火电锅炉除尘

一、引言

为保护环境，改善大气质量，防治大气污染物排放造成的污染，2011年7月29日国家环保部对《火电厂大气污染物排放标准》进行了修订，调整了大气污染物排放浓度限值，规定了现有火电锅炉达到更加严格的排放浓度限值的时限，增设了大气污染物特别排放限值，该标准自20 1月1日起施行。20 9月27日国务院批复了国家环境保护部、发展和改革委员会、财政部联合编制的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，将规划区域划分为重点控制区和一般控制区，对重点控制区，执行重点行业污染物特别排放限值，采取更有力的污染治理措施。重点控制区共47个城市，将河北省的石家庄、保定、唐山、廊坊四城市列为重点地区，重点地区烟尘排放标准为20mg/Nm3，一般地区的烟尘排放标准为30mg/Nm3。同原国家标准规定的烟尘排放标准为50mg/Nm3，现有除尘设施无法满足 新排放要求，必须经过改造才能满足要求。本文通过对几种除尘器新技术的介绍和比较结合公司现有除尘设备的状况提出一些改造建议。

二、除尘器的几种新技术

现除尘器的新技术主要有：余热利用降温、增设WESP、机电多复式双区、高频电源、零风速关断振打、烟气调质、电凝聚。现将使用较多的四种除尘器技术从工作原理、除尘效果及工况适用性加以分析说明。

1、低低温除尘器技术：1.调温原理：采用汽机冷凝水与热烟气换热降温，除尘烟温由通常的120—160℃降为90—110℃低低温状态。2.电除尘器提效原理：烟温降低，烟尘比电阻降低至108～1010Ω·cm；烟温降低烟气量降低、电场风速也得以降低；烟温降低，电场击穿电压升高；烟温降低，气体粘滞性降低。主要特点：余热利用，降低发电煤耗1.0—3.5克∕每度电，降低烟尘比电阻、降低电场风速，电降尘效率高；换热面采用膜式+复合翅片/销钉管排专利技术，烟温调节及余热利用效果好；三氧化硫去除率高，其被高质量浓度粉尘颗粒包裹吸附后被电除尘捕集，有效解决三氧化硫腐蚀难题。

2、旋转极板除尘器技术，将电场原固定极板改为转动极板，转动极板一般设在电除尘器末级电场。极板平行烟气布置，链条传动，极板清灰不是依靠振打，而是凭借设置在极板下端的清灰刷。当极板旋转到电场下端时，清灰刷在远离气流的位置对板面的粘灰实行刷除。作用：1.转动极板可以消除二次扬尘；2.转动极板可以避免反电晕，反电晕现象往往会造成末级电场功能丧失，由于转动极板可以清灰彻底，极板表面洁净，在同一极板两次刷灰的时间间隔里，极板表面不会形成厚的连续的粉尘层，便彻底消除了由于气隙击穿所引发的反电晕，这对提高除尘效率起到了决定性作用；3.转动极板可以获得更优良的电场环境，由于转动极板采用了大平板结构，与常规电除尘器的波形极板相比，可以创建更均匀的电场环境，减少紊流影响，这样的电场和气流环境能加速灰尘驱极，提高收尘效率。

工况适应性：转动极板除尘器是常规静电除尘器的技术延伸，保留了传统电除尘器耐高温、耐高湿、抗腐蚀，运行费用低等诸多优点。

3、电袋复合除尘技术：先由前级电除尘收集烟气中80%以上烟尘，少量烟尘再通过后级布袋除尘区过滤捕集，从而稳定地达到30mg/Nm3以下排放的烟气净化。科学、合理地发挥前端电除尘的高效性、后级袋除尘捕集高比电阻等细微粉尘的容易性和稳定性，有机结合两种除尘优势，使除尘器达到高效、低阻、节能性能。充分发挥电除尘的除尘与荷电作用，是电袋复合除尘的重要机理。

主要性能特点：1.除尘性能长期高效稳定,出口排放不受煤种、烟气工况、烟尘成分及比电阻值的影响，可长期稳定地达到30mg/Nm3以下值,荷电作用提高设备捕集PM2.5级细微颗粒效率;2.运行阻力低, 实践表明，在不同入口浓度值的情况下，电袋复合除尘同比布袋除尘减小300-1000Pa阻力；3.节能：相同条件下，电袋同比其它除尘更节能；4.从物理特性上延长滤袋使用寿命。 进入袋区烟尘浓度只有除尘器入口的20%以下，滤袋运行阻力小，延缓滤袋疲劳破损。延长滤袋清灰周期，降低滤袋清灰频率，延缓滤袋应力交变破损。适用于要求10-50mg/Nm3以下排放要求场合。

