JB/T 12591—2016《低低溫電除塵器》簡介

中機生產力促進中心、機械工業環境保護機械標準化技術委員會□韓璐遙

1 項目基本情況

2014年6月23日，工業和信息化部印發《2014年第二批行業標準制修訂計劃的通知》（工信廳科﹝2014﹞114號），標準項目 《低低溫電除塵器》 （計劃號：2014-0500T-JB）獲批立項，為重點項目。

本標準規定了低低溫電除塵器的術語和定義，組成與標記，參數，技術要求，試驗方法，檢驗規則，包裝、運輸和貯存，安裝，調試、運行、維護的安全技術規范。

本標準適用于燃煤電廠干式、板式、臥式低低溫電除塵器。

2 項目簡介

（1）項目立項背景

我國煤炭消費中用于發電的比例占49%。燃煤電廠排放的顆粒物等污染物是造成霧霾天氣的重要原因之一。迫于嚴峻的環境形勢，GB 13223—2003《火電廠大氣污染物排放標準》將我國燃煤電廠煙塵排放的最低限值降到了50mg/m3；2011年修訂后，進一步降至30mg/m3，重點地區為20mg/m3。2013年12月～2014年8月浙江省、廣州市及山西省出臺了更為嚴格的政策，要求煙塵排放限值5mg/m3。2014年9月～2015年12月國家層面全面實施超低排放，要求煙塵排放限值10mg/m3。截至2017年12月，更有河北、上海、河南、浙江、山東五個省市出臺或將出臺超低排放地方強制性標準。

在嚴格的國家政策和嚴重的環境污染背景下，常規電除塵技術較難滿足超低排放要求，也難以脫除SO3，為有效推進燃煤電廠顆粒物治理工作，適應我國燃煤電站煤種復雜、工況多變的現狀，低低溫電除塵技術應運而生。在國外低低溫電除塵是一種先進的煙塵清潔排放新技術，而在國內因復雜煤種適用性、腐蝕風險等主要問題存在爭議，加之國內外均無標準、規范可循，極大地制約了低低溫電除塵技術進步、技術推廣和行業發展。

在低低溫電除塵器標準研制之前，存在以下難題：

1）低低溫電除塵器提效機理不清晰，入口煙氣溫度的使用條件不明確，導致對 “低低溫電除塵器”的定義存在爭論，常規電除塵器、低溫電除塵器和低低溫電除塵器概念混淆；

2）低低溫電除塵器在深度煙氣降溫后的腐蝕問題缺乏研究結論，沒有腐蝕控制的工程應用判斷方法；

3）低低溫電除塵器設備腐蝕、結露爬電的影響機制不明，缺乏保障設備安全穩定運行的有效措施；

4）采用低低溫電除塵技術后二次揚塵增加，國外關斷門隔斷振打技術存在控制復雜、需增設振打通道導致設備選型偏大等問題，缺乏經濟高效、工程適用性強的二次揚塵控制辦法。

在上述背景下，開展了低低溫電除塵技術研究，并于2013年8月提交了制定 《低低溫電除塵器》行業標準的建議書和總體情況說明。本標準的發布實施引導和規范了行業技術進步，實現了低低溫電除塵裝備規范化、產業化和規模化。

（2）主要技術內容

為解決低低溫電除塵的核心技術問題，提高設備性能，項目集合優勢力量對低低溫電除塵關鍵技術和裝備進行了研究，并多次集中了行業內專家對研究成果進行了討論，將專家及同行討論后認可、對產業發展有創造性貢獻的核心內容納入了該標準。

1）給出了低低溫電除塵器的術語和定義

在通過煙溫調變降低煙氣溫度至酸露點以下過程中，對SO3的冷凝及與粉塵的吸附反應機制和低低溫電除塵技術提效機理進行研究，厘清了高溫電除塵器、低溫電除塵器、低低溫電除塵器的本質區別，并在行業內進行了廣泛討論、研究數據共享和工程經驗分析的基礎上，提出了低低溫電除塵器的術語和定義，即入口煙氣溫度在酸露點溫度以下的電除塵器。

