适应新排放标准的火电厂除尘技术(2)

湾老石旦煤，电除尘器效率很差，虽几经改造和扩容仍未见效。

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适应新排放标准的火电厂除尘技术

研究论文（Articles）

（Ca(OH)2）、石膏（CaSO4）、亚硫酸钙（CaSO3）、赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、未燃烬碳等物相组分存在的。化学成分为

③三相电源输出直流电压平稳、波动小、运行电压高，功

率因素可达0.9以上，但控制响应时间较长。

Fe2O3，可能以赤铁矿（Fe2O3）或磁铁矿（Fe3O4）物相存在，前者

对电除尘影响不大，但后者却严重降低击穿电压；化学成分为CaO，可能以上述（消石灰、石膏、亚硫酸钙等）更多的物相形态存在，其电除尘性能差别很大。由此可知，仅凭飞灰化学成分认定其影响比电阻的高低和电除尘的难易性，确定ω（或

④恒流高压直流电源是正反馈控制，能自动适应工况变

化，克服二次扬尘，并有抑制电晕闭塞和阴极肥大的能力，具有运行电流稳定、运行电压高、功率因数高、工作连续可靠等优点。

⑤中频高压直流电源整流变压器体积小、重量轻、移动

方便。它比可控硅变压器体积小1/3，且安装方便，输出/输入功率比大于0.95，比可控硅电源有更高的电能利用率。

ωk），并据此进行选型设计，很容易造成重大偏差或失误。除更

应重视物相组分外、显微结构、浸润性、黏附性、粒径分布和视密度；煤的燃烧方式、炉温、燃烧气氛（甚至制粉系统）等不同，其电除尘性能也不同。这些都是选型设计者必须认真考虑的[10]。

呼和浩特电厂、托克托电厂、宣威电厂、禹州电厂、漳山电厂、乌海电厂、霍林河坑口电厂，以及中国在印度承建的Balco电厂、JSG电厂等无不都是按传统的选型设计方法：根据比电阻、煤质的Sar、Aar、Mt和灰的化学成分计算（或确定）ω或ωk，再根据要求的排尘浓度或除尘效率，按多伊奇公式（或麦兹公式）计算出所需SCA。他们的实际除尘效率严重低于设计值；例如在印度承建的S、D、A3座电厂都是300MW机组，排尘浓度都要求50mg/Nm3，就其煤质和飞灰的电除尘易难程度排序，应该是从S往A排列；如选型以电场烟速度v（m/s）、比集尘面积

2）烟气调质剂

烟气调质剂主要有H2O、SO3、NH3等，以SO3调质效果最好，但环保者对它有保留看法。实践结果表明，并不是所有烟尘都有效果。例如，在托克托电厂、登封电厂SO3的调质效果显著，但在霍林河坑口电厂和印度JSG电厂则效果不明显，这可能与粉尘的物相组分和显微结构（如浸润性）有关。

3）机电多复式双区电除尘器

在电场结构上，不仅将粉尘荷电区与收尘区分开，而且采用连续的多个小双区进行复式配置；同时在配电上，采用独立电源分别对荷电区与收尘区供电，使荷电与收尘各区段的电气运行条件最佳化。双区的阴、阳极板有效收带阳、阴极性的粉尘，既有利于扩大比电阻适应范围，又减少了二次扬尘，相当于增加收尘面积提高除尘效率。

SCA表示，某设计者选型结果的排序竟正好相反。S电厂，v=

·s-1）；D电厂，v=0.78m/s，SCA=208.9m2/0.62m/s，SCA=288.6m2/（m3

（m3··s-1），A电厂，v=0.97m/s、SCA=183.8m2/（m3s-1）；这3座电厂的电除尘器都已运行，S电厂排放达标，而D、A电厂却冒浓烟；又乌海电厂3台12MW循环流化床锅炉烧当地的小窑煤，配76m23台电场除尘器，v=0.71m/s、SCA=73.6m2/（m3·s-1）[11]，长期看不到排烟；而2台200MW煤粉炉烧同样的煤，电除尘器6电场，v=0.96m/s、SCA=119.89m2/（m3·s-1）[12]，排尘浓度高达800～1500mg/Nm3。究其原因，主要是前者循环流化床锅炉的炉内燃烧温度低于900℃、氧化气氛而且粒径粗，粉尘的物相组分、显微结构都比煤粉炉的粉尘容易除尘。然而在印度K电厂的135MW循环流化床锅炉同样烧印度煤，设计者却认为属于难收粉尘而配电袋除尘器。

