燃煤電廠靜電除塵器改造技術(shù)綜述 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘 要：燃煤電站是我國(guó)主要的煙塵排放源。針對(duì)目前大部分現(xiàn)役燃煤電站的電除塵器出口粉塵排放無(wú)法滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求，本文根據(jù)國(guó)內(nèi)電除塵器應(yīng)用現(xiàn)狀及新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用情況， 介紹了適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)以及我國(guó)國(guó)情的各種新技術(shù)及應(yīng)用情況，分析了新標(biāo)準(zhǔn)下我國(guó)燃煤電站煙氣除塵技術(shù)的應(yīng)用前景及發(fā)展趨勢(shì)。 關(guān)鍵詞：電除塵器；燃煤電站；改造；新技術(shù) TM62 A 以煤炭 為主的能源供應(yīng)格局在中國(guó)未來(lái)中長(zhǎng)期內(nèi)將不會(huì)發(fā)生根本性改變， “ 十二五 ” 期間燃煤電站的裝機(jī)規(guī)模將會(huì)保持高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。據(jù)預(yù)測(cè)， 2020 年可能達(dá)到 18.4 億kW， 2030 年可能達(dá)到 24.7 億 kW1。 2011 年，環(huán)保部和質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布了新版的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-2011)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)火電廠大氣污染物排放限值做了更為嚴(yán)格的規(guī)定，一般地區(qū)煙塵排放濃度限值由原來(lái)的50mg/m3 降為 30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)為 20mg/m3，該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)國(guó)內(nèi)的除塵技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn) 。 電除塵器具有除塵效率高、適應(yīng)范圍廣、使用方便且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)在電力行業(yè)除塵領(lǐng)域占據(jù)著主流地位 2。然而，二次揚(yáng)塵和反電暈問(wèn)題的存在，制約了電除塵器除塵效率的進(jìn)一步提高。此外，由于微細(xì)顆粒（ PM2.5）粒徑小、荷電困難，常規(guī)電除塵器對(duì)其荷電不充分，且在振打時(shí)易造成二次揚(yáng)塵，造成這些微細(xì)顆粒難以被電除塵器有效收集，其脫除效率可能低于 90%3。因此，尋找常規(guī)電除塵器技術(shù)瓶頸的突破點(diǎn)，對(duì)提高電除塵器除塵效率、滿足粉塵排放要求極其必要。目前大部分現(xiàn)役火電機(jī)組的電除塵器出口粉塵排放無(wú)法滿 足新標(biāo)準(zhǔn)的要求，均面臨提效改造的需求。 根據(jù)國(guó)內(nèi)電除塵器應(yīng)用現(xiàn)狀及新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用情況，我國(guó)電除塵器提效改造可采用的主要技術(shù)有：低低溫電除塵技術(shù)、移動(dòng)電極式電除塵技術(shù)、濕式電除塵技術(shù)、機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵技術(shù)、高頻高壓電源技術(shù)、煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)、電袋復(fù)合除塵技術(shù)、煙塵預(yù)荷電微顆粒捕集增效技術(shù)等。 1 低低溫電除塵 低低溫電除塵器主要通過(guò)低溫省煤器或熱媒體氣氣換熱裝置 (MGGH)將電除塵器入口煙氣溫度降至酸露點(diǎn)溫度以下，最低溫度滿足濕法脫硫系統(tǒng)工藝溫度要求。目前國(guó)內(nèi)部分燃煤電站鍋爐排 煙溫度較高，特別是循環(huán)流化床鍋爐，其排煙溫度大多在 140170 之間，存在大量排煙余熱可以利用。