2）首次明確并規定了低低溫電除塵器入口煙氣溫度的使用條件

只有煙氣溫度降至酸露點以下，煙氣中的大部分氣態的SO3才能轉化為液態的硫酸霧，粘附在粉塵表面，大幅降低煙氣粉塵的比電阻，改善粉塵性質，并去除煙氣中的大部分SO3，因此低低溫電除塵器需在煙氣酸露點溫度以下運行，最低溫度應滿足濕法脫硫系統工藝溫度要求，同時需保證灰的流動性。根據國內燃煤數據進行統計分析、酸露點溫度估算方法研究、實際運行煙氣酸露點溫度調研等研究結論，標準中明確并規定了低低溫電除塵入口煙氣溫度的使用條件，一般為90℃±5℃。

3）給出了煙氣灰硫比＞100的低低溫電除塵技術工程應用準則

低低溫電除塵器的煙氣入口溫度在酸露點以下，該技術最早應用于日本的低硫低灰精洗煤機組，可實現煙塵的清潔排放。但長期以來我國對SO3冷凝引起的低溫腐蝕機制缺乏清晰認識，因此無法明確該技術的工程應用條件，進而無法應對我國燃煤機組煤質復雜多變的難題，致使該技術沒有得到推廣應用?；诖嬖诘膯栴}，標準工作組成員研究了不同煤種和運行工況下，煙氣灰硫比、飛灰組分、溫-濕度等因素對材料腐蝕速率的影響規律，發現煙氣灰硫比是關鍵因素。當煙氣灰硫比＞100時，煙塵可充分吸附SO3，材料基本不腐蝕，首次給出了煙氣灰硫比＞100的低低溫電除塵技術應用準則，并以資料性附錄形式給出了燃煤電廠煙氣灰硫比估算方法等。通過對國內200種煤種的煙氣灰硫比估算，90%以上煤種的灰硫比＞100，表明低低溫電除塵技術對我國煤種具有廣泛適應性。實現了煙氣冷卻器入口煙溫控制在酸露點以下5℃～10℃時，局部位置采用普通不銹鋼或ND鋼防腐條件下，電除塵器采用普通碳素鋼即可長期運行，經濟高效地解決了低低溫電除塵技術適應我國復雜煤質的關鍵技術問題，實現了低低溫電除塵器的長期、高效及穩定運行，為低低溫電除塵器成為燃煤電廠煙氣顆粒物超低排放的主流技術奠定了基礎。

4）將保障設備安全穩定運行的系列技術納入了標準范疇

通過實驗研究、中試試驗和項目跟蹤調研，對低低溫電除塵器設備腐蝕、結露爬電的影響機制進行了聯合攻關研究，提出了關鍵部件防腐蝕、防結露、防堵灰裝置及主要零部件設計要求。

在標準中規定了陰極線的型式和材料，避免了低低溫電除塵器煙氣溫度降低后陰極線積灰和腐蝕影響除塵效率問題。標準中給出了灰斗卸灰角度、板材和加熱措施的要求，人孔門結構和材質要求，解決了低低溫電除塵器因灰溫低導致粉塵流動性變差而易堵灰的問題和灰斗、人孔門設備腐蝕問題。在標準中給出了瓷絕緣子防結露措施，避免了因溫度降低后結露積灰引起瓷套爬電的設備運行風險。

5）推薦和規范了二次揚塵控制技術

通過低低溫電除塵二次揚塵形成規律和實際測試數據研究，在該標準中寫入了振打優化、旋轉電極式電除塵、離線振打等二次揚塵控制系列技術。解決了煙氣溫度降低后因粉塵比電阻下降導致粉塵與極板的靜電吸附力減小而引起二次揚塵適當增加問題和國外關斷門隔斷振打技術存在控制復雜、需增設振打通道導致設備選型偏大等問題。

