由于國家標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011》的頒布實(shí)施，其中：2012年1月1日起，新建火電鍋爐煙塵排放濃度不超過30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)新建火電發(fā)電鍋爐煙塵排放濃度不超過20mg/m3；2014年7月1日起，現(xiàn)有火電發(fā)電鍋爐煙塵排放濃度不超過30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)有火電發(fā)電鍋爐煙塵排放濃度不超過20mg/m3。加之，環(huán)保部頒布的《關(guān)于火電企業(yè)脫硫設(shè)備旁路煙道擋板的實(shí)施鉛封通知》，在無旁路煙氣擋板時(shí)，如除塵器故障時(shí)，將會(huì)影響后級(jí)的脫硫漿液的品質(zhì)。
1 目前存在的問題
寧夏本地燃煤干燥基灰分在35%左右，而目前寧夏大部分大型燃煤電廠均采用電除塵器，在此干燥基灰分的情況下、運(yùn)行調(diào)整方式效果不佳的情況時(shí)，只能提高除塵器的二次電流，這樣使電除塵器的單耗明顯增大，現(xiàn)在電除塵器已無法滿足火電鍋爐煙塵排放濃度標(biāo)準(zhǔn)。
2 優(yōu)化改造方式
2.1電除塵器+高頻電源組合
2.1.1高頻電源可節(jié)能提效，但其效果應(yīng)是電源及本體的綜合結(jié)果，采用高頻電源的除塵器首先要求除塵器本體的設(shè)計(jì)容量大，本體設(shè)備無質(zhì)量問題，即比收塵面積及電場風(fēng)速滿足改造要求，考慮電廠所要求出口粉塵濃度值。
2.1.2對于新建電除塵器不能因采用高頻電源而相應(yīng)減少電除塵器的總收塵面積。
2.1.3煤質(zhì)的影響還是存在的。
2.1.4與其它改造組合：在原有電除塵器改造為電除塵器+煙氣調(diào)質(zhì)、電袋復(fù)合式除塵器時(shí)，可進(jìn)行電源改造為高頻電源的工作。
2.2采用電除塵器+煙氣調(diào)質(zhì)
2.2.1對于國家新頒布GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放濃度規(guī)定要求，煙氣調(diào)質(zhì)長期穩(wěn)定在≤30mg/m3難度較大。
2.2.2煤質(zhì)發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生一定影響，因此煙氣調(diào)質(zhì)使用還有一定的局限性。
2.2.3煙氣調(diào)質(zhì)的原料為硫磺，要求純度較高，否則容易堵塞或結(jié)垢管道，一般一臺(tái)600MW機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行需要硫磺約70kg/h左右，有一定的運(yùn)行成本。
2.2.4從現(xiàn)有電廠煙氣調(diào)質(zhì)的運(yùn)行情況看，由于設(shè)計(jì)和蒸汽伴熱等問題使煙氣調(diào)質(zhì)投入的穩(wěn)定性受影響，應(yīng)考慮電除塵器+煙氣調(diào)質(zhì)+旋轉(zhuǎn)電極+高頻電源等多項(xiàng)技術(shù)的組合。
2.3采用電除塵器+旋轉(zhuǎn)電極
2.3.1原有電除塵器設(shè)計(jì)是否滿足改造旋轉(zhuǎn)極板要求。
2.3.2燃用煤質(zhì)影響，未端旋轉(zhuǎn)電極的放電極對粉塵荷電也受影響，可能造成整體的除塵器效率下降，畢竟此技術(shù)屬電除塵器范疇。
