火力發(fā)電廠“超凈排放”的“環(huán)保島”技術(shù)

文　汪胡根

火力發(fā)電廠“超凈排放”的“環(huán)保島”技術(shù)

文汪胡根

煤作為我國最重要的能源資源，在能源結(jié)構(gòu)中占很大的比例，影響著國民經(jīng)濟(jì)和國家戰(zhàn)略發(fā)展?，F(xiàn)今全世界共同面臨著由燃燒煤帶來的一系列環(huán)境難題。開發(fā)“潔凈煤”技術(shù)可以提升燃煤機(jī)組效率，高效脫除燃煤機(jī)組排放污染物，并將相關(guān)產(chǎn)物進(jìn)行綜合利用，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益。

中國是以煤炭為主要一次能源消費(fèi)的大國，煤燃燒產(chǎn)生的大氣污染已成為我國城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的嚴(yán)重障礙。燃煤煙氣污染物已成為我國生態(tài)環(huán)境破壞的最大污染源，因此對煙氣合理有效的凈化處理已成為能源與環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

2013年底，我國火電機(jī)組裝機(jī)容量8.6億千瓦，根據(jù)我國能源消耗結(jié)構(gòu)狀況，用于火力發(fā)電的一次能源85%來自煤炭。大量的煤炭燃燒產(chǎn)生大量粉塵、SOx、NOx、廢水、灰渣、汞等污染物，由此帶來的大氣污染造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，控制工業(yè)氣體多污染物排放對改善我國大氣質(zhì)量，促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1986年3月美國制定了總投資71.4億美元的潔凈煤技術(shù)的發(fā)展計(jì)劃，被譽(yù)為是繼原子彈計(jì)劃、航天計(jì)劃、星球大戰(zhàn)計(jì)劃后美國政府組織的又一大全國性計(jì)劃。受國際石油價(jià)格波動(dòng)影響，世界上最大的煤炭進(jìn)口國—日本重點(diǎn)發(fā)展燃煤火力發(fā)電，潔凈煤技術(shù)成為熱點(diǎn)。2000年日本公布了“21世紀(jì)煤炭計(jì)劃”，提出在2030年前分3個(gè)階段研究開發(fā)潔凈煤技術(shù)，其主要項(xiàng)目有：先進(jìn)發(fā)電、高效燃燒、脫硫脫氮和降低煙塵等。歐盟多國降低煤炭產(chǎn)量大肆進(jìn)口煤炭資源，歐盟國家非常重視燃煤先進(jìn)發(fā)電技術(shù)的研究：英國的“能源白皮書”明確提出要把電廠的潔凈煤技術(shù)作為研究開發(fā)的重點(diǎn)。

“環(huán)保島”超凈排放主要原則包括：直接脫除主污染物、協(xié)助脫除其他污染物；為其他污染物脫除創(chuàng)造條件。煙氣協(xié)同治理技術(shù)是在同一設(shè)備內(nèi)，主要脫除一種特定的污染物，又實(shí)現(xiàn)兩種及以上的煙氣污染物的同時(shí)脫除，或?yàn)橄乱涣鞒淘O(shè)備的污染物脫除創(chuàng)造有利條件，以及某種煙氣污染物在多個(gè)設(shè)備間高效聯(lián)合脫除的技術(shù)。

可選擇使用以下裝置，并演化為不同的技術(shù)路線，但達(dá)到相同的排放指標(biāo)要求：⑴ 超低氮燃燒器LNB + ⑵ 選擇性非催化還原脫硝SNCR + ⑶ 選擇性催化還原脫硝SCR + ⑷ 變頻調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī) + ⑸ 煙氣冷卻器 + ⑹ 低（低）溫電除塵器 + ⑺ 高效濕法煙氣脫硫裝置 + ⑻ 濕式電除塵器 + ⑼ 煙氣再熱器 + ⑽ 煙囪。