上述工程实践表明，偏差很大的重要原因是现行的选型设计对烟尘的电除尘特性及其影响因素认识不足；选型设计参数有疏漏；驱进速度（或表观驱进速度）计算依据不充分、偏差大。

随着环保和节能降耗意识的增强、排放标准的提高，电除尘技术也有新发展。实用技术如下。

4）移动电极电除尘器

移动电极电除尘器是将收尘极做成可以上下移动的形式，再用安装在灰斗中即非电场区域的旋转刷子刷掉被捕集的粉尘，可以有效清除常规清灰方式难以清除的粉尘，始终保持收尘极表面相对清洁，防止反电晕的产生、解决了振打引起的二次扬尘。

5）烟道凝聚器

含尘气体进入除尘器前，先对其进行分列荷电处理，使相邻两列的烟气粉尘带上正、负不同极性的电荷，然后，通过扰流装置的扰流作用，使带异性电荷的不同粒径粉尘有效凝聚，形成大颗粒后进入除尘设备。彻底清灰既克服反电晕又解决了振打二次扬尘问题、有效提高除尘效率。

其中，先进的电控设备、烟气调质、机电多复式双区电技术在国内已经成熟，已有数家公司自主开发了此类技术，并在一些项目上使用，情况好，正在进一步改进和完善。移动电极电除尘器、烟道凝聚器技术在国外已经相当成熟，国内几家公司也正在研发此项技术。

现在排放标准是50mg/Nm3、新的标准要求30mg/Nm3。对于大部分烟尘而言，应该通过采用新的成熟电除尘技术既保证达标又提高技术经济性。采用这些新技术后，为了达标其比集尘面积仍需160～180m2/（m3·s-1）的，不能只在电除尘器上求出路。

建议采用电袋复合除尘器方案。电除尘器部发挥初级除尘和对透过粉尘与荷电器双重作用。电除尘器部分应有两电场，其中第一电场配高频高压开关电源，尽量增强电场强度

1）先进的电控设备

①智能化控制系统，在单相电源的节能、提效方面成效

显著。

②高压开关电源是电除尘器高压供电的新动向，具有输

出纹波小、平均电压电流高，重量轻、体积小、结构紧凑、成套设备集成一体化，三相负载对称、对电网影响小，转换效率与功率因数高，以及有较高收尘效率等优点。

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适应新排放标准的火电厂除尘技术

研究论文（Articles）

和电晕电流，强化高浓度粉尘荷电；第二电场为第一电场如因故失效的备用电场，可配备常规电源。电除尘器后直接连袋除尘器，保证粉尘浓度已降低，大于90%的已荷电粉尘的电荷不再丢失，再由袋除尘器进一步除尘，达到≤50mg/Nm3。袋区的气流分布均匀性不宜用槽型板，多孔板或导流板之类或均布烟箱等传统机械式均流措施而可以通过优化滤袋布置和组合方式解决。以求能节能、降耗、延长滤袋寿命、保证稳定达标的目标。

由于影响驱进速度（或表观驱进速度）的因素非常多，计算（确定）方法又属各商家的核心技术，不可能公开也不可能统一。故建议采用电场烟速度、比集尘面积作为选型设计的关键参数；把满足排放浓度和所需比集尘面积作为评价煤质和粉尘电除尘难易性的指标。

表1给出了煤质和粉尘的“电除尘难易性”评价，排放浓度为30mg/Nm3所需比集尘面积（极距400mm计）。

表1

煤质和粉尘的电除尘难易性评价

积到极板上；此外从电场逃逸的荷电粉尘，荷电量多，进入袋区后，其过滤阻力也低。

电袋复合除尘器的选型设计的关键参数：根据烟气温度、湿度、烟气成分选择滤料、过滤速度。

电袋复合除尘器由于前置有电除尘区，既降低了进袋除尘区粉尘浓度又予荷电，故滤袋的过滤速度可比袋除尘高约

20%，滤袋压力损失下降约15%，清灰周期延长一倍以上。实