2.3.3鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)和鍋爐排煙溫度高因素，造成進(jìn)入除塵器實(shí)際煙氣量大于設(shè)計(jì)煙氣量，由于旋轉(zhuǎn)電極為平板式，無防塵飛揚(yáng)的槽溝，有造成粉塵二次飛揚(yáng)的可能性。
2.3.4根據(jù)旋轉(zhuǎn)電極制造廠家介紹，旋轉(zhuǎn)電極的除塵能力相當(dāng)兩個(gè)電場，因此如果旋轉(zhuǎn)電極的電場出現(xiàn)故障，則會(huì)影響整體除塵器的除塵效率，影響的程度應(yīng)該非常大，可靠性是我們非常關(guān)注的。
2.4低溫除塵器
2.4.1為了電除塵器更好的應(yīng)用，目前采用永煙氣調(diào)溫裝置，現(xiàn)可利用煙氣余熱將凝結(jié)水加熱，將電除塵器入口的煙溫從155℃降低至110℃左右，使煙氣中粉塵比電阻降低，相對減少電除塵器煙氣量及提高粉塵的導(dǎo)電性，提高了電除塵器效率。
2.4.2燃煤電廠在煙氣溫度低下運(yùn)行的電除塵為低溫電除塵器及低低溫電除塵器，低溫電除塵器為煙氣在酸露點(diǎn)以上，就是降低粉塵比電阻，提高電除塵效率。而低低溫除塵器即在煙氣酸露點(diǎn)一下，利用粉塵與煙氣凝結(jié)酸也結(jié)合，進(jìn)行除塵，其主要優(yōu)點(diǎn)是提高電廠熱效率和提高電除塵器的穩(wěn)定性和可靠性，目前大唐寧德電廠已改造成功。
2.5電除塵器+微分電場
2.5.1在電除塵的末級(jí)電場安裝微分電場，以減少二次飛揚(yáng)及提高除塵效率。微分電場將普通平板的極板用通透型微分極板代替。微分極板，顧名思義，每個(gè)大極板由若干個(gè)微小極板組合而成。
2.5.2微分電場的微分通道中粉塵流速低，解決了常規(guī)電除塵器振打時(shí)粉塵二次飛揚(yáng)的問題。
2.5.3微分電場的新型結(jié)構(gòu)解決了電除塵器振打不力的技術(shù)難題。
2.5.4微分電場對粉塵比電阻敏感性大大降低。
2.5.5微分電場解決除塵器集塵面積達(dá)不到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用微分電場可增加近一倍電場集塵面積。
2.5.6微分電除塵器即可大幅減排，也可大幅節(jié)能。
2.6電除塵器+WFGD+濕式電除塵器
2.6.1濕式除塵器由于使用條件的局限性，在燃煤電廠不是單獨(dú)使用，一般與濕法脫硫系統(tǒng)配合使用。典型的煙氣流程為SCR+ESP+WFGD+WESP或SCR+FF+WFGD+WESP。
2.6.2濕式靜電除塵器的主要工作原理：降水無噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅(qū)動(dòng)下達(dá)到集塵極而被捕集。2.6.3濕式靜電除塵器的特點(diǎn)：在極板沖洗液加入相應(yīng)的化學(xué)吸收劑，可對于亞微米的顆粒、重金屬、有機(jī)物都可收集；對粘性大及高比電阻粉塵也有收塵效果，適應(yīng)高濕煙氣；濕式除塵器內(nèi)部沒有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，可靠性提高。
2.6.4濕式靜電除塵器缺點(diǎn)：極板上液模要均勻，極板不宜過長，阻力較高、噴嘴磨損、堵塞、設(shè)備腐蝕，結(jié)垢。投入成本較高以及污水處理困難，對于高粉塵濃度或高濃度的煙氣條件不宜采用。
2.7導(dǎo)電濾槽
2.7.1在電場末端增均設(shè)特制的導(dǎo)電濾槽（每個(gè)排收塵板的末端），可有效捕集沿收塵板表面逃逸的粉塵，它既有靜電捕集粉塵的功能也有攔截過濾粉塵的作用。
2.7.2高比電阻粉塵被導(dǎo)電濾槽捕集后，不會(huì)產(chǎn)生反電暈，這是因?yàn)樵趯?dǎo)電濾槽中部存在形成反電暈的電場。
