。燃煤火力發(fā)電廠仍將會是我國未來中期乃至長遠(yuǎn)時期最主要的發(fā)電方式之一。

火力發(fā)電廠在日常工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣污染物中含有的煙塵量較大，按照我國《大氣污染防治計劃》和《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》有關(guān)加大實施火電等重點行業(yè)環(huán)保升級、推進(jìn)清潔生產(chǎn)和完善脫硝和除塵價格政策以及響應(yīng)創(chuàng)建潔凈能源國家號召，落實內(nèi)蒙古自治區(qū)政府環(huán)保廳超低排放要求，要求現(xiàn)有燃煤機(jī)組脫硫除塵系統(tǒng)升級改造滿足當(dāng)?shù)卣h(huán)保脫硫除塵超低排放要求（煙塵排放濃度不大于5mg/Nm3）。本文通過對現(xiàn)有煙塵超低排放技術(shù)進(jìn)行分析，對比國內(nèi)600MW火力發(fā)電機(jī)組煙塵超低排放技術(shù)路線及實測數(shù)據(jù)，提出了煙塵治理方案及滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的改造路線。

1 電力行業(yè)煙塵排放現(xiàn)狀分析

據(jù)不完全統(tǒng)計，2014年我國燃煤火電行業(yè)共有3370家，裝機(jī)容量9.01×108kW，排放粉塵232.1×104t，其中，獨立運行的火力發(fā)電廠1934家，擁有4967臺發(fā)電機(jī)組，配套除塵設(shè)備5314套，排放煙塵/粉塵量為185.4×104t。自備火力發(fā)電廠1436家，有2750臺發(fā)電機(jī)組，排放煙塵/粉塵量為46.5×104t。

2015年我國燃煤火電行業(yè)增長為3513家，裝機(jī)容量9.48×108kW，排放粉塵252.3×104t。其中，獨立運行的火力發(fā)電廠1983家，擁有5093臺發(fā)電機(jī)組，配備除塵設(shè)備5497套，排放煙塵/粉塵量為201.1×104t。自備火力發(fā)電廠1560家，有2903臺發(fā)電機(jī)組，排放煙塵/粉塵量為51.2×104t。2014年、2015年電力行業(yè)煙塵排放量如下表1所示。

由表1可以看出，2014年電力行業(yè)煙塵排放總量占工業(yè)煙塵排放總量的比例為19.7%，2015年占比為16.3%，同比下降3.4%；2014年電力行業(yè)煙塵排放總量占煙塵排放總量的比例為17.15%，2015年占比為14%，同比下降3.15%。2015年電力行業(yè)煙塵排放量占比相對2014年整體呈下降趨勢，但仍是煙塵排放大戶，所以在全中國范圍內(nèi)的火力發(fā)電廠推行煙塵超低排放意義重大。

2 煙塵超低排放技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 煙塵超低排放技術(shù)機(jī)理

煙塵超低排放技術(shù)機(jī)理主要有通過重力選擇性分離、凝聚分離、靜電場力驅(qū)動分離、煙塵碰撞慣性力分離等幾大種類，根據(jù)煙塵中粉粒固有特性的不同，采用的分離機(jī)理不盡相同。煙塵超低排放除塵設(shè)備主要是選擇性的采用一種或者多種除塵方式相結(jié)合進(jìn)行粉塵去除，提高除塵效率。煙塵超低排放除塵設(shè)備按其機(jī)械結(jié)構(gòu)形式的不同可以分為機(jī)械振打式、靜電吸附式等幾大類。

表1 2014年、2015年電力行業(yè)煙塵排放量

2.2 煙塵超低排放技術(shù)現(xiàn)狀

（1） 靜電除塵器。靜電除塵器的工作機(jī)理是通過安裝高壓電場使得煙塵和空氣的混合物產(chǎn)生電離現(xiàn)象，空氣流的粉塵粒子帶電荷，其在電場力的作用下與空氣產(chǎn)生分離現(xiàn)象。在裝置的殼體內(nèi)部分布著許多組陰極線和與之配套的陽極板，當(dāng)設(shè)備給陰極線組和陽極板供給直流電時，靠近放電極部位的空氣被電離，其中那個正離子快速移動至放電級，而電子則擴(kuò)散至外區(qū)域。當(dāng)電廠排放的煙塵混合氣流通過該區(qū)域時，大部分粉塵粒子帶負(fù)電荷，在殼體內(nèi)部電場力的左右下移動至陽極板位置，與陽極板接觸釋放電荷后脫落，產(chǎn)生煙塵與空氣分離去除的現(xiàn)象。該除塵器適用于煙塵粒子與空氣混合狀態(tài)溫度較高、氣流壓力大的場合。且在排放煙氣混合物量較大的情況下，采用靜電除塵器的運行經(jīng)濟(jì)性越好。

