燃煤電廠超低排放技術(shù)優(yōu)化

程紀(jì)東，劉海蛟，李清毅

（浙江天地環(huán)?？萍加邢薰?，浙江 杭州 311121）

燃煤電廠超低排放技術(shù)優(yōu)化

程紀(jì)東，劉海蛟，李清毅

（浙江天地環(huán)保科技有限公司，浙江 杭州 311121）

本文首先針對燃煤電廠治理煙塵的設(shè)施技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，提出實(shí)現(xiàn)超低碳排放的重點(diǎn)難點(diǎn)問題，然后就現(xiàn)今市場上的新型除塵技術(shù)的除塵效果、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了研究，最后提出了現(xiàn)役燃煤電廠除塵機(jī)組的改造建議。

燃煤電廠；超低排放；除塵技術(shù)

煤炭、石油等化石燃料的燃燒是大氣污染的元兇也是霧霾的起因，因此治理大氣污染首先要治理煙囪的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前我國居民及工業(yè)用電大多來自火力發(fā)電廠，因此燃煤電廠的排放成為治理過程中的大難題。

1 電力行業(yè)煙塵排放現(xiàn)狀分析

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2013年我國3102家煤電企業(yè)1年約向大氣排放煙粉塵高達(dá)218.8×104t之多。在3102家中有獨(dú)立的火電廠總計(jì)1853家，獨(dú)立的火電廠總共有4825臺機(jī)組，1年約向大氣排放煙粉塵高達(dá)183.9×104t，這些獨(dú)立電廠除塵機(jī)組共5140套，難以完成除去煙塵的任務(wù)。統(tǒng)計(jì)有自備電廠共1249家共2690臺機(jī)組，約向大氣排放煙粉塵34.9×104t，比例相對不高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年我國有3288家火電企業(yè)共向大氣排放煙粉塵235.5×104t，較上年有很高增長。2014年我國獨(dú)立的火電廠較上年增加，有1908家獨(dú)立火電廠，這些獨(dú)立火電廠共擁有4983臺機(jī)組發(fā)電，但是除塵設(shè)備僅有5301套1年內(nèi)共向大氣排放了煙塵195.8×104t，較上年有所增長。2014年我國的自備電廠增加到1380家，全國的自備電廠共2895臺機(jī)組1年向大氣排放煙塵39.7×104t。上述數(shù)據(jù)列于表1中。

從表1中可以明確看出，目前在我國特有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下火電企業(yè)年煙塵排放量較大且上升趨勢較大，火電行業(yè)占全國煙塵排放量2013年為17.11%，而2014年僅占13.52%，整體下降了3.59%。這也側(cè)面看出我國環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重的趨勢現(xiàn)狀。火電企業(yè)年煙塵排放量占全國工業(yè)煙（粉）塵由19.98%下降為16.17%，降幅為3.81%。

2 國內(nèi)燃煤電廠除塵技術(shù)使用現(xiàn)狀

目前我國的除塵技術(shù)多且復(fù)雜，技術(shù)比較成熟的除塵技術(shù)有電除塵器、袋式除塵器、電袋復(fù)合除塵器三種，這三種除塵技術(shù)適用于各型號的發(fā)電設(shè)備的除塵工作。

2.1 電除塵技術(shù)

（2）優(yōu)點(diǎn)。①電除塵技術(shù)脫除粉塵方法的原理簡單可靠，最大的優(yōu)點(diǎn)是除塵效率較高；②電除塵技術(shù)阻力損失小，同時(shí)處理量大易于大型化；③電除塵技術(shù)操作范圍廣，阻力損失小；④電除塵技術(shù)運(yùn)行原理可靠，整體的維護(hù)費(fèi)用低。

（3）主要缺點(diǎn)。①電除塵技術(shù)脫除粉塵方法在高比電阻粉塵情況下可能會(huì)有反電暈現(xiàn)象發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致除塵的效率大大下降；②電除塵技術(shù)脫除粉塵方法使用的設(shè)備占地面積較大。電除塵技術(shù)脫除粉塵方法是我國電廠除塵的主要方法，約占火電裝機(jī)容量的80%。

2.2 袋式除塵技術(shù)

（1）原理。利用纖狀編物做成的袋式過濾元件，應(yīng)用這種過濾裝置對通過的煙塵進(jìn)行補(bǔ)集的除塵技術(shù)。

（2）主要優(yōu)點(diǎn)。①袋式除塵技術(shù)具有除塵效率高、排放濃度低的優(yōu)點(diǎn)，除塵效率達(dá)到99.9%以上，長期穩(wěn)定；②袋式除塵技術(shù)的適應(yīng)范圍較廣；③袋式除塵技術(shù)日常運(yùn)行和維護(hù)比較簡單、障率低。

（3）主要缺點(diǎn)。①袋式除塵技術(shù)運(yùn)行過程中阻力較其他方法高；②袋式除塵技術(shù)濾袋的使用壽命短、清灰頻率較高。袋式除塵器技術(shù)脫除粉塵的方法是我國電廠除塵的主要方法，約占火電裝機(jī)容量的9%。

2.3 電袋復(fù)合除塵技術(shù)

(2)沙溝泥石流流體重度1.786 t/m3，為稀性泥石流；泥石流速1.27～4.01 m/s；泥石流峰值流量為15.99 m3/s；一次性固體物質(zhì)沖出量約為1.15×104 m3。