2.7.3導(dǎo)電濾槽可以有效捕集低比電阻粉塵，獲電的低比電阻粉塵在電場力和風(fēng)力的作用下，運(yùn)動(dòng)方向指向?qū)щ姙V槽進(jìn)口，而進(jìn)入槽內(nèi)的粉塵在靜電吸附和攔截過濾雙重作用下，均會(huì)被有效捕集。即使低比電阻粉塵被捕集后會(huì)有反彈的現(xiàn)象，也會(huì)被氣流帶走。
2.7.4獲電不足的粉塵可被導(dǎo)電濾槽有效捕集，在電場的作用下，這部分粉塵多被抑制在收塵極附近氣流運(yùn)動(dòng)，因此正是導(dǎo)電槽有效捕集的對象之一。
2.7.5陰、陽極振打清灰的二次揚(yáng)塵，多為凝聚的顆?；蚱瑺罘蹓m，易被電場抑制在收塵極附近氣流運(yùn)動(dòng)，也是導(dǎo)電槽有效捕集的對象。
2.7.6導(dǎo)電槽的寬度和透氣率可根據(jù)設(shè)備阻力和除塵效率的要求而定，其寬度的增加和透氣率的下降，會(huì)使阻力增加，而除塵率會(huì)明顯提高。在電除塵器改造過程中，由于設(shè)備阻力不能明顯增加，大大影響了除塵效率。
2.7.7導(dǎo)電率槽的耐溫、導(dǎo)電性、透氣性、高強(qiáng)度、清灰效果以及使用壽命都是應(yīng)用于除塵器中必須確保的技術(shù)條件。
2.7.8在電除塵器改造中采用導(dǎo)電槽收塵極裝置會(huì)與原電場的陰極框架和振打清灰裝置發(fā)生干涉，因此必須對其進(jìn)行合理改造。但在新建電除塵時(shí)，通過合理的改進(jìn)設(shè)計(jì)可解決這一問題。
2.8電袋復(fù)合除塵器
2.8.1針對于重點(diǎn)地區(qū)粉塵排放濃度要求小于30mg/m3，除塵器入口粉塵濃度大于40g/m3，排煙溫度小于160℃，適用于原有電除塵的改造，針對于四、五電場的電除塵改造。
2.8.2對空氣中固體顆粒物PM2.5、PM10控制有要求的城市及地區(qū)，煙氣含硫量適中、含濕量相對較低。
2.8.3電袋復(fù)合除塵器本體阻力一年內(nèi)應(yīng)小于900Pa，三年后本體阻力應(yīng)小于1200Pa。
3 結(jié)束語
通過上述改造方案的應(yīng)用，新建火電鍋爐煙塵排放濃度不超過30mg/m3和重點(diǎn)地區(qū)新建火電發(fā)電鍋爐煙塵排放濃度不超過20mg/m3均可以實(shí)現(xiàn)的。
1 目前存在的問題
寧夏本地燃煤干燥基灰分在35%左右，而目前寧夏大部分大型燃煤電廠均采用電除塵器，在此干燥基灰分的情況下、運(yùn)行調(diào)整方式效果不佳的情況時(shí)，只能提高除塵器的二次電流，這樣使電除塵器的單耗明顯增大，現(xiàn)在電除塵器已無法滿足火電鍋爐煙塵排放濃度標(biāo)準(zhǔn)。
2 優(yōu)化改造方式
2.1電除塵器+高頻電源組合
2.1.1高頻電源可節(jié)能提效，但其效果應(yīng)是電源及本體的綜合結(jié)果，采用高頻電源的除塵器首先要求除塵器本體的設(shè)計(jì)容量大，本體設(shè)備無質(zhì)量問題，即比收塵面積及電場風(fēng)速滿足改造要求，考慮電廠所要求出口粉塵濃度值。
2.1.2對于新建電除塵器不能因采用高頻電源而相應(yīng)減少電除塵器的總收塵面積。
2.1.3煤質(zhì)的影響還是存在的。
2.1.4與其它改造組合：在原有電除塵器改造為電除塵器+煙氣調(diào)質(zhì)、電袋復(fù)合式除塵器時(shí)，可進(jìn)行電源改造為高頻電源的工作。
2.2采用電除塵器+煙氣調(diào)質(zhì)
2.2.1對于國家新頒布GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放濃度規(guī)定要求，煙氣調(diào)質(zhì)長期穩(wěn)定在≤30mg/m3難度較大。