电袋同比布袋，其增加电场后改善滤袋的粉尘工况条件，捕集细微颗粒的除尘效率更高，滤袋阻力更小，物理条件方面更利于延长袋寿命。电袋与布袋除尘选用的滤材相同，受烟气化学成分影响因素相同。布袋除尘所拥有的优点在电袋除尘中不会改变，而电袋除尘所拥有的优势布袋除尘却没有。因此在燃煤锅炉烟气中能选用布袋除尘的，使用电袋除尘器达到的综合性能只有更好。

4、高频高压电除尘原理：用整流设备通过有效地使用新材料和新型电力半导体器件，综合应用电力电子技术、微电子技术等，实现对电能的高效能变换和控制，包括电压、电流、频率和波形的变换，从而满足电除尘的供电特性和要求。

高频电源三类典型应用情况：1.与本体改造项目配套，经常是采用“黄金组合”方式，即高频电源用于 一电场， 后一个电场采用机电多复式双区结构电除尘器；2.纯高频电源提效改造，在本体不做改造情况下用高频电源替代原 一电场工频电源。电袋除尘器配套用电源；3.用作电场区的富能式供电电源，强化电场区荷电效果和提高电场区的除尘效率。

高频电源能提供更高的输出电压，可达工频电源的1.3倍。高频电源能提供更大的输出电流，可达工频电源的2倍。高频电源可有效增大电晕功率，提高除尘效率。

三、公司除尘器现状及对策

我公司现有除尘器大多数是在近几年建成投产的或刚刚经过改造，其除尘效率较高，达到27-37 mg/Nm3。在新标准出台后，大多数除尘器离新标准差距并不大。我们认为从科学理性的角度分析，电除尘器的改造方式切不可千篇一律。应从设备现状、工况特性、现场条件等进行全面的分析，针对各电厂的不同情况，提出 具性价比、 为可靠的改造方案。

现有除尘器大部分都采用静电除尘器，部分电除尘器未达标的主要原因分析及建议：1.除尘器由于自身设计或安装运行缺陷造成除尘效率未达到设计要求。2.原有设计标准较低，除尘器达不到现行标准的要求。3.由于煤质波动偏离设计值较大，加之市场的恶性竞争使得除尘器设计值比较临界，不足以应付煤质波动，导致除尘效率不达标。针对以上原因，建议各电厂认真分析除尘效率不达标的原因，有针对性的提出调整方案：1.由于自身设计或安装运行缺陷造成除尘效率未达到设计要求，建议应维护好电除尘器，使其发挥出应有性能。2.认真分析各自燃烧煤种、工况条件，从机理上选择 适合的除尘方式，是电除尘还是袋除尘。3.结合电厂现有除尘器的规格、场地、投资，选择 科学的除尘方式。

由于新标准同时大幅度提高了二氧化硫排放标准，规定为50mg/Nm3，现有脱硫设施已无法满足该要求，必须全部进行改造，而且循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫已无法满足该要求，必须采用湿法脱硫才可能做到达标排放，湿法脱硫对烟尘浓度有50%的去除效率，因此，除尘器改造要与脱硫改造相结合，可做到事半功倍的效果。

针对除尘改造建议：根据燃烧煤种、工况条件适宜采用电除尘技术的项目，由于原设计标准较低、设计集尘面积比较临界、安装调试不到位、或燃料工况小变动所造成除尘器排放在100mg/Nm3左右的情况建议如下：一先考虑采用余热利用、高频、双区、烟气调质等特色技术来满足新标准；场地条件允许时，电除尘器也可采用扩容方式扩容加其它特色技术组合来共同实现超低排放；对于场地条件不允许并且采用电除尘器新技术仍无法满足新标准时，可采用电袋复合除尘技术改造。

若原设计集尘面积过小、燃料条件过差造成除尘器现排放浓度大于300mg/Nm3且无场地扩容的情况，建议采用袋式除尘设备。

四、结束语

以上简单介绍了几种 新的除尘技术，各种技术各有特点，在实际工作中要根据各单位的实际情况，选择有针对性的方案进行改造，达到烟尘排放新标准，同时兼顾脱硫、脱硝设施改造整体考虑，做到投资少，效果好。