煙氣污染物協(xié)同治理系統(tǒng)，要在充分考慮燃煤電廠現(xiàn)有煙氣污染物脫除設(shè)備性能 （適當(dāng)升級(jí)和改造） 的基礎(chǔ)上，按照統(tǒng)籌兼顧的方法，建立“協(xié)同治理”的理念，取得綜合的最佳經(jīng)濟(jì)性和性能。

火電廠的主要環(huán)保設(shè)備的主、輔污染物協(xié)同控制功能如下：超低氮燃燒器LNB+SNCR+SCR分級(jí)脫硝、耦合協(xié)作，高效經(jīng)濟(jì)脫除氮氧化物；煙氣冷卻器與下游的煙氣再熱器配套應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和能量的按需調(diào)配的同時(shí)，協(xié)助實(shí)現(xiàn)低低溫電除塵器功能；大型高效節(jié)能新式除塵器，去除粉塵，并協(xié)同脫除三氧化硫和汞；高性能脫硫塔，脫除二氧化硫，并協(xié)同脫除三氧化硫、微細(xì)粉塵和汞；以煙氣流向?yàn)橹骶€，以設(shè)備為節(jié)點(diǎn)，以主要參數(shù)控制為關(guān)鍵，系統(tǒng)考慮煙氣協(xié)同處理，優(yōu)化能耗及物耗，實(shí)現(xiàn)“超凈排放”；新建工程和生產(chǎn)改造中使用方法有所區(qū)別。

主要環(huán)保設(shè)備及協(xié)同技術(shù)措施

（1）利用耦合法脫硝系統(tǒng)擴(kuò)展協(xié)調(diào)治理

超低氮燃燒器：在不影響鍋爐燃燒和效率的前提下，合理組織風(fēng)、粉配比，在欠氧燃燒、低溫燃燒和燃燼風(fēng)燃燒的聯(lián)動(dòng)配合控制下，達(dá)到最低的NOx排放濃度；一般煙煤煤粉爐可以將NOx排放濃度控制在280～320mg/Nm3，循環(huán)流化床通過煙氣再燃等措施，可以將NOx排放濃度控制在100mg/Nm3以下。

選擇性非催化還原SNCR脫硝裝置：在鍋爐出口的對流換熱段，溫度窗口850℃～1150℃區(qū)域，設(shè)置SNCR脫硝裝置，脫除部分的氮氧化物。循環(huán)流化床鍋爐、層燃爐，和直流燃燒煤粉爐、旋流燃燒煤粉爐等，都可以達(dá)到一定的減排目的。根據(jù)爐型的不同，脫硝效率可達(dá)35%～70%。進(jìn)一步降低了煙氣中的NOx濃度。對于SNCR脫硝階段的氨噴入量，可深入研究加入過量氨的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和對下游SCR的性能影響。SNCR裝置距離SCR裝置的路徑較長，有利于SCR入口氨與煙氣的均勻混合，煙氣均勻分布，都有利于下游SCR裝置入口的AIG和靜態(tài)混合器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。我國目前AIG和靜態(tài)混合器的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究水平很高，二者融為一體是技術(shù)發(fā)展的方向。模擬和研究利用SNCR的均布噴槍及鍋爐尾部受熱面如過熱器、再熱器、省煤器管束以及鍋爐轉(zhuǎn)角，達(dá)到AIG和靜態(tài)混合器的氨與煙氣的調(diào)整效果，就可以取代AIG和靜態(tài)混合器裝置，節(jié)省脫硝裝置的空間，減少占地、設(shè)備重量和安裝工作量，有很大的經(jīng)濟(jì)性和良好的發(fā)展前景。

選擇性催化還原SCR脫硝裝置：在鍋爐尾部換熱段，溫度窗口300℃～420℃區(qū)域，設(shè)置SCR脫硝裝置，最終脫除NOx，并達(dá)到100mg/Nm3，甚至50mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)。在上游的LNB+SNCR的協(xié)調(diào)脫硝作用下，大幅度減少了NOx的量，使SCR脫硝裝置有條件、更容易達(dá)到更低的排放濃度。