在鍋爐空氣預(yù)熱器后設(shè)置 MGGH，可使進(jìn)入電除塵器的煙氣溫度降低至低低溫狀態(tài)（ 90100 ），具有幾方面優(yōu)點(diǎn) 4, 5：（ 1）煙氣溫度降低至酸露點(diǎn)溫度以下，煙氣中大部分SO3 冷凝形成硫酸霧，粘附在粉塵表面并被堿性物質(zhì)中和，粉塵特性得到較大改善，比電阻大大降低，有利于大幅提高電除塵效率；（ 2）煙氣量隨煙氣溫度相應(yīng)下降，電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)速降低，比集塵面積大大增加，延長(zhǎng)了粉塵在電場(chǎng)的停留時(shí)間，有利于提高 PM2.5 細(xì)微粉塵的 捕集效率；（ 3）實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的回收利用，達(dá)到節(jié)能效果；（ 4）有利于煙氣中 SO3 在電除塵器中與粉塵一起被脫除， SO3 去除率通常可達(dá) 90%以上，可大大減少煙道和煙囪的腐蝕；（ 5）可提高后續(xù)配套濕法脫硫系統(tǒng)的脫硫效率，減少濕法脫硫的工藝降溫耗水量并有效緩解石膏雨問(wèn)題。 低低溫電除塵前的煙氣余熱回收裝置，通常可采用兩種方式，一種是低溫省煤器，采用汽輪機(jī)凝結(jié)水與熱煙氣通過(guò)換熱器進(jìn)行熱交換（如圖 1(a)），使汽輪機(jī)凝結(jié)水能得到額外的熱量升溫，從而減小汽輪機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)中低壓加熱器的抽汽量，并使進(jìn)入電除塵器的煙氣 溫度由通常的 130150下降到 90100 ，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱利用和提高除塵效率的雙重目的。另一種是無(wú)泄漏管式水媒體加熱器 (MGGH) （如圖1(b)），與脫硫凈煙氣再熱器結(jié)合，即用熱煙氣加熱水，然后用加熱后的水加熱脫硫后的凈煙氣，使進(jìn)入電除塵器的煙氣溫度降至低低溫狀態(tài)，同時(shí)使脫硫后的煙溫由 50 左右提高至 80 左右，從而達(dá)到提高電除塵效率、余熱利用及節(jié)省脫硫用水等目的。 (a)布置一 (b) 布置二 圖 1 燃煤電廠煙氣低低溫電除塵典型系統(tǒng) 2 移動(dòng)電極式電除塵 二次 揚(yáng)塵和反電暈問(wèn)題制約了常規(guī)電除塵器除塵效率進(jìn)一步提高，抑制二次揚(yáng)塵、防止反電暈發(fā)生是提高現(xiàn)有電除塵器除塵效率的重要途徑，其中保持收塵板面清潔是一種有效方法，因此，移動(dòng)電極式除塵技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。移動(dòng)電極除塵采用固定電極和移動(dòng)電極組合，其收塵機(jī)理與常規(guī)電除塵器相同，由前級(jí)固定電極電場(chǎng)（常規(guī)電場(chǎng)）和后級(jí)移動(dòng)電極電場(chǎng)組成。如圖 2 所示，移動(dòng)電極電場(chǎng)中采用可移動(dòng)的陽(yáng)極收塵板和可旋轉(zhuǎn)的清灰刷，粉塵被收集到收塵極板上尚未達(dá)到形成反電暈的厚度時(shí)，就隨移動(dòng)電極一起轉(zhuǎn)移到?jīng)]有煙氣通過(guò)的灰斗內(nèi)，被旋轉(zhuǎn)的清灰刷徹底清除，收塵極板仍保持 清潔狀態(tài)，因此不會(huì)產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象并最大限度地減少了二次揚(yáng)塵，同時(shí)降低對(duì)煤種變化的敏感性，增加粉塵驅(qū)進(jìn)速度，其值可達(dá)固定電極電場(chǎng)的 2.5 倍，實(shí)現(xiàn)對(duì)微細(xì)、高比電阻、粘性粉塵的高效收集，顯著降低 ESP 出口煙塵濃度，排放濃度可控制在 30mg/Nm3 以下，最低可達(dá) 10mg/Nm3 以下。同時(shí)，移動(dòng)電極可以以較小的集塵面積實(shí)現(xiàn)較高的除塵效率，節(jié)省場(chǎng)地和空間，以較少的投資達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)收益。 圖 2 移動(dòng)電極工作原理圖 移動(dòng)極板除塵器作為常規(guī)靜電除塵器的技術(shù)延伸，保留了傳統(tǒng)電除塵器耐高溫、耐高濕、抗腐蝕 ，運(yùn)行費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)既彌補(bǔ)了常規(guī)電除塵器對(duì)高比電阻、超細(xì)、高黏度粉塵難收難清、二次揚(yáng)塵等不足，又彌補(bǔ)了布袋除塵器阻力大、運(yùn)行費(fèi)用高、維護(hù)工作量大、難以處理高溫高濕煙氣等缺陷；是目前突破常規(guī)電除塵器技術(shù)瓶頸最有效的方法之一。