燃煤電廠超低排放技術(shù)優(yōu)化

程紀東，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)狀進行了闡述，提出實現(xiàn)超低碳排放的重點難點問題，然后就現(xiàn)今市場上的新型除塵技術(shù)的除塵效果、經(jīng)濟指標進行了研究，最后提出了現(xiàn)役燃煤電廠除塵機組的改造建議。

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準。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，2013年我國3102家煤電企業(yè)1年約向大氣排放煙粉塵高達218.8×104t之多。在3102家中有獨立的火電廠總計1853家，獨立的火電廠總共有4825臺機組，1年約向大氣排放煙粉塵高達183.9×104t，這些獨立電廠除塵機組共5140套，難以完成除去煙塵的任務(wù)。統(tǒng)計有自備電廠共1249家共2690臺機組，約向大氣排放煙粉塵34.9×104t，比例相對不高。據(jù)統(tǒng)計，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年我國獨立的火電廠較上年增加，有1908家獨立火電廠，這些獨立火電廠共擁有4983臺機組發(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。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)點是除塵效率較高；②電除塵技術(shù)阻力損失小，同時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??；④電除塵技術(shù)運行原理可靠，整體的維護費用低。

（3）主要缺點。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有反電暈現(xiàn)象發(fā)生，會導(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行補集的除塵技術(shù)。

（2）主要優(yōu)點。①袋式除塵技術(shù)具有除塵效率高、排放濃度低的優(yōu)點，除塵效率達到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)日常運行和維護比較簡單、障率低。

（3）主要缺點。①袋式除塵技術(shù)運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。①電袋復(fù)合除塵技術(shù)設(shè)備能穩(wěn)定且長期運行；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)量把控不嚴格，或者運行管理不科學(xué)等導(dǎo)致煙塵難以實現(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。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，SO3的去除率可達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。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)部不存在運動部件，設(shè)備也不存在二次揚塵的問題，濕式電除塵器的整體運行較穩(wěn)定，工作過程中的壓力損失相對小，運行過程中操作簡單，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，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)致排放超標等改造項目。

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行補充。

（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行補充；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，同時應(yīng)該在脫硫塔后考慮濕式電除塵器進行補充。

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)時應(yīng)考慮經(jīng)濟、資源等條件進行全面的考慮。

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