選擇性催化還原SCR脫硝裝置的協(xié)同脫汞：復(fù)合特效的汞氧化催化劑，將難溶解的毒性的元素態(tài)汞氧化為可溶解的無毒的二價(jià)汞離子，以便易于脫汞。在主要實(shí)現(xiàn)NOx高效脫除的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)較高的汞氧化率和較低的SO3的生成率。通過在脫硝系統(tǒng)中加裝高效汞氧化催化劑，提高元素態(tài)汞的氧化效率，有利于在其后的除塵設(shè)備和脫硫設(shè)備中對汞進(jìn)行脫除；同時(shí)抑制SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率，減少SO3生成。

可行的協(xié)同脫硝參考數(shù)據(jù)：（以煙煤、煤粉爐為例）

（2）利用除塵系統(tǒng)擴(kuò)展節(jié)能減排效益

根據(jù)火電廠“環(huán)保島”工藝流程，煙氣完成脫硝后，排出鍋爐本體，進(jìn)行除塵。

煙氣冷卻器（FGC）：在除塵系統(tǒng)前設(shè)置煙氣冷卻器（FGC），降低煙氣冷卻器出口煙氣溫度。一般降至酸露點(diǎn)溫度之以上的95～105℃區(qū)域，稱低溫電除塵器；降至酸露點(diǎn)溫度之下，并工作在高灰區(qū)域，稱低低溫電除塵器。

利用煙塵的細(xì)度和堿度，使大部分SO3在煙氣降溫過程中凝結(jié)成的硫酸及硫酸銨被煙塵充分地吸附和中和，使煙塵粒徑增大，從而有效防止低溫腐蝕的發(fā)生，有利于煙塵在除塵器和脫硫吸收塔中被脫除。煙氣冷卻器（FGC）還實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱的利用。利用水媒體，將煙氣余熱用于加熱火電機(jī)組的凝結(jié)水，或加熱濕法脫硫后的凈煙氣，減輕濕煙囪的腐蝕工況，提高煙囪出口煙氣的熱抬升高度，降低火電廠周界的污染物落地濃度。

低（低）溫電除塵器（ESP）：煙氣冷卻器后煙氣溫度降低，體積減小，煙塵比電阻降低，大幅提高了粉塵的趨近速度，相對提高了除塵器的比集塵面積，等同于加大了除塵器，從而大幅度提高除塵效率。經(jīng)過設(shè)置低低溫電除塵器，可將粉塵排放濃度降低至20mg/Nm3以下。由于低低溫粉塵可以吸附更多的SO3和游離汞，協(xié)同實(shí)現(xiàn)了SO3和汞的脫除。

（3）濕法脫硫裝置 （FGD）

脫除二氧化硫SO2：在大量漿液的噴淋作用下，同時(shí)協(xié)同脫除粉塵、SO3和汞。我國SO2排放標(biāo)準(zhǔn)在13年內(nèi)不斷提高，從2000年前的400mg/Nm3到2006年的200mg/Nm3，到2011年的100mg/Nm3，5mg/Nm3，到現(xiàn)在“超凈排放”的35mg/Nm3，脫硫效率普遍要求在99%以上，而且中國的煤質(zhì)條件較差，地域差別很大，所以，高效、深度脫硫技術(shù)成為必然。

串聯(lián)塔技術(shù)和單塔雙循環(huán)技術(shù)被證明可以達(dá)到這個(gè)要求，脫硫塔操作在不同的pH值反應(yīng)條件下，并根據(jù)變工況條件進(jìn)行自動(dòng)聯(lián)鎖調(diào)節(jié)，這些技術(shù)都增加了有力的調(diào)節(jié)手段和措施，成為新的主流技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的單塔單循環(huán)噴淋塔沒有足夠的調(diào)節(jié)手段，串聯(lián)塔技術(shù)和單塔雙循環(huán)技術(shù)通過低pH值溶解、氧化和高pH值吸收反應(yīng)，更有針對性地提高吸收、溶解、氧化、結(jié)晶等不同功能設(shè)置單元的反應(yīng)強(qiáng)度，更高效、節(jié)能和可調(diào)節(jié)。

