淺談電廠燃煤機組煙氣除塵改造技術的選擇

徐菲 張渝 余衛鴻

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

淺談電廠燃煤機組煙氣除塵改造技術的選擇

徐菲 張渝 余衛鴻

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

隨著國家環境保護部對電廠燃煤機組排放粉塵濃度要求不斷提高，燃煤機組煙氣除塵改造工作亟待展開，這里探討了燃煤機組煙氣改造的方式和效果。

除塵;濕式靜電除塵器;電袋復合除塵器;電廠

0 引言

國家環境保護部于2011年7月最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011）于2012年1月1日起實施。部分地區要求電廠燃煤機組粉塵排放達到20 mg/Nm3以下，甚至要求達到超凈排放10 mg/Nm3以下。因此，大部分電廠都面臨著除塵技術改造。選擇一種合適的除塵改造方式，既能降低成本，又能可靠地實現煙氣達標排放。

1 電廠煙氣除塵改造常用的方式

目前,對電廠煙氣除塵改造常用的兩種方式為:濕式靜電除塵器；電袋復合除塵器。

1）濕式靜電除塵器與常規干式電除塵器原理相同，都是向電場空間輸送負高壓電流，通過空間氣體電離，煙氣通過濕式靜電除塵器，煙氣中粉塵顆粒和霧滴顆粒荷電后在電場力的作用下，收集在收塵極表面，區別在于干式電除塵器利用振打清灰的方式將收集的粉塵去除，而濕式電除塵器則是利用在收塵極表面形成連續不斷的水膜將粉塵沖洗去除，除塵器內不會產生二次揚塵。每天定期沖洗收塵極和放電極，沖洗水回到脫硫系統，全廠耗水量不變。

2）電袋復合除塵器是電除塵器與袋式除塵器的有機組合，它的最大優點是不受煤種和粉塵特性的影響，保持高效的除塵效率。電袋復合除塵器的特點在于含塵氣體進入除塵器后，可通過電場除去70%～80%的粉塵，減少了后部袋式除塵單元的負荷，大大降低了濾袋的清灰頻率，延長了濾袋的使用壽命。但換袋的工作量仍然比較大，費用較高。

缺點在于電袋復合除塵器電區在運行過程中有可能產生臭氧O3[1],而O3在高溫下對濾袋中的PPS成分有強烈的腐蝕作用，因此要求煙氣溫度必須控制在150℃以內，煙氣含氧量不超過6%，要求濾袋具有耐高溫、抗氧化、抗腐蝕的性能。

兩種除塵方式改造方案對比見表1。

表1 除塵改造方案比選一覽表

綜合投資、能耗、維護費用及設備運行穩定等各方面因素的基礎上，增加濕式靜電除塵器較為合適。2013年國家環保部給浙江省環保廳的《關于開展濕式靜電除塵技術示范工作的復函》中指出:“引進消化并示范濕式靜電除塵技術，對于進一步提高行業污染物排放控制水平具有積極意義。”濕式電除塵技術作為煙塵治理的新路徑正逐漸在國內燃煤電廠推廣。

2 濕式靜電除塵器工作原理

濕式靜電除塵裝置的陽極板和陰極線之間施加數萬伏直流高壓電，在強電場的作用下，電暈線周圍產生電暈層，高速電子不斷撞擊周圍的氣體分子、粉塵，氣體分子被撞擊后失去電子帶正電[2]。在電場力的作用下，帶正電的氣體分子快速向電暈線移動過程中與粉塵粒子相撞，使粉塵帶負電。帶負電的粉塵粒子受到高壓靜電場庫侖力的作用，向陽極板移動，到達陽極后，將其所帶的電荷釋放掉，塵（霧）粒子就被陽極（集塵級）所收集，在水膜的作用下靠重力自流向下而與煙氣分離；極小部分的塵（霧）粒子本身附著在陰極線上形成小液滴靠重力自流向下隨水排出。

濕式靜電除塵裝置處理的是脫硫后的濕煙氣，一般布置在除塵脫硫系統的尾部或后部。其與干式電除塵器的不同點在于:

1）濕式靜電除塵裝置在飽和濕煙氣條件下工作，塵霧粒子荷電性能好，電暈電流大，脫硫微細顆粒物和除霧效率高。

2）濕式靜電除塵裝置借助水力清灰，沒有陰陽極振打裝置，不會產生二次飛揚，確保出口粉塵達標。

3）濕式靜電除塵裝置對于微細顆粒以及SO3、NH3等氣溶膠有很好的去除效果。

4）濕式靜電除塵裝置采用更高的設計煙氣流速，體積更小。

傳統靜電除塵器對高比電阻和微細粒子脫除率不高;濕式靜電除塵裝置處理的是飽和濕煙氣，塵粒荷電性能好，電暈電流大，對濕煙氣中粉塵比電阻沒有要求，特別適用于脫除濕煙氣中的微細粒子及氣溶膠。濕式靜電除塵裝置的運行效率可達到99%以上，煙羽林格曼黑度等級可小于1，煙囪進口粉塵濃度可滿足最新標準中最嚴格要求。

3 濕式靜電除塵器運行效果

單獨濕式靜電除塵裝置的運行效率可達到99%以上，煙羽林格曼黑度等級可小于1，煙囪進口粉塵濃度可滿足最新標準中最嚴格要求。濕式靜電除塵裝置一般安裝在脫硫塔后面，處理的是脫硫后的飽和濕煙氣，塵粒荷電性能好，電暈電流大，對濕煙氣中的粉塵的比電阻沒有要求，特別適用于脫除濕煙氣中的微細粒子及氣溶膠。目前電廠燃煤煙氣的處理工藝基本為:低氮燃燒器→SCR反應器→傳統靜電除塵器→脫硫吸收塔，一般情況下，經過以上處理，煙塵排放濃度為20～30 mg/m3。在脫硫吸收塔之后設置濕式靜電除塵器，對低濃度的煙塵處理效率可達70%以上。煙塵排放濃度可以穩定達到10 mg/m3以下，實現超凈排放。安裝濕式靜電除塵器可省去GGH系統，大大節省投資,降低廠用電率，提高設備運行穩定性，同時可以消除石膏雨、濃白煙現象。

4 結語

濕式靜電除塵器不僅能滿足最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011）達標排放的要求,且出口煙塵排放濃度穩定＜10 mg/Nm3，滿足較高的環保要求，運行穩定，節省投資，同時可以消除石膏雨、濃白煙現象，因此濕式靜電除塵器較為適合現有電廠的改造。

[1]田鉑,陳志偉,趙貴燕,趙德強.燃煤電廠鍋爐袋除塵與電袋除塵應用技術探析[J].中國環保產業,2009(8).

[2]劉艷菊,郭巖冰.濕式高壓靜電除塵器的原理及應用[J].電氣技術,2008(10).