燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)措施研究

粟慧

（貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

在生產(chǎn)過程中，燃煤電廠會產(chǎn)生大量的煙氣，該煙氣中含有許多煙塵，如果不能及時將其脫除，則就會嚴(yán)重危害大氣環(huán)境。目前國內(nèi)外都在重點(diǎn)研究燃煤電廠煙塵治理措施，提出較為先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)，便于達(dá)到超低排放的目標(biāo)。

1 目前燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)的現(xiàn)狀及解決對策

對于煙塵超低排放技術(shù)來說，其發(fā)展情況如圖1所示。

圖1

如上圖，目前煙塵超低排放面臨著如何運(yùn)行優(yōu)化和怎樣精確煙塵測量兩個問題。

1.1 運(yùn)行優(yōu)化方面

合理控制煙塵需要多種技術(shù)協(xié)作完成，不同除塵技術(shù)在能源消耗以及除塵效率方面具有顯著差異，進(jìn)而應(yīng)該合理優(yōu)化各種技術(shù)的除塵效率，最終才能實(shí)現(xiàn)煙塵在超低排放的條件下同時有效降低能源損耗情況。解決對策：在不同超低排放技術(shù)下，應(yīng)該不斷優(yōu)化自身方案，有效降低能源運(yùn)行的損耗情況，從而在一定程度上節(jié)約運(yùn)行成本。

1.2 煙塵測量方面

隨著我國燃煤機(jī)組測量排放的煙塵主要根據(jù)《國家污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及測量方法》（HJ/T76-2007），通常采用在線監(jiān)測（煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，CEMS），同時利用實(shí)驗(yàn)室稱重校核方式，監(jiān)督并管理污染物的排放數(shù)據(jù)。但是仍然存在煙塵濃度測定儀未經(jīng)由校準(zhǔn)的問題。目前煙塵濃度測定儀在進(jìn)行在線連續(xù)監(jiān)測時，并沒有進(jìn)行校準(zhǔn)，導(dǎo)致個別校準(zhǔn)的確定關(guān)系式不能準(zhǔn)確使用。HJ/T76-2007對煙塵的CEMS制定了相關(guān)的比對方法，當(dāng)顆粒物排放濃度≤50mg/m3，誤差在±15mg/m3內(nèi)，煙塵儀在進(jìn)行測量精度時不需要校準(zhǔn)，這顯然并不適合煙塵超低排放機(jī)組CEMS進(jìn)行校對，并且該測點(diǎn)不均勻分布也會在一定程度上影響測量結(jié)果。另外，目前現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)測量煙塵的方式普遍使用稱重法，但是該測量方式往往受到測量員實(shí)際操作水平的影響，并且有的煤礦電廠排放濃度在1mg/m3背景下，導(dǎo)致煙塵測量的難度加大，需要進(jìn)一步確認(rèn)該方法的精準(zhǔn)度。解決對策：相關(guān)部門應(yīng)該歸納已有的低濃度煙塵在線監(jiān)測以及采樣檢測的相關(guān)問題，修改并制定標(biāo)準(zhǔn)化制度，確保測量的精準(zhǔn)度較高。其次，應(yīng)該合理開展超低排放技術(shù)的能源消耗和環(huán)境影響的全生命周期評價，目前已經(jīng)逐漸應(yīng)用于脫硫、除塵以及脫硝等諸多領(lǐng)域，利用全生命周期評價能準(zhǔn)確羅列出能源消耗以及環(huán)境影響清單，對環(huán)境進(jìn)行明確效應(yīng)，進(jìn)而能有效降低能源消耗。從煤礦電廠長遠(yuǎn)發(fā)展來看，現(xiàn)有組合技術(shù)在短期內(nèi)難以解決，只有開發(fā)較為新型的低能耗、高效能的除塵技術(shù)，才能代替原有組合技術(shù)，大幅度降低能源消耗的同時，節(jié)約生產(chǎn)成本，并且有效提升除塵效率。

2 燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)的改進(jìn)措施

隨著我國在電除塵器性能和技術(shù)方面的不斷改革創(chuàng)新，在很大程度上已經(jīng)有效提升電除塵器的工作效率。從目前電除塵器的實(shí)際應(yīng)用情況來看，較為成熟的新型改造技術(shù)包括將靜電除塵技術(shù)與布袋除塵技術(shù)用電袋復(fù)合除塵器技術(shù)代替；靜電除塵器中新增加旋轉(zhuǎn)電極；將工頻電源轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電源；對電除塵器增設(shè)低溫?fù)Q熱器等。

如果相應(yīng)的除塵效率要求達(dá)到99．6%～99．8%左右時，就需要在電除塵器上增設(shè)旋轉(zhuǎn)電極、高頻電極等技術(shù)；如果相應(yīng)的除塵效率要求高于99．8%時，不應(yīng)該選擇常規(guī)性的電除塵器，應(yīng)該充分考慮應(yīng)用超靜電袋除塵器技術(shù)或者低溫電除塵器技術(shù)。

2.1 電袋復(fù)合除塵器代替靜電除塵

目前燃煤電廠應(yīng)用較多的就是電袋復(fù)合除塵器，其主要是把電除塵中的荷電除塵和袋除塵中的過濾攔截機(jī)理進(jìn)行有機(jī)融合的新型除塵器，該除塵器具有穩(wěn)定排放、長期使用的特征，并且不會被煤質(zhì)的變化所影響，較為適合我國煤質(zhì)變化多的情況。一般情況下，該除塵器能有效保障出口煙氣粉塵的濃度保持在20～30mg/m3左右，但是當(dāng)煙氣經(jīng)過脫硫吸收塔時，就可能攜帶一些細(xì)石膏顆粒，造成粉塵濃度大幅度增加，進(jìn)而要不斷創(chuàng)新除塵方式。