協(xié)同脫除粉塵：在保證脫硫效果的同時(shí)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)脫硫塔的塔內(nèi)件，尤其是噴淋層和除霧器，脫硫塔所具有的除塵效率可相應(yīng)提高。脫硫效率提高，液氣比加大，客觀上提高了塔的除塵強(qiáng)度，同時(shí)塔內(nèi)件尤其是除霧器的效率提高，以及脫硫廢水的排放及運(yùn)行有了很大改善。

中國是以煤炭為主要一次能源消費(fèi)的大國

經(jīng)過脫硫塔的協(xié)同除塵，煤灰粉塵可以達(dá)到4～5mg/ Nm3左右，加上脫硫產(chǎn)生的石膏粉塵約4.5～7.5mg/Nm3左右，總塵可達(dá)到8.5～12.5mg/Nm3的排放濃度。

石膏粉塵大致可以按：脫硫塔石膏漿液固含量和除霧器出口液滴含量估算。如果石膏漿液固含量=15%，除霧器出口液滴含量=50mg/Nm3，在只考慮懸浮石膏，不考慮溶解石膏的情況下，脫硫塔產(chǎn)生的石膏粉塵量=50mg/ Nm3*15%=7.5mg/Nm3。

如果將除霧器出口液滴含量降至30mg/Nm3，則脫硫塔產(chǎn)生的石膏粉塵量為4.5mg/Nm3。這樣，通過多污染物的協(xié)同作用，就有希望將粉塵將到10 mg/Nm3以下。

協(xié)同脫除三氧化硫SO3和汞Hg2+：石灰石—石膏濕法脫硫能夠協(xié)同脫除煙氣中的部分SO3和Hg2+，由于SO3易于生成H2SO4氣溶膠，所以SO3的脫除效率在30%～40%；對汞的脫除主要是Hg2+能夠溶于水而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且Hg2+無毒。石灰石—石膏濕法脫硫塔對Hg2+的脫除效率可達(dá)98%以上，但對游離Hg的脫除效率不高，具體的數(shù)據(jù)還有待測量和研究。

（4）濕式電除塵器（WESP）

實(shí)現(xiàn)煙氣污染物包括煙塵、SO3、石膏細(xì)塵等的精細(xì)化處理，是整個(gè)“環(huán)保島”中最后一個(gè)污染物處理裝置。在脫硫、脫硝、除塵的工藝之后，進(jìn)一步對水汽、細(xì)微顆粒物、SO3、游離汞分子、其他氣溶膠物質(zhì)的深度去除。它以電除霧為基礎(chǔ)，通過捕集飽和煙氣溫度下的飽和水汽，去除水及其溶解和黏附物。在入口粉塵30mg/Nm3的時(shí)候，可以使出口粉塵達(dá)到5～10mg/Nm3的排放。濕式電除塵器的除塵效率約為70%～80%，由于飽和水汽下的電除霧作用，往往能將細(xì)微顆粒，包括PM2.5的顆粒物洗滌出來。

濕式電除塵器固然能夠保證更低的煙塵排放濃度，易于達(dá)到10毫克/立方米的要求，但它屬于吃細(xì)糧的精細(xì)化深度除塵裝置，入口的粉塵濃度一定要控制好，絕不可以把濕式電除塵器當(dāng)作最后把關(guān)的萬能設(shè)備，而放松了對前端設(shè)備的污染物控制要求，只有在“環(huán)保島”的總體范圍內(nèi)，層層把關(guān)控制，協(xié)同解決，才有望實(shí)現(xiàn)節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的最佳綜合效益。