移動(dòng)電極技術(shù)不僅可以在新建項(xiàng)目中應(yīng)用，也可應(yīng)用于老機(jī)組電除塵改造項(xiàng)目。因其可使電除塵器小型化，占地少，節(jié)省能耗，移動(dòng)電極電除塵器針對(duì)改造項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)更為突出。改造時(shí)只需將末電場(chǎng)改造成移動(dòng)電極電場(chǎng)，其余電場(chǎng)均予以保留，不需另占場(chǎng)地。 3 濕式電除塵（ WESP） 濕式 電除塵器是采用濕法（水）清灰的電除塵器，即采用立式或臥式安裝，用噴水等方式使平板集塵極表面形成一層流動(dòng)水膜，將吸附在集塵極上的粉塵沖走的電除塵裝置。濕式電除塵器對(duì)粉塵的捕集機(jī)理與傳統(tǒng)的干式電除塵器相同，均采用電暈放電的方式使氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生正離子和自由電子，最終引起電子雪崩，在放電極和集塵極間形成穩(wěn)定的電暈，使該區(qū)域內(nèi)的粉塵顆粒荷電，并在電場(chǎng)力的作用下向集塵極運(yùn)動(dòng)，最終被集塵極捕集。但在收集粉塵后的清灰方式上，兩者有所不同，濕式電除塵器采用沖刷液沖洗電極，使粉塵呈泥漿狀清除；而干式電除塵器則采用機(jī)械振打的 方式清除收塵板上的積灰。因此，相比于干式電除塵器，濕式電除塵器對(duì)粉塵的適應(yīng)性強(qiáng)，收塵性能與粉塵特性無(wú)關(guān)，可有效捕集黏性大或高比電阻粉塵，同時(shí)也適用于處理高溫、高濕的煙氣；并且清灰時(shí)不產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，對(duì)于亞微米級(jí)顆粒（ PM2.5），包括 SO3 酸霧和微細(xì)粉塵、濕煙氣中的氣溶膠顆粒等都能有效收集，出口粉塵濃度可以達(dá)到很低； 隨著現(xiàn)代工業(yè)和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在污染源治理設(shè)備的研制、發(fā)展工作方面起步早、發(fā)展快， WESP 在電廠已經(jīng)具有近 30 年的應(yīng)用歷史。日本三菱重工有限公司研究開發(fā)的濕 式電除塵器已在電力、鋼鐵、煤氣、化工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，累積約有 360 臺(tái)套，如日本 Chubu 電力公司、 Hekinan 電廠三臺(tái) 700MW 機(jī)組，在其除塵脫硫系統(tǒng)中采用了濕式 ESP，自 1992 年投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行狀況良好。該公司的濕式電除塵器一般設(shè)置在濕法脫硫設(shè)備后部，煙塵的排放水平普遍可降低到 5mg/m3 以下，同時(shí) SO3脫除效率高達(dá) 90%以上，絕大多數(shù)的汞以元素形式被捕集，有效降低了煙囪出口酸霧、微細(xì)顆粒物及汞等污染物排放。我國(guó)這方面的研究工作起步較晚，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第一臺(tái)大型立式濕式電除塵器在上世紀(jì)末用在 120t/h 煉鋼吹氧轉(zhuǎn)爐二次煙塵的凈化系統(tǒng)上。目前濕式電除塵器主要應(yīng)用于中小型轉(zhuǎn)爐或燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的煤氣凈化、板坯火焰清理機(jī)的煙氣治理、水泥立窯的精除塵、化學(xué)廢物緞燒爐的除塵等，以鋼廠應(yīng)用居多，近年來(lái)，隨著我國(guó)粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，濕式電除塵器在燃煤電廠鍋爐煙氣治理方面也有應(yīng)用，主要由福建龍凈環(huán)保股份有限公司設(shè)計(jì)。 