燃煤电厂协同除尘技术应用范秀方，姜肇雨，马德亮，时俊（华能日照电厂，山东日照276826）摘要：为适应燃煤电厂对烟尘排放的严格要求，需要对新建或原有锅炉的烟尘处理系统进行重新设计优化，并运用环保研究新技术，通过多个系统的共同作用，将净烟气烟尘排放浓度降到10mg／m3以下。

对目前燃煤电厂有成功运用的烟气协同处理技术、对低低温省煤器的安装运用、电除尘的改造提效、增加湿法脱硫的除尘能力以及湿式除尘器的应用等方面进行分析，阐述各系统互相配合对烟尘进行协同处理，达到超低排放的目的。

关键词：燃煤电厂；环保；协同除尘中图分类号：X701.2文献标志码：B文章编号：1007－9904（2016）06－0070－04 Application of C ooperative D ust R emoval T echnology inC oal F ired P ower P lantFAN Xiufang，JIANG Zhaoyu，MA Deliang，SHI Jun（Huaneng Rizhao P ower P lant，Rizhao276826，China）Abstract:In order to adapt to strict requirements of dust emissions，it is necessary to re-design and optimize the dust handling system for new or existing boiler.Together with the environmental protection in recent years，new technology by means of combined effect of multiple systems，net smoke emissions has to be controlled to reach10mg／m3.Under discussion is the successful application of coal fired power plant flue gas treatment technology，from installation and application of low temperature flue gas heat exchanger，improvement of electric dust removal efficiency，increase wet FGD dust removal capacity and the application of WESP.It is expounded how the system is to cooperate with each other to deal with the dust，and to achieve the strict requirement of low emission.Key words:coal fired power plant；environmental protection；coordination dust removal0引言近几年，环境保护约束愈加严格，对火力发电厂污染物排放限值达到世界最高标准，重点地区烟尘排放浓度执行20mg／m3限值。

部分地方标准更是高于国家标准，燃煤电厂正在进行“超低”、“近零”排放改造，就烟尘来说，单靠传统的电除尘技术已无法达到这样的要求。

为达到排放标准，对新建或现有锅炉设备的设计与改造，本着安全、经济、可靠的原则，优化组合脱硝、低低温省煤器、电除尘器、脱硫岛、湿式除尘器等系统的配置及选定方法，充分利用每个系统的特点，分担除尘功能，以求达到大系统协同控制的能力，如图1所示［2］。

结果证明，可有效将烟尘质量浓度控制在5mg／m3以下，日常运行在1～3mg／m3之间。

1低低温电除尘技术分析研究表明，通过烟气冷却器或烟气换热系统降低电除尘入口烟气温度至酸露点以下（一般在90℃左右），使烟气中大部分的SO3在烟气冷却器中冷凝成硫酸雾并粘附在烟尘表面，使烟尘性质发生了较大变化，可大幅提升除尘效率，并同时能去除大部分的SO3，同时解决了SO3引起的酸腐蚀问题。

在锅炉空预器后设置低低温省煤器，使进入除尘器入口的烟气温度降低，能明显提高电除尘效率。

1.1低低温电除尘优点烟气温度的降低使烟尘比电阻下降。

低低温电除尘器将烟气温度降低到酸露点以下，由于烟气温度的降低，特别是由于SO3的冷凝，可大幅度降低烟图1协同除尘流程尘的比电阻（如图2）［1］，消除反电晕现象，从而提高除尘效率。

除尘器性能测试表明：在增设换热装置后，烟尘排放从原约60mg ／m 3下降到20mg ／m 3，除尘效率明显提高。

这种模式下在非重点地区，可以省略湿式电除尘器（WESP）。

图2烟气温度与比电阻的关系烟气温度降低使击穿电压上升。

排烟温度降低，使电场击穿电压上升，除尘效率提高（如图3）。

排烟温度每降低10℃，电场击穿电压上升约3%。

图3烟气温度与除尘效率的关系烟温降低可去除绝大部分SO 3。

在除尘装置中，烟温已降到露点以下，而烟气含尘质量浓度很高，一般为15000～25000mg ／m 3左右，平均粒度仅有20～30μm ，因而总表面积很大，为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件。