（5）煙氣再熱器（FGR）和煙囪

煙氣再熱器的熱量可以來自上游的煙氣冷卻器，或火電廠的汽機(jī)抽汽熱源。煙氣再熱器將濕煙氣加熱至較高溫度的干煙氣，改善煙囪運(yùn)行條件，以明顯改善石膏雨和煙囪冒白煙的現(xiàn)象，提高排煙的熱抬升高度，降低火電廠周界的污染物落地濃度，改善環(huán)境質(zhì)量。濕煙囪通常采用鈦板、賓高德、發(fā)泡玻璃磚、雜化材料等高等級(jí)防腐及制造、安裝工藝，投資很大。采用MGGH形式的煙氣冷卻器和煙氣再熱器，不僅能夠有效地利用“環(huán)保島”煙氣系統(tǒng)的內(nèi)部熱量合理調(diào)配，還能在投資經(jīng)濟(jì)合理的前提下，協(xié)同低低溫電除塵器除塵、脫SO3、和脫汞，包括提高對PM2.5粉塵的去除。

煙氣協(xié)同治理技術(shù)小結(jié)：

協(xié)調(diào)治理技術(shù)的適用條件和要求

總的技術(shù)路線適用于采用煤粉鍋爐的新建機(jī)組和具備改造條件的機(jī)組。脫硫裝置、脫硝裝置、除塵裝置等主要污染物治理設(shè)備在擴(kuò)展其輔助功能、輔助或協(xié)同脫除其他污染物的功能時(shí)，也有一定的限制條件或新增措施，才能發(fā)揮作用。

煙氣協(xié)同治理典型技術(shù)路線污染物脫除原理表（引自日立公司）

總的技術(shù)路線的基本控制參數(shù)：高效汞氧化催化劑的設(shè)置根據(jù)汞的環(huán)保排放要求確定。低低溫電除塵器入口煙氣溫度宜低于煙氣酸露點(diǎn)溫度，一般為 85℃±1℃，低低溫電除塵器出口煙塵濃度限值宜按20mg/Nm3～30mg/Nm3進(jìn)行控制。SO3在低低溫電除塵器中的脫除率應(yīng)大于95%。濕法脫硫裝置的除塵效率應(yīng)調(diào)整到70%～80%。煙囪出口煙塵濃度應(yīng)小于10mg/Nm3。脫硫塔后設(shè)置煙氣再熱器，煙氣再熱器與煙氣冷卻器一般采用以水為傳熱媒介的分體管式換熱器，例如珞璜電廠在一期、二期、三期都在使用。若煙囪出口煙塵排放濃度值要進(jìn)一步提高到小于5mg/Nm3，選擇設(shè)置濕式電除塵器是比較可靠的方案。

（1）新型汞氧化催化劑

當(dāng)需要進(jìn)一步提高煙氣處理系統(tǒng)的脫汞率，滿足汞的環(huán)保排放要求時(shí)，可在SCR脫硝裝置中采用新型汞氧化催化劑提高汞的氧化率。

脫硝效率應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率一般不大于1%，汞氧化催化劑化學(xué)壽命一般為：16000小時(shí)～24000小時(shí)，機(jī)械壽命一般不小于10年。汞氧化催化劑可以促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行，具有抑制SO2的氧化率升高，同時(shí)具有高效汞氧化的性能。

（2）煙氣冷卻器和煙氣再熱器

冷卻器和再熱器的煙氣與水的冷端、熱端的端部溫差宜不低于15℃，冷卻器進(jìn)口水溫度應(yīng)高于水露點(diǎn)溫度+25℃，且不宜低于70℃。冷卻器進(jìn)、出口段和煙氣再熱器的出口段換熱元件設(shè)計(jì)使用壽命不小于20年；再熱器進(jìn)口段換熱元件的設(shè)計(jì)使用壽命不小于24000小時(shí)。冷卻器和煙氣再熱器一年內(nèi)不間斷連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間大于 8000 小時(shí)。

冷卻器和再熱器的選型基礎(chǔ)參數(shù)應(yīng)包括煤質(zhì)分析及灰分析資料，冷卻器及煙氣再熱器工作參數(shù)，鍋爐、汽機(jī)及主要輔機(jī)的相關(guān)參數(shù)，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件及工程所在地的工程地質(zhì)等數(shù)據(jù)。