4 復(fù)式雙區(qū)電除塵 目前工業(yè)常規(guī)電除塵器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和成本原因，絕大部分采用單區(qū)電除塵器形式，使用過(guò)程中經(jīng)常遇到以下問(wèn)題：電場(chǎng)中粉塵的荷電與收集都在同一區(qū)段進(jìn)行，加強(qiáng) 荷電與提高電場(chǎng)工作電壓因電場(chǎng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題而相互制約，使荷電粉塵的驅(qū)進(jìn)速度受到限制，很難兼顧荷電和收塵都達(dá)到最好狀態(tài)，電除塵潛力沒有得到最大發(fā)揮。 雙區(qū)電除塵技術(shù)正是基于常規(guī)單區(qū)電除塵器的這一缺點(diǎn)發(fā)展的新技術(shù)，在常規(guī)電除塵器的末電場(chǎng)中，將單一的高壓電場(chǎng)分成粉塵荷電區(qū)和收塵區(qū)，并用不同的高壓電源供電，使各區(qū)段的電氣運(yùn)行條件最佳化，以同時(shí)適應(yīng)高比電阻粉塵和低比電阻粉塵的收集，防止高比電阻粉塵反電暈的發(fā)生和低比電阻粉塵的反彈，從而提高除塵效率。荷電區(qū)的作用是對(duì)粉塵進(jìn)行充分荷電，并在陽(yáng)極板上收集帶負(fù)電荷的粉塵。 收塵區(qū)的作用是使荷電塵粒從煙氣中分離，絕大部分顆粒被收集到收塵板上，由于收塵區(qū)內(nèi)輔助電極（陰極）和陽(yáng)極板構(gòu)成均勻的電場(chǎng) , 可提高電場(chǎng)強(qiáng)度和擊穿電壓，不易發(fā)生反電暈；另外，一些帶正電荷的顆粒則被輔助電極收集，使除塵效率進(jìn)一步提高。 福建龍凈環(huán)保股份有限公司自主研究開發(fā)的新型雙區(qū)電除塵器 機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)技術(shù)是雙區(qū)除塵技術(shù)研究的重大突破。其主要技術(shù)特點(diǎn)是在電場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面（見圖 3），不僅將粉塵荷電區(qū)與收塵區(qū)分開，而且采用連續(xù)的多個(gè)小雙區(qū)進(jìn)行復(fù)式配置，特別對(duì)荷電區(qū)與收塵區(qū)采用不同等級(jí)的電源獨(dú)立供電，使各 區(qū)段的電氣運(yùn)行條件最佳化，能適應(yīng)高、低比電阻粉塵收集，防止高比電阻粉塵反電暈的發(fā)生和低比電阻粉塵的反彈，從而提高除塵效率。機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵器于 2004 年上半年第一次在小型鍋爐煙氣治理上進(jìn)行工業(yè)性應(yīng)用，大大優(yōu)于預(yù)期效果。首臺(tái)設(shè)備成功通過(guò)驗(yàn)收后，逐漸向 300MW 機(jī)組以上鍋爐推進(jìn)。目前，已有近百臺(tái)雙區(qū)除塵器投入工業(yè)使用，最大的已應(yīng)用于 600MW 機(jī)組。 圖 3 機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵器電場(chǎng)布置示意圖 5 煙氣調(diào)質(zhì) 為了克服和解決高比電阻粉塵對(duì)常規(guī)電除塵器除塵效率的影響，對(duì)煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)是 其中一種重要方法。該方法著眼于對(duì)煙氣性能的改良，使其易于被電除塵捕集，其原理是通過(guò)調(diào)整煙氣或煙氣粉塵的組分及某些物理特性，從而降低粉塵比電阻值或改變粉塵的物理化學(xué)特性，從而提高電除塵效率。國(guó)外曾經(jīng)采用各種各樣的方法對(duì)煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理以降低粉塵比電阻，主要有水調(diào)質(zhì)、 SO3 調(diào)質(zhì)、 NH3 調(diào)質(zhì)、 SO3+ NH3 雙重調(diào)質(zhì)、 Na2CO3 調(diào)質(zhì)等，其中 SO3 調(diào)質(zhì)是燃煤鍋爐應(yīng)用最廣泛、最成熟可靠的煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)。三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)就是以 SO3 為調(diào)質(zhì)劑，通過(guò)增設(shè)煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，在煙氣進(jìn)入電除塵器之前對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，將極少量（ 1025ppm）的SO3 噴入煙氣流中，與煙氣中水分結(jié)合形成的硫酸氣溶膠極易吸附在粉塵表面，形成低電阻導(dǎo)電通道，降低粉塵比電阻，提高粉塵的荷電性能，使粉塵易被電除塵器捕集，從而大幅度提高除塵效率。 