2.2.2煤質(zhì)發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生一定影響，因此煙氣調(diào)質(zhì)使用還有一定的局限性。
2.2.3煙氣調(diào)質(zhì)的原料為硫磺，要求純度較高，否則容易堵塞或結(jié)垢管道，一般一臺(tái)600MW機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行需要硫磺約70kg/h左右，有一定的運(yùn)行成本。
2.2.4從現(xiàn)有電廠煙氣調(diào)質(zhì)的運(yùn)行情況看，由于設(shè)計(jì)和蒸汽伴熱等問題使煙氣調(diào)質(zhì)投入的穩(wěn)定性受影響，應(yīng)考慮電除塵器+煙氣調(diào)質(zhì)+旋轉(zhuǎn)電極+高頻電源等多項(xiàng)技術(shù)的組合。
2.3采用電除塵器+旋轉(zhuǎn)電極
2.3.1原有電除塵器設(shè)計(jì)是否滿足改造旋轉(zhuǎn)極板要求。
2.3.2燃用煤質(zhì)影響，未端旋轉(zhuǎn)電極的放電極對粉塵荷電也受影響，可能造成整體的除塵器效率下降，畢竟此技術(shù)屬電除塵器范疇。
2.3.3鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)和鍋爐排煙溫度高因素，造成進(jìn)入除塵器實(shí)際煙氣量大于設(shè)計(jì)煙氣量，由于旋轉(zhuǎn)電極為平板式，無防塵飛揚(yáng)的槽溝，有造成粉塵二次飛揚(yáng)的可能性。
2.3.4根據(jù)旋轉(zhuǎn)電極制造廠家介紹，旋轉(zhuǎn)電極的除塵能力相當(dāng)兩個(gè)電場，因此如果旋轉(zhuǎn)電極的電場出現(xiàn)故障，則會(huì)影響整體除塵器的除塵效率，影響的程度應(yīng)該非常大，可靠性是我們非常關(guān)注的。
2.4低溫除塵器
2.4.1為了電除塵器更好的應(yīng)用，目前采用永煙氣調(diào)溫裝置，現(xiàn)可利用煙氣余熱將凝結(jié)水加熱，將電除塵器入口的煙溫從155℃降低至110℃左右，使煙氣中粉塵比電阻降低，相對減少電除塵器煙氣量及提高粉塵的導(dǎo)電性，提高了電除塵器效率。
2.4.2燃煤電廠在煙氣溫度低下運(yùn)行的電除塵為低溫電除塵器及低低溫電除塵器，低溫電除塵器為煙氣在酸露點(diǎn)以上，就是降低粉塵比電阻，提高電除塵效率。而低低溫除塵器即在煙氣酸露點(diǎn)一下，利用粉塵與煙氣凝結(jié)酸也結(jié)合，進(jìn)行除塵，其主要優(yōu)點(diǎn)是提高電廠熱效率和提高電除塵器的穩(wěn)定性和可靠性，目前大唐寧德電廠已改造成功。
2.5電除塵器+微分電場
2.5.1在電除塵的末級(jí)電場安裝微分電場，以減少二次飛揚(yáng)及提高除塵效率。微分電場將普通平板的極板用通透型微分極板代替。微分極板，顧名思義，每個(gè)大極板由若干個(gè)微小極板組合而成。
2.5.2微分電場的微分通道中粉塵流速低，解決了常規(guī)電除塵器振打時(shí)粉塵二次飛揚(yáng)的問題。
2.5.3微分電場的新型結(jié)構(gòu)解決了電除塵器振打不力的技術(shù)難題。
2.5.4微分電場對粉塵比電阻敏感性大大降低。
2.5.5微分電場解決除塵器集塵面積達(dá)不到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用微分電場可增加近一倍電場集塵面積。
2.5.6微分電除塵器即可大幅減排，也可大幅節(jié)能。
2.6電除塵器+WFGD+濕式電除塵器
2.6.1濕式除塵器由于使用條件的局限性，在燃煤電廠不是單獨(dú)使用，一般與濕法脫硫系統(tǒng)配合使用。典型的煙氣流程為SCR+ESP+WFGD+WESP或SCR+FF+WFGD+WESP。