（3）主要技術(shù)要求包括系統(tǒng)、材料、水壓試驗(yàn)要求

系統(tǒng)要求：煙氣冷卻器及煙氣再熱器的系統(tǒng)分為單獨(dú)采用煙氣冷卻器、煙氣冷卻器及煙氣再熱器聯(lián)合使用。煙氣冷卻器單獨(dú)采用時(shí)，循環(huán)工質(zhì)為汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水，煙囪為濕煙囪。煙氣冷卻器及煙氣再熱器聯(lián)合使用時(shí)，工質(zhì)為循環(huán)水，煙囪為半干煙囪。煙氣冷卻器及煙氣再熱器宜設(shè)置在線監(jiān)測裝置，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)換熱元件可能的泄漏。煙氣冷卻器及煙氣再熱器應(yīng)采取循環(huán)水再循環(huán)或高、低溫凝結(jié)水混合等系統(tǒng)設(shè)計(jì)措施，保證在機(jī)組啟停及低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，其進(jìn)口或出口水溫不低于設(shè)計(jì)要求。煙氣冷卻器及煙氣再熱器應(yīng)設(shè)置吹灰系統(tǒng)。煙氣冷卻器及煙氣再熱器的傳熱元件宜選取翅片管。常見的工業(yè)用翅片管包括螺旋翅片管、H型翅片管和針形翅片管。煙氣冷卻器及煙氣再熱器內(nèi)的最大煙氣流速宜小于12m/s且不低于6m/s，管內(nèi)工質(zhì)平均流速宜不低于 0.3m/s 且宜不大于 1.5m/s

材料要求：

①煙氣冷卻器的換熱器本體、漸擴(kuò)段和漸縮段的殼體及其附屬配件宜選取碳鋼。冷卻器傳熱元件的基管和翅片宜選取同種材料或相近材料，材料可以采用碳鋼。冷卻器及煙氣再熱器傳熱元件的基管材料應(yīng)符合GB3087或GB5310的規(guī)定，采用國外材料時(shí)，應(yīng)符合國家相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。沿?zé)煔饨橘|(zhì)流向，第一段光管的材質(zhì)宜選用SUS444、SUS430高耐蝕的鐵素體不銹鋼，也可選用SUS316L奧氏體不銹鋼。第二段螺旋翅片管的材質(zhì)宜選用SUS316L奧氏體不銹鋼或一般碳素鋼；第三段螺旋翅片管的材質(zhì)宜選取一般碳素鋼。一般碳素鋼換熱器的進(jìn)口的煙氣溫度應(yīng)高于 65℃。

②煙氣再熱器分兩段布置時(shí)，沿?zé)煔饨橘|(zhì)流向，第一段的出口煙氣溫度低于65℃時(shí)，其傳熱元件宜選取不低于316L的奧氏體不銹鋼；第二段進(jìn)口的煙氣溫度高于65℃時(shí)，其傳熱元件宜選取碳素鋼或ND鋼。煙氣再熱器進(jìn)口段的煙道鋼板或接觸煙氣的固定件宜采用不低于316L的奧氏體不銹鋼，也可選取其他防腐材料或防腐措施；煙氣再熱器出口段的煙道鋼板或接觸煙氣的固定件宜選取碳素鋼或ND 鋼。

水壓試驗(yàn)要求：煙氣冷卻器、煙氣再熱器及管道系統(tǒng)，在安裝完成后應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的 1.5 倍。

（4）低低溫電除塵器

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使用條件：低低溫電除塵器入口煙氣溫度應(yīng)低于煙氣酸露點(diǎn)溫度，一般為85℃±1℃。煙氣灰硫比宜大于50，灰硫比過大或飛灰中堿性氧化物（主要Na2O）含量較高或燃煤中含硫量較高的煤種，煙塵性質(zhì)改善幅度減小對低低溫電除塵器提效幅度有一定影響。