6）在顆粒物高效脫除的同時，首次提出了高效協同脫除SO3的技術要求

針對SO3脫除及反電暈問題，研究了煙氣調變過程中溫度、濕度和氣相成分等對SO3的影響，結合飛灰微觀結構分析，探明了復雜多變條件下SO3冷凝對顆粒物粒徑的影響規律和對除塵效率幅度變化，厘清了不同灰分下SO3吸附特性，揭示了飛灰顆粒比表面積和孔隙率對SO3的吸附特性影響規律。

低低溫電除塵技術采用深度降溫改善煙氣工況突破PM2.5脫除效率低及高比電阻粉塵導致反電暈等技術瓶頸，突破了常規電除塵器難以達到15mg/m3的技術限值，在達到15mg/m3甚至5mg/m3以下的顆粒物排放的同時，兼具80%以上的SO3脫除效率，實現了顆粒物與SO3的高效協同脫除，并大幅提高了電除塵效率。

基于上述研究，在標準中提出了顆粒物與SO3的高效協同脫除要求，填補了國內標準無SO3脫除效率和指標要求的空白。

3 經濟效益和社會效益

該標準頒布實施后，促進了低低溫電除塵技術進步，推動了標準的產業化應用，進一步完善了環保裝備標準體系，對我國環境保護發揮了的巨大作用。

（1）促進了低低溫電除塵技術進步

該行業標準是我國目前開展燃煤電廠顆粒物超低排放和SO3高效減排工程建設的重要基礎，為國內外低低溫電除塵器供貨商在設備選型、工程建設及國內業主在系統運行維護和性能驗收測試等方面提供了重要依據。該標準得到了供應商、用戶和科研機構的廣泛采納和應用，引領了企業走“技術專利化——專利標準化——標準產業化”的自主創新發展之路。

（2）推動了標準的產業化應用

2015年國內首次實現了低低溫電除塵器在煙溫85℃～95℃條件下的示范運行，爾后最大等級1000MW機組及一系列適用于我國復雜煤質及工程條件的低低溫電除塵技術和裝備陸續推廣，推動了標準的產業化應用，大幅度提高了產品質量，極大地引導和規范了行業技術進步，實現了裝備規范化、產業化和規模化，推動了電除塵器從中國制造走向中國創造。

（3）進一步完善了環保裝備標準體系

通過該標準的首次制定，進一步完善了環保裝備標準體系。在JB/T 12591—2016《低低溫電除塵器》的基礎上，針對國內復雜的煤種、苛刻的工程條件、不同電廠需求及全球最嚴的排放要求，工作組制定了涵蓋產品設計制造、安裝調試、運行維護及性能測試等全流程的技術標準系列，為實現我國燃煤顆粒物超低排放起到了重要作用。通過標準化宣貫、實施，成功實施并推動了標準化戰略，引導和提升了煙氣除塵行業的創新水平，促進了煙氣除塵行業的整體技術進步。

（4）實現了顯著的社會效益和經濟效益

根據中國環境保護產業協會電除塵委員會每年定期對國內50家電除塵企業的經營情況統計，50家企業產值約占全國電除塵總產值的85%。據不完全統計，截止2017年12月，應用低低溫電除塵技術的裝機容量約2.3億kW，實現合同額約125億元，其中2016年和2017年實現累計合同額約85億元。

4 結語

該標準已在國內燃煤煙氣治理中大規模工業化應用，對鋼鐵、建材及化工等非電行業污染物控制起到了借鑒的作用。但非電行業污染物成分及參數差異巨大，較難用統一標準加以規范，具體項目應充分考慮其特點，進行針對性、個性化設計。該標準規定的燃煤電廠低低溫電除塵器技術指標世界領先，未來應積極響應 “一帶一路”倡議，將項目成果推廣至世界范圍，讓全世界共享中國標準和智慧。