三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)是一種非常成熟的技術(shù)，在燃煤鍋爐中已有 20 多年的應(yīng)用歷史，主要分布在歐洲、南非、印度、美洲等，國(guó)際上已有 500 多臺(tái)三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)成功應(yīng)用，最大應(yīng)用機(jī)組達(dá)到 1000MW。目前，我國(guó)電除塵器用三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)主要有兩類，國(guó)外全套進(jìn)口設(shè)備（德國(guó) Pentol 公司煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)）和引進(jìn)技術(shù)國(guó) 產(chǎn)化制造，均成功應(yīng)用于 600MW 燃煤機(jī)組和 300MW 燃煤機(jī)組電除塵器提效改造，同時(shí)越來(lái)越多的新建項(xiàng)目直接采用電除塵器配套三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)。 6 結(jié)語(yǔ) 新版火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB13223-2011)的實(shí)施，對(duì)國(guó)內(nèi)的除塵技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)電除塵器應(yīng)用現(xiàn)狀及新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用情況，介紹了適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)以及我國(guó)國(guó)情的各種電除塵器改造新技術(shù)及應(yīng)用情況。針對(duì)現(xiàn)有電除塵器的提效改造，可根據(jù)原用電除塵器的已有結(jié)構(gòu)和周圍條件，因地制宜制定改造方案進(jìn)行實(shí)施，滿足我國(guó)大氣污染物排 放標(biāo)準(zhǔn)要求。 參考文獻(xiàn) 1中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵委員會(huì) . 我國(guó)電除塵行業(yè) 2011 年發(fā)展綜述 J. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè) , 2012, 7: 1-7. 2酈建國(guó)，舒英鋼，朱建波等 . 適應(yīng)新煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)的電除塵集成技術(shù) J. 石油石化節(jié)能與減排 , 2012, 2(4): 35-42. 3王劍波 . 適應(yīng)低排放的電除塵技術(shù)探討 J. 電力科技與環(huán)保 , 2012, 28(1): 23-26. 4崔占忠，龍輝，龍正偉等 . 低低溫高效煙氣處理技術(shù)特點(diǎn)及其 在中國(guó)的應(yīng)用前景 J. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào) , 2012, 32(2): 152-158. 5龍輝，王盾，錢秋裕 . 低低溫?zé)煔馓幚硐到y(tǒng)在1000MW 超超臨界機(jī)組中的應(yīng)用探討 J. 電力建設(shè) , 2010, 31(2): 70-73. 文檔資料：燃煤電廠靜電除塵器改造技術(shù)綜述 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費(fèi)閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :市政瀝青砼路面的常見問(wèn)題與解決方案 試論給排水在室外設(shè)計(jì)中的注意要點(diǎn) 市政園林施工管理的探討 市政道路工程軟土路基施工技術(shù)探析 市 政工程項(xiàng)目造價(jià)管理的常見問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略 市政工程施工中質(zhì)量的影響因素和項(xiàng)目質(zhì)量控制研究