性能要求：低低溫電除塵器出口煙塵濃度限值宜按20mg/Nm3～30mg/Nm3進(jìn)行控制。壓力降應(yīng)不大于250Pa。漏風(fēng)率應(yīng)不大于2%。能有效脫除煙氣中的SO3。脫除效果與煙氣的灰硫比及降溫幅度相關(guān)，脫除率一般應(yīng)不低于95%。在使用同類型電源，達(dá)到相同除塵效率情況下，與常規(guī)電除塵器比較，低低溫電除塵器節(jié)省電耗不低于25%。（建議低低溫電除塵器第一、二電場采用高頻高壓電源供電，其他電場采用工頻高壓電源，特殊情況下，末電場可采用脈沖高壓電源。）

防低溫腐蝕的技術(shù)要求：一般不允許產(chǎn)生低溫腐蝕。由于煙氣溫度降至酸露點(diǎn)以下，SO3在煙氣冷卻器中冷凝，形成具有腐蝕性的硫酸霧，并吸附在煙塵表面上。對于部分含硫量高、灰分較低的煤種，灰硫比不大于50時(shí)，硫酸霧可能未被完全吸附，則應(yīng)考慮低溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。因硫酸霧粘附在飛灰表面，且飛灰在灰斗內(nèi)有一定儲(chǔ)存時(shí)間，因此灰斗板材宜采用ND鋼以避免腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。除塵器下游設(shè)備一般情況下不會(huì)產(chǎn)生明顯的、集中的腐蝕，為了增加安全性，建議對下游設(shè)備的煙氣滯留區(qū)（易積灰區(qū)）、漏風(fēng)點(diǎn)等處采取適當(dāng)?shù)姆栏胧?/p>

防二次揚(yáng)塵的技術(shù)要求：煙氣溫度降低，煙塵比電阻下降，煙塵粘附力有所降低，二次揚(yáng)塵會(huì)適當(dāng)增加，為防止二次揚(yáng)塵，需要適當(dāng)增加電除塵器容量及采用振打優(yōu)化技術(shù)，通過加大流通面積，降低煙氣流速，設(shè)置合適的電場數(shù)量，調(diào)整振打制度來控制二次揚(yáng)塵；或當(dāng)場地受限時(shí)，采用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)或離線振打技術(shù)。

（5）濕法脫硫裝置

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫裝置污染物脫除性能指標(biāo)：SO2脫除效率不低于98%；NO2脫除效率不低于90%；Hg2+脫除效率不低于90%；HCl脫除效率不低于95%；HF脫除效率不低于95%；煙塵脫除效率不低于70%；除霧器出口煙氣攜帶液滴濃度不高于20～40mg/Nm3；當(dāng)脫硫裝置要求實(shí)現(xiàn)脫汞協(xié)同處理功能時(shí)，需添加脫汞穩(wěn)定劑；應(yīng)采用合適的煙氣均布措施保證吸收塔塔內(nèi)煙氣分布均勻度；吸收塔噴淋層單層漿液覆蓋面應(yīng)達(dá)到100%（以噴嘴出口面下一米計(jì)）；噴淋層噴嘴漿液覆蓋率不低于200%（以噴嘴出口面下一米計(jì)）；噴淋層管路設(shè)計(jì)應(yīng)保證每個(gè)噴嘴入口壓力均勻；噴淋層噴嘴宜采用高效霧化噴嘴。

除霧裝置：對于≤75mg/Nm3液滴攜帶排放指標(biāo)，應(yīng)至少設(shè)置二級(jí)屋脊式除霧器或二級(jí)煙道除霧器；對于≤50mg/Nm3液滴攜帶排放指標(biāo)，應(yīng)至少設(shè)置一級(jí)管式二級(jí)屋脊式除霧器或三級(jí)煙道除霧器；對于≤30mg/Nm3液滴攜帶排放指標(biāo)，應(yīng)采用塔內(nèi)屋脊式除霧器與煙道除霧器結(jié)合的配置方式。

（6）濕式電除塵器

采用煙氣協(xié)同治理技術(shù)路線的新建工程，當(dāng)煙塵排放濃度限值不大于5mg/Nm3時(shí)，可采用濕式電除塵器，以期達(dá)到“超凈排放”的目的。