2.6.2濕式靜電除塵器的主要工作原理：降水無噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅(qū)動(dòng)下達(dá)到集塵極而被捕集。2.6.3濕式靜電除塵器的特點(diǎn)：在極板沖洗液加入相應(yīng)的化學(xué)吸收劑，可對于亞微米的顆粒、重金屬、有機(jī)物都可收集；對粘性大及高比電阻粉塵也有收塵效果，適應(yīng)高濕煙氣；濕式除塵器內(nèi)部沒有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，可靠性提高。
2.6.4濕式靜電除塵器缺點(diǎn)：極板上液模要均勻，極板不宜過長，阻力較高、噴嘴磨損、堵塞、設(shè)備腐蝕，結(jié)垢。投入成本較高以及污水處理困難，對于高粉塵濃度或高濃度的煙氣條件不宜采用。
2.7導(dǎo)電濾槽
2.7.1在電場末端增均設(shè)特制的導(dǎo)電濾槽（每個(gè)排收塵板的末端），可有效捕集沿收塵板表面逃逸的粉塵，它既有靜電捕集粉塵的功能也有攔截過濾粉塵的作用。
2.7.2高比電阻粉塵被導(dǎo)電濾槽捕集后，不會(huì)產(chǎn)生反電暈，這是因?yàn)樵趯?dǎo)電濾槽中部存在形成反電暈的電場。
2.7.3導(dǎo)電濾槽可以有效捕集低比電阻粉塵，獲電的低比電阻粉塵在電場力和風(fēng)力的作用下，運(yùn)動(dòng)方向指向?qū)щ姙V槽進(jìn)口，而進(jìn)入槽內(nèi)的粉塵在靜電吸附和攔截過濾雙重作用下，均會(huì)被有效捕集。即使低比電阻粉塵被捕集后會(huì)有反彈的現(xiàn)象，也會(huì)被氣流帶走。
2.7.4獲電不足的粉塵可被導(dǎo)電濾槽有效捕集，在電場的作用下，這部分粉塵多被抑制在收塵極附近氣流運(yùn)動(dòng)，因此正是導(dǎo)電槽有效捕集的對象之一。
2.7.5陰、陽極振打清灰的二次揚(yáng)塵，多為凝聚的顆?；蚱瑺罘蹓m，易被電場抑制在收塵極附近氣流運(yùn)動(dòng)，也是導(dǎo)電槽有效捕集的對象。
2.7.6導(dǎo)電槽的寬度和透氣率可根據(jù)設(shè)備阻力和除塵效率的要求而定，其寬度的增加和透氣率的下降，會(huì)使阻力增加，而除塵率會(huì)明顯提高。在電除塵器改造過程中，由于設(shè)備阻力不能明顯增加，大大影響了除塵效率。
2.7.7導(dǎo)電率槽的耐溫、導(dǎo)電性、透氣性、高強(qiáng)度、清灰效果以及使用壽命都是應(yīng)用于除塵器中必須確保的技術(shù)條件。
2.7.8在電除塵器改造中采用導(dǎo)電槽收塵極裝置會(huì)與原電場的陰極框架和振打清灰裝置發(fā)生干涉，因此必須對其進(jìn)行合理改造。但在新建電除塵時(shí)，通過合理的改進(jìn)設(shè)計(jì)可解決這一問題。
2.8電袋復(fù)合除塵器
2.8.1針對于重點(diǎn)地區(qū)粉塵排放濃度要求小于30mg/m3，除塵器入口粉塵濃度大于40g/m3，排煙溫度小于160℃，適用于原有電除塵的改造，針對于四、五電場的電除塵改造。
2.8.2對空氣中固體顆粒物PM2.5、PM10控制有要求的城市及地區(qū)，煙氣含硫量適中、含濕量相對較低。
2.8.3電袋復(fù)合除塵器本體阻力一年內(nèi)應(yīng)小于900Pa，三年后本體阻力應(yīng)小于1200Pa。
3 結(jié)束語
通過上述改造方案的應(yīng)用，新建火電鍋爐煙塵排放濃度不超過30mg/m3和重點(diǎn)地區(qū)新建火電發(fā)電鍋爐煙塵排放濃度不超過20mg/m3均可以實(shí)現(xiàn)的。
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