（1）原理。將電除塵的荷電除塵及袋除塵的過濾攔截兩種方法進(jìn)行結(jié)合的除塵技術(shù)。一般在除塵裝置的前部設(shè)置電除塵設(shè)備，在設(shè)備的后部裝設(shè)濾袋的方式。

表1 2013年、2014年電力行業(yè)煙塵排放情況

（2）優(yōu)點(diǎn)。①電袋復(fù)合除塵技術(shù)設(shè)備能穩(wěn)定且長期運(yùn)行；②電袋復(fù)合除塵技術(shù)設(shè)備在相同的工作條件下，運(yùn)行阻力比袋式除塵器低；③電袋復(fù)合除塵技術(shù)設(shè)備的濾袋比袋式除塵法使用壽命長；④操作便捷、維護(hù)簡單；⑤電袋復(fù)合除塵技術(shù)設(shè)備的節(jié)能效果明顯；⑥電袋復(fù)合除塵技術(shù)設(shè)備能捕集細(xì)顆粒物。電袋復(fù)合式除塵器脫除粉塵方法是我國電廠除塵的主要方法，約占火電裝機(jī)容量的11%。

2.4 除塵技術(shù)主要存在的問題

由于國內(nèi)的煤品質(zhì)不同導(dǎo)致了煙氣工況變化范圍較大，或者設(shè)備選型的不合理，或者在制造、安裝過程中質(zhì)量把控不嚴(yán)格，或者運(yùn)行管理不科學(xué)等導(dǎo)致煙塵難以實(shí)現(xiàn)超低排放的要求。

3 燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)路線探討

針對目前燃煤電廠煙塵排放開發(fā)出了很多新的除塵技術(shù)。這些新的具有良好改造效果的有：低低溫靜電除塵、濕式電除塵為核心的超低排放技術(shù)。

3.1 低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)

將空氣預(yù)熱器和電除塵器之間有煙氣換熱器且保持其低低溫狀態(tài)（90～110℃左右)，這種除塵技術(shù)稱為低低溫電除塵器。

（1）原理。通過降低煙溫來達(dá)到提高粉塵的荷電性能、降低電場風(fēng)速、去除絕大部分SO3等目的。

（2）技術(shù)特點(diǎn)。①低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)的煙氣流速隨煙氣體積流量的降低而降低；②低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)的比電阻在108～1010Ω·cm范圍內(nèi)電除塵器工作效率最高；③低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)的煙溫每下降10℃擊穿電壓升高3%；④低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)的可降低濕法脫硫工藝水量約30%；⑤低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)的回?zé)嶙叩图酉到y(tǒng)，可節(jié)煤1～3g/(kW·h)；⑥低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)的系統(tǒng)阻力比傳統(tǒng)的方法阻力低節(jié)電約10%；⑦低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)的在灰硫比大于100時(shí)，SO3的去除率可達(dá)95%。

（3）該技術(shù)適用條件。①煙氣含塵濃度小于等于100g/m3；②燃煤收到基硫分應(yīng)小于等于2%；③熱回收器應(yīng)小于200℃、再加熱器宜為50℃左右；④工作溫度為85～110℃其中的再加熱器溫度應(yīng)大于70℃；⑤低低溫電除塵器換熱介質(zhì)宜采用水媒介。

3.2 濕式電除塵為核心的超低排放技術(shù)

（1）工作原理。濕式電除塵器簡稱WESP，其工作原理是與干式的基本相同，主要有金屬板式、柔性電極式、導(dǎo)電玻璃鋼式類型。

（2）技術(shù)特點(diǎn)。①濕式電除塵器的除塵效率較其他方法高，并且沒有反電暈現(xiàn)象，內(nèi)部不存在運(yùn)動(dòng)部件，設(shè)備也不存在二次揚(yáng)塵的問題，濕式電除塵器的整體運(yùn)行較穩(wěn)定，工作過程中的壓力損失相對小，運(yùn)行過程中操作簡單，比其他方法能耗低；②由于這種方法用水清灰所以耗水量比較大，一般采用工業(yè)廢水；③由于這種方法的設(shè)備所處環(huán)境酸性較強(qiáng)，對設(shè)備的防腐處理方法應(yīng)可靠。

（3）適用條件。①濕式電除塵器主要用于煙氣排放要求高的電廠；②濕式電除塵器較適用于前端除塵器改造難度較大或者改造費(fèi)用比較高的電廠；③濕式電除塵器濕法脫硫后煙塵濃度增加導(dǎo)致排放超標(biāo)等改造項(xiàng)目。

3.3 燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)改造建議

考慮到目前國內(nèi)現(xiàn)狀，主要建議如下：

（1）對于煙塵排放濃度小于20mg/m3的可考慮在脫硫塔后考慮濕式電除塵器進(jìn)行補(bǔ)充。

（2）布袋除塵器或者用電袋除塵器的煙塵排放濃度介于20～30mg/m3的情況需要對選除塵裝置改造，應(yīng)該在脫硫塔后考慮濕式電除塵器進(jìn)行補(bǔ)充；對于尾氣排放煙塵濃度在50mg/m3左右的電除塵器可考慮應(yīng)用低低溫電除塵器技術(shù)對設(shè)備改造，同時(shí)應(yīng)該在脫硫塔后考慮濕式電除塵器進(jìn)行補(bǔ)充。

4 結(jié)語

本文通過對低低溫電除塵、濕式電除塵器的研究，發(fā)現(xiàn)這些方法可以更好地實(shí)現(xiàn)超低排放減少空氣的污染。在選擇煙塵超低排放技術(shù)時(shí)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)、資源等條件進(jìn)行全面的考慮。

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