2.2 更新改造電除塵器

（1）增置旋轉(zhuǎn)電極。最先開發(fā)出新型結(jié)構(gòu)的電除塵器，利用收塵極板的可移動性以及能旋轉(zhuǎn)的刷子逐漸構(gòu)成一個移動電極電場，從而將其應(yīng)用于電除塵器的后級電場。該技術(shù)具有陽極板清潔干凈，防止反電暈、降低二次揚(yáng)塵、縮短占地面積等顯著優(yōu)點(diǎn)。在華電句容電廠的2×1000MW機(jī)組中，在五四場電除塵器中安裝旋轉(zhuǎn)電極能將除塵器出口的煙塵保持在10～20mg/m3。

（2）將工頻電源轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電源。所謂的高頻電源主要充分利用高頻開關(guān)技術(shù)所形成的逆變式電源，將供電電流轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗姓}沖模式。目前高頻電源主要采用三相平衡電源，在最大程度上降低對電網(wǎng)的影響，并且沒有缺陷損耗，與工頻電源對復(fù)雜、變化多端的煙氣情況相比，其更具有更為顯著的適應(yīng)能力。

如蘇州某電廠2號爐的電除塵器使用工頻電源，3號爐的電除塵器使用高頻電源，與使用工頻電源的電除塵器相比，使用高頻電源操作更為簡單，安裝也方便，有效降低煙塵排放在39%～61%左右，可以大幅度節(jié)約電能，減少耗電量，與電除塵器配合使用，能將最優(yōu)除塵效率保持在 99．80%～99．85% 左右。

低/低低溫電除塵技術(shù)。所謂的低溫電除塵器主要是采用煙氣換熱器，把煙氣的溫度降低到比煙氣酸露點(diǎn)高的溫度。該除塵器運(yùn)行到煙溫下降后，就會降低煙氣的比電阻，從而使得除塵效率能有效提升。如漕涇電廠的1000MW機(jī)組中，在除塵器進(jìn)口位置利用煙氣余熱加裝換熱器，能將煙溫從原來的124℃降低到104℃，并且電除塵器的工作效率也從原來的99．80%提升到99．88%左右，相應(yīng)的出口濃度由原來的21．54mg/m3降低到14．27mg/m3，1年內(nèi)運(yùn)行效果較為顯著。一般情況下，低低溫除塵器的進(jìn)口煙氣溫度保持在84～93℃左右，與低溫電除塵器相比，煙氣下降的溫度更低，有效降低飛灰比電阻以及煙氣的流速，同時還比常規(guī)的電除塵器少用一個電場。南昌發(fā)電廠的2號機(jī)組使用低低溫電除塵器實(shí)現(xiàn)了入口煙溫由原來的140℃下降到95℃，出口煙塵濃度也有原來的57mg/m3下降到15mg/m3，同時除塵效率也明顯增加。

2.3 增置濕式電除塵技術(shù)

所謂的濕式電除塵器主要是將水噴射在極板上，使得粉塵能沖刷到灰斗，隨水排出，有效避免已經(jīng)捕集的粉塵再次進(jìn)行飛揚(yáng)，從而能夠有效提升除塵效率，在一定程度上消除“石膏雨”現(xiàn)象。目前國外的該技術(shù)已經(jīng)較為成熟，從日本與美國的實(shí)際運(yùn)行情況上來說，濕式除塵器在保持長期穩(wěn)定的條件下，能有效消除煙塵，并且將煙塵濃度能合理控制在10mg/m3以下，煙塵和PM2．5有高達(dá)70%以上的去除率，同時還可以合理控制汞。但是在初次投入使用時，有耗水量較大、成本較高、污水處理不及時、濃度較高等情況，導(dǎo)致某些工程并不適用濕式電除塵器。目前我國一些專業(yè)環(huán)保公司研發(fā)的濕式靜電除塵器技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于燃煤電廠300MW機(jī)組，出口煙塵濃度均能合理控制在5mg/m3以下，應(yīng)用效果較為顯著。

3 結(jié)語

綜上所述，為滿足超低排放的實(shí)際要求，開發(fā)并研究多種除塵器新型技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出新的成果，尤其是濕式電除塵器和低溫電除塵器等新型技術(shù)的推廣應(yīng)用，在最大限度上對燃煤電廠10mg/m3超低排放的實(shí)現(xiàn)奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。目前我國在燃煤電廠中已經(jīng)投入大型機(jī)組配套的除塵新技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)煙塵污染的濃度在5mg/m3以下的情況，以確保燃煤電廠能夠真正實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。

[1]王嫻娜,朱林,姜艷靚等．燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)措施研究 [J]．電力科技與環(huán)保 ,2015,31(4)：47-49．

[2]吳玉生．燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)路線比選研究[J]．能源與節(jié)能 ,2016，(4)：5-7．

[3]于偉靜．燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]．化工進(jìn)展 ,2017,36(s1)：428-435．

[4]展茂源,王猛,鄧徐幀等．濕式靜電除塵器在燃煤電廠超低排放工程中的應(yīng)用[J]．電力科技與環(huán)保,2017,33(2)：30-33．

[5]程永新．600MW燃煤電廠超低排放技改方案及應(yīng)用[J]．電力科學(xué)與工程 ,2016,32(7)：73-78．

[6]王璐．關(guān)于600MW火電燃煤機(jī)組超低排放改造的研究[J]．科技視界 ,2016(10)：100-100．

[7]楊昱,宋朝波,王興輝,等．600MW燃煤機(jī)組超低排放改造[J]．內(nèi)蒙古電力技術(shù),2016,34(3)：45-48．