低低溫電除塵器工作原理與特點

◎周偉

低低溫電除塵器工作原理與特點

◎周偉

就目前燃煤形勢來看，燃煤價格不斷上漲導致電廠的成本一直在增加,節能是所有電廠急需解決的問題。煤質變差是鍋爐排煙溫度過高的一個主要原因,過差的煤質使得灰分加大,鍋爐的各個受熱面積灰就隨之增加,鍋爐的效率降低,煤的消耗量便隨之增加; 另一方面電除塵器也受到很大的影響。因此，要達到環保標準,燃煤電廠就必須降低鍋爐的排煙溫度、節約能源及減少粉塵排放量,學習和引進先進的節能減排技術，低低溫電除塵器技術被浙江德創環保科技股份有限公司利用，在很大程度上解決了這個問題。

低低溫電除塵器工作原理

將熱交換器與電除塵器連接起來同時應用的技術就是低低溫電除塵器技術。它分為單級和兩級兩種布置結構,前者是煙氣余熱回收裝置(GGH)和電除塵器(ESP)的結合應用,后者則是第一、二級熱煤水熱交換裝置(MG-GH)和電除塵器(ESP)的結合應用。為了電除塵器的工作效率能夠極大地發揮，應用兩種設備的同時可以結合凝聚器、高頻電源及移動電極等技術的應用。

單級布置。所謂單級布置結構,就是在鍋爐空預器后與電除塵器前的煙道內安置煙氣余熱回收裝置(GGH),該裝置可以將煙氣溫度從120/140℃降低到低于煙氣酸露點的90℃左右,這樣一來大部分SO3與水蒸氣相互作用而形成可以被飛灰顆粒吸附的硫酸霧, 電除塵器(ESP)則將其捕捉并排出,下游設備在一定程度上也就避免了腐蝕現象，除塵效率隨之提高。

工藝原理。單級布置結構主要工作原理，就是在GGH內部汽機冷凝水與鍋爐熱煙氣相互作用,從而將電除塵器的溫度120/140℃下降到低于煙氣酸露點的低低溫狀態，即90℃左右；其目的就是升高冷凝水的溫度并加以利用,最終將除塵效率及余熱利用率雙雙提高。

煙氣余熱回收熱力系統布置。將GGH和低壓回熱系統并聯起來,系統為其提供，GGH 進水量可以在特定的進水方式與電調閥的配合下進行有效的調節。鍋爐排煙熱量被在除氧器入口的GGH冷凝水充分吸收。在這一過程當中并不需要額外增減水泵裝置，這些級加熱器可以將GGH 的給水利用級間壓降的原理來達到自由流通、排除余熱的目的，這一梯級利用不但節約了成本，還提高了除塵效率。

由此可見，通過GGH中的熱交換將電除塵器的溫度降低到低于正常的煙氣溫度，除塵效率隨之提高,低低溫電除塵器對所有煤種來說可謂是通通適用。

兩級布置低低溫電除塵器。所謂兩級布置結構,就是在空預器電除塵器之間及脫硫塔之后的煙道內分別安置第一、二級熱媒水熱交換裝置(MG-GH)。前一裝置將煙氣溫度從120/140℃降低到低于煙氣酸露點的90℃左右,這樣一來大部分SO3與水蒸氣相互作用形成可以被飛灰顆粒吸附的硫酸霧, 電除塵器(ESP)則將其捕捉并排出,下游設備在一定程度上避免了腐蝕現象，除塵效率隨之提高。后一裝置則將煙氣溫度從50℃升高到酸露點以上的最佳排煙溫度80℃左右,從而達到環保要求。

工藝原理。兩級布置結構的工作原理，則是在鍋爐空預器后安裝熱媒水熱量回收系統MG-GH來進行熱交換,從而降低除塵器入口的煙氣溫度,提高除塵效率。在脫硫塔后安裝熱媒水煙氣再熱系統MG-GH,降溫換熱器所得熱量通過熱媒水密閉循環流動之后凈化了煙氣, 從而將溫度從50℃升高到酸露點以上的80℃左右。

低低溫電除塵器的技術特點

除塵效率高。煙氣的大部分S03之所以能夠附著在粉塵表面并致使粉塵改變性質，主要是由于低低溫電除塵器入口處的煙氣溫度在酸露點以下，粉塵性質變化較大程度降低了可能導致反電暈現象的比電阻，而且，煙氣量隨著其溫度降低而下降，煙氣流減速，電場內粉塵長足停留，增加了比集塵面積。這就是低低溫電除塵器的除塵效果得以快速、高效提高的主要原因。

去除煙氣中大部分S03。S03由氣態轉化成液態主要是由于低低溫電除塵器入口煙氣溫度降低到酸露點以下的緣故，這樣一來粉塵濃度就高，面積就大，是硫酸霧凝結附著的最佳環境。經過調查得出結果， S03在應用低低溫電除塵系統后的除塵率可以達到80～95%，甚至更高，低低溫電除塵器是現在市面上除塵率最高、效果最好的設備，在日本其以煙塵與S03的低排放量穩居十年以上之首。

提高濕法脫硫裝置協同除塵效果。低低溫電除塵器的出口粉塵以平均粒徑3μm左右遠高于常規電除塵器，通過可濕法脫硫裝置達到較好的除塵效果，煙塵的濃度也降低許多。

節能效果明顯。經對一臺1000MW機組的低低溫電除塵器的調查表明其節能效果主要有三點：可以將煙氣溫度降低30℃左右，回收相當于1.2噸/每小時1.64×108kJ/h的熱量；減少濕法脫硫系統耗水量；溫度降低后煙氣量大幅度減少，從而使下游的風機及脫硫系統較少用電率。

二次揚塵有所增加。在陽極板上粉塵的靜電附著力隨著比電阻的降低而減弱，導致二次揚塵增加，除塵性能下降，其原因如圖1。

低低溫電除塵器綜合分析

目前，綜合國內外應用情況顯示:應用低低溫電除塵器能夠大大提高我國火電機組除塵工藝的水平。酸露點以下3℃左右是電除塵器入口的最佳溫度,表面粘附了S03的飛灰比電阻降低,除塵效率就高。要脫除全部S03，除塵器和煙囪入口粉塵濃度都需要控制在30mg/Nm3以內。其運行穩定、安全。該除塵器三電場的除塵效果相當于四電場,所以可以收到短期回報的效果，投資合理、經濟。適合低低溫除塵系統的燃煤是中、高熱量,灰分中等及硫分低于1%的煤種。

當今，隨著環保意識的提高，越來越多人對煙氣余熱利用進行理論研究，并對工程實例尤為關注。由此可見, 低低溫電除塵器能夠有效降低煙氣溫度、降低電耗、減少機組損耗等，作用重大。

（作者單位：浙江德創環保科技股份有限公司）