設(shè)置條件：采用煙氣協(xié)同治理技術(shù)路線的改造工程，應(yīng)優(yōu)先改造除塵及濕法脫硫設(shè)備。當(dāng)除塵設(shè)備及濕法脫硫設(shè)備改造難度大或費(fèi)用很高、煙塵排放達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是煙塵排放限值為10mg/Nm3時(shí)，且場地允許，可采用濕式電除塵器。

低低溫電除塵器出口煙塵濃度限值為30mg/Nm3 時(shí)建議技術(shù)參數(shù)

低低溫電除塵器出口煙塵濃度限值為20mg/Nm3 時(shí)建議技術(shù)參數(shù)

參數(shù)要求：濕式電除塵器入口的含塵濃度應(yīng)不大于30mg/Nm3；濕式電除塵器的煙塵除塵效率和PM2.5去除率均應(yīng)在70%～80%，本體壓力降應(yīng)不大于250Pa。漏風(fēng)率應(yīng)不大于1%。煙氣進(jìn)出口的溫降應(yīng)不大于 1℃；濕式電除塵器的整機(jī)使用壽命為 30 年；濕式電除塵器內(nèi)的煙氣流速應(yīng)不大于 3.5m/s；同極距宜為 250mm～400mm。

噴淋補(bǔ)給水的水質(zhì)要求：

— 懸浮物：≤150mg/L；

— pH值：6～8；

— 全硬度（CaCO3）：≤500mg/L；

— 氯離子（Cl—）：≤200mg/L。

極配材料：放電極與集塵極材料應(yīng)選用316L或同等材料。陰極線宜采用起暈電壓低、易沖洗的極線型式。

濕式電除塵器的沖洗系統(tǒng)：噴淋管路系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置沖洗旁路管道，根據(jù)環(huán)境溫度設(shè)置保溫層及伴熱，并裝有過濾器；濕式電除塵器本體內(nèi)部供水應(yīng)采用不銹鋼或非金屬防腐材料；噴嘴應(yīng)采用不銹鋼或非金屬防腐材質(zhì)，保證噴嘴噴淋覆蓋率大于120%，噴嘴應(yīng)便于檢查和更換；噴嘴處供水總壓力為 0.20 MPa～0.45 MPa。

結(jié)束語

本文關(guān)于火電廠的“環(huán)保島”，重點(diǎn)闡述了圍繞塵、硫、硝如何分級(jí)處理、協(xié)調(diào)控制、優(yōu)化組合、經(jīng)濟(jì)合理的達(dá)到10、35、50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米的“超凈排放”的國家最新排放要求的技術(shù)，“環(huán)保島”中還可以包括凝結(jié)水的精處理（反滲透或離子交換）以及廢水處理與綜合利用、灰渣處理與綜合利用等二次污染物的處理，其中，廢水處理目前立足于綜合利用的零排放技術(shù)，火電行業(yè)已經(jīng)探索多年，取得了成功的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)；灰渣處理一般是外賣給其他專業(yè)公司進(jìn)行綜合利用。

關(guān)于塵、硫、硝、汞的處理，是煤燃燒后的主要污染物，國家的重點(diǎn)治理對象。隨著要求的愈加嚴(yán)格，必定會(huì)推動(dòng)火電廠環(huán)保技術(shù)的飛速發(fā)展。環(huán)保裝置越來越成為火電廠的一大塊重點(diǎn)裝備，加上水處理和固廢處理，正在發(fā)展成為一個(gè)有特殊功能的“島”，成為獨(dú)立而又相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)、裝備、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)、監(jiān)控單元。運(yùn)用協(xié)調(diào)控制的思想，分而制之而又優(yōu)化關(guān)聯(lián)，就能經(jīng)濟(jì)合理的達(dá)到燃煤機(jī)組的燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的“超凈排放”目標(biāo)，給火電廠帶來藍(lán)天白云下的清潔生產(chǎn)。

（作者為北京交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院在讀博士，研究方向?yàn)殡娏Ξa(chǎn)業(yè)安全研究）