燃煤電廠煙塵低排放技術綜述

前言 
　　十二五期間，我國平均霧霾天數(shù)逐漸增多，空氣污染加劇，霧霾嚴重影響人們身體健康和正常工作、生活秩序。而霧霾天氣的形成與一次細顆物PM2.5的排放及環(huán)境空氣中的二次細顆粒物的形成密切相關。我國的能源消費主要以煤炭為主，發(fā)電方式在很長的一段時間內是以燃煤發(fā)電為主?！痘痣姀S大氣污染排放標準》（ GB 13223-2011） 要求在一般地區(qū)煙塵排放限值30 mg /m3，重點地區(qū)煙塵排放限值20 mg /m3?；谶@樣的原因，許多大型電廠都安排了電袋復合除塵器，基本上達到了排放要求。2014年9月12日，國家發(fā)改委、環(huán)境保護部、能源局聯(lián)合印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（ 2014-2020）》的通知中，強調嚴控大氣污染物排放，東部地區(qū)11個省市新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值，在基準含氧6%條件下，煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于10、35、50 mg /m3，中部地區(qū)8 省則要求接近或達到燃氣輪機組排放限值，鼓勵西部地區(qū)接近或達到燃氣輪機組排放限值。 
　　1.成熟的除塵器技術 
　　目前國內比較成熟且適用于各級容量機組的除塵技術主要是靜電除塵器和袋式除塵器。 
　?。?）靜電除塵器使用周期長、維護費低且適用性較廣泛，國內電除塵器出口煙塵濃度限制為20 mg /m3時，50%以上的煤種適用常規(guī)電除塵器； 但靜電除塵器耗電量大，設備復雜、占地大并且對粉塵比電阻要求較高。對除塵效率低于99.8%，通常選用電除塵器。像神府東勝煤、晉北煤等電除塵器適應性較好的煤種，宜選用電除塵器。 
　?。?）布袋式除塵器對粉塵氣流量的變化適宜性強，具有除塵效率高，運行穩(wěn)定，適用范圍廣，操作維護容易并且可處理高溫、高比電阻的粉塵，但布袋除塵壽命主要取決于濾袋的使用壽命，不適宜于黏結性強及吸濕性強的粉塵，特別是煙氣溫度不能低于露點溫度，否則會產生結露，致使濾袋堵塞。像準格爾煤、宣威煤、澳大利亞煤等電除塵器適應性差的煤種，不宜選用常規(guī)電除塵器，可選用布袋除塵器。 
　　2.除塵技術方案 
　　2.1濕式電除塵器 
　　濕式電除塵器是直接將水霧噴向電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強大的電暈場內荷電后分裂進一步霧化，在這里電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，終粉塵粒子在電場力的驅動下到達集塵極而被捕集；與干式電除塵器通過振打將極板上的灰振落至灰斗不同的是：濕式電除塵器則是將水噴至集塵極上形成連續(xù)的水膜，采用水清灰，無振打裝置，流動水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。濕式電除塵器對酸霧、有毒重金屬以及PM10，尤其是PM2.5 的細微粉塵有良好的脫除效果。 
　　2.2低低溫靜電除塵器技術 
　　低（低）溫靜電除塵技術是指當煙氣經(jīng)過低溫省煤器時，煙氣溫度降低，靜電除塵器入口煙氣溫度運行在低于煙氣酸露點溫度5 ℃～10 ℃。低（低）溫靜電除塵技術工作原理：煙溫降低，使得粉塵比電阻降低至108Ω·cm～1011Ω·cm，粉塵的荷電性能提高；煙溫降低，煙氣量減少，電除塵器電場風速也得以降低；煙溫降低，煙氣中顆粒及氣體分子熱運動能力減弱，氣體擊穿電壓提高，粉塵趨近速度提高；當除塵器入口煙氣溫度已經(jīng)降到露點溫度以下，可去除絕大部分SO3，減小尾部煙氣低溫腐蝕。低（低）溫靜電除塵技術在國外應用非常成熟，也普遍引起了國內業(yè)主的關注。 
　　2.3靜電除塵器的旋轉電極技術 
　　旋轉電極靜電除塵器的收塵機理與常規(guī)電除塵器*相同，但為了使末電場極板始終保持干凈，防止反電暈，防止二次揚塵，以保障除塵器效率，改傳統(tǒng)的振打清灰為清灰刷，可清除高比電阻粉塵、粘性粉塵；清灰刷置于非收塵區(qū)，大限度地減少二次揚塵，從而降低能耗的同時提高粉塵收集效率，滿足更高的環(huán)保要求。經(jīng)過多年的運行經(jīng)驗，日立公司的移動極板靜電除塵器技術已經(jīng)比較成熟；國內的浙江菲達環(huán)?？萍脊煞萦邢薰驹诤颖焙庳S發(fā)電廠二期300 MW機組和江蘇徐塘發(fā)電廠5號爐300 MW機組有運行業(yè)績。 
　　2.4增加濕式電除塵技術 
　　濕式電除塵器將水噴板上使粉塵沖刷到灰斗中隨水排出，可以避免已捕集粉塵的再飛揚，達到很高的除塵效率，同時還可以消除“石膏雨”現(xiàn)象。國外該技術已很很熟，從美國和日本電廠的運行情況來看，濕式除塵器能夠穩(wěn)定地除去煙塵，并且煙氣濃度可以控制在10 mg /m3 以下，去除率在70%以上，對汞控制效果也很好。但初始投入成本較高、耗水量大、污水需要處理、在高粉塵濃度或高NOx濃度的煙氣條件下，不宜采用濕式電除塵器。日立濕式靜電除塵器2001 年應用于中部電力的碧南電廠4、5 號1 000 MW 機組。運行狀況良好，常年維持在2 ～ 5 mg /m3，煤質較好情況低達到1 mg /m3。國內南京國電山大能源公司研發(fā)的濕式靜電除塵器技術，于2012 年8 月在國電益陽電廠300 MW 機組上進行應用，效果良好。浙江六橫電廠、國華舟山電廠投運的濕式靜電除塵器，測得出口煙塵濃度也都低于5 mg /m3。 
　　2.5改工頻為高頻電源 
　　高頻電源是一種利用高頻開關技術而形成的逆變式電源，其供電電流由一系列窄脈沖構成。高頻電源采用三相平衡電源，對電網(wǎng)影響小，無缺相損耗，比工頻電源對復雜多變的煙氣工況具有更強的適應性。就南京某電廠1 號爐1 臺電除塵器配備工頻電源、2 號爐1 臺除塵器配備高頻電源。該電廠2 號爐配套的高頻電源與1 號爐配套的工頻電源相比較，高頻電源安裝更方便、操作更簡單，可降低煙塵排放40% ～ 60%，相比工頻電源可節(jié)約電耗40% ～ 80%。配合電除塵器，除塵效率能達到99.80% ～ 99.85%。 
　　結語 
　　在當前的污染物排放控制形勢下，選擇適合火電廠的排放限值乃至具體的技術路和除塵設備選型至關重要。，需要在生產過程中仔細研究，根據(jù)環(huán)保排放要求和燃煤特性及煙氣參數(shù)等諸多方面綜合分析，選擇合理的煙塵控制工藝技術，滿足達標排放的要求。