（2） 袋式除塵器。袋式除塵器是一種干式過濾除塵設(shè)備，其作用對象主要為微小及離散型的粉塵顆粒。除塵工況運行時，煙氣和粉塵混合物經(jīng)過除塵裝置時，相對較大的粉塵顆粒在重力選擇作用下自由落進(jìn)灰斗中，相對較小的粉塵顆粒則通過濾袋選擇隔離使得粉塵和煙氣實現(xiàn)分離。袋式除塵設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)操作方便，煙塵去除效率較高等優(yōu)點，但隨著使用時間的增長，該除塵設(shè)備濾袋的除塵效果會越來越差，需要定期清灰或更換濾袋。

（3）濕式電除塵器。濕式電除塵器是目前比較新式的一種對微粉塵進(jìn)行處理的設(shè)備，是治理大氣粉塵污染的理想設(shè)備。它與靜電除塵器和袋式除塵器的除塵機(jī)理相同，主要是靠微粉塵帶電后在電場作用力的影響下達(dá)到收塵裝置，它們的區(qū)別在于需要凈化的煙塵含水量以及處理收塵裝置上積累的灰塵的方式不同。濕式電除塵裝置一般用來處理含水量較高的煙塵氣體，同時采用水流沖洗的方式清除收塵裝置上面積累的粉塵。

（4）高效除塵除霧器。高效除塵除霧技術(shù)是采用高效能的設(shè)備凈化飽和狀態(tài)的煙塵氣體中的粉塵和液體。從濕法脫硫裝置中出來的煙塵氣體中，粉塵與液體相互混合，而高效除塵除霧裝置就是煙塵氣體在裝置內(nèi)劇烈的運動過程中通過液體的相互凝聚自重掉落、裝置的捕捉以及細(xì)小液滴的湮滅三種不同的運動狀態(tài)，將煙塵氣體中的液滴清除的同時達(dá)到除塵的目的。

3 基于實測的國內(nèi)600MW燃煤機(jī)組超低排放技術(shù)路線效果對比分析

本文通過對國內(nèi)幾家具有代表性的幾家火力發(fā)電廠600MW超低排放燃煤機(jī)組進(jìn)行實地考察，并對使用自動煙塵測試儀對機(jī)組常規(guī)污染物粉塵濃度進(jìn)行抽樣測試，選取不同時間段煙囪入口煙塵濃度樣本取平均值，分析不同超低排放技術(shù)機(jī)理的除塵效果。對比結(jié)果如表2所示。

表2 600MW超低排放燃煤機(jī)組對比結(jié)果

由表2可以看出,內(nèi)蒙古某電廠煙塵超低排放采用國電清新專利的高效除塵除霧器，采樣煙囪入口處煙塵平均濃度為1.11 mg/Nm3；浙江及湖南兩家具有代表性的電廠采用濕式電除塵器，采樣煙囪入口處煙氣粉塵的平均濃度分別為1.3 mg/Nm3及1.78 mg/Nm3。均達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)（煙塵濃度不大于5mg/Nm3）。目前選用高效除塵除霧器和濕式電除塵器是行之有效兩種主流的煙塵超低排放方式。

4 結(jié)語

在環(huán)保要求不斷提高的大環(huán)境下，對煙塵排放限值的要求越來越高。本文通過對電力行業(yè)煙塵排放情況及煙塵超低排放技術(shù)發(fā)展形式進(jìn)行分析，闡述了靜電除塵器、濕式電除塵器、高效除塵除霧器等幾種常見的煙塵超低排放設(shè)備。通過對國內(nèi)幾家具有代表性的火力發(fā)電廠進(jìn)行實地觀測及煙囪入口處煙塵數(shù)據(jù)對比分析，得出目前兩種有效的煙塵超低排放的技術(shù)方法，為國內(nèi)火力發(fā)電廠煙塵超低排放改造提供了方向。

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