通常情况下，灰硫比（即烟尘浓度与硫酸雾浓度之比）大于100，烟气中的SO 3去除率可达到95%以上，SO 3质量浓度将低于3.72mg ／m 3。

解决了湿法脱硫工艺中SO 3腐蚀的难题，有良好的经济效益。

烟温降低使节能效果明显。

对1台1000MW 机组低低温电除尘系统的节能效果计算分析，烟气温度降低30℃，可回收热量1.64×108kJ ／h ，减少湿式脱硫系统水耗，同时，烟气温度降低后，实际烟气体积流量大大减少，这不仅可以降低下游设备规格，而且使引风机的电耗约减小10%，脱硫用电率由原来的1.2%减小到1.0%。

1.2低低温电除尘存在问题和对策灰斗堵塞问题。

由于温度较低，使灰流动性降低而引起灰斗堵塞。

目前的对策有：增加灰斗的卸灰角；灰斗保温，在下部进行有效加热，以保证下灰通畅；灰斗内壁增涂增加光滑度的材料。

二次扬尘问题［6］。

在低低温电除尘系统中，由于烟尘比电阻较低，烟尘的附着力也相应降低，形成二次扬尘。

现有的措施有：合理设置振打间隔时间，使烟尘能成片状或块状下落；提高电压等级，并控制在相对较高的运行电压下，以适当加强烟尘的吸附力；出口封头内设置收尘板式的出口气流分布板，使部分来不及捕集或二次飞扬的烟尘进行再次捕集；监视烟气温度是否在设计值范围内。

1.3低低温省煤器流程低低温省煤器流程如图4所示。

低低温省煤器从1、2号（末两级）低压加热器取凝结水（部分）经升压泵升压后进入4个烟道的换热器，回到3号低压加热器出口。

将烟气温度从135℃降到96℃，进入电除尘。

凝结水温度从75℃提高到93℃。

2电除尘器提效改造策略电除尘器改造时应优先考虑除尘器本体扩容改造方案，适当增大比集尘面积和电场数量，其次可采用低低温除尘技术、高效电源或移动电极技术等。

电除尘器改造时，除尘器出口烟尘排放浓度宜按一般地区不大于40mg ／m 3、重点地区不大于30mg ／m 3设计。

应用低低温除尘技术加高效电除尘器本身除尘效率就可达到99.9%以上，除尘器出口浓度可达到20mg ／m 3以下［5］。

国内主要几种成熟的电除尘器改造技术如下。

1）对于原除尘器设计出口烟尘排放小于50mg／m3，而实际运行时除尘器出口烟尘排放50～100mg／m3的机组，应优先考虑实施高效电源及控制系统的改造。

2）对于原除尘器设计出口烟尘排放小于50mg／m3，而实际运行时除尘器出口烟尘排放大于150mg／m3的机组，应首先考虑通过增加电场、加高加宽除尘器等方式提高除尘器比集尘面积，其次可考虑实施高效电源及控制系统的改造。

3）电源改造时原则上建议第一、第二电场改为高效电源，新增电场改造按照小分区供电考虑。

4）使用移动电极技术。

对于原除尘器设计出力较大、设备健康水平较好的除尘器提效改造，如无扩容空间，可在充分论证后采用移动电极技术。

对于煤质波动较大的机组不建议选用移动电极技术。

5）应用袋式除尘器改造技术。

对于循环流化床机组可优先考虑采用袋式除尘器。

对于高硫煤或高烟气温度（排烟温度大于145℃）机组不宜采用袋式除尘器。

当电除尘器扩容改造方案空间受限、投资过高或除尘器提效改造无法实现达标排放时时，可采用袋式除尘器改造方案。

采用袋式除尘器改造方案时，除尘器出口烟尘排放浓度应按小于20mg／m3设计［3］。

电除尘改造示例。

日照电厂一期原除尘器为双室四电场，电气控制多次改造，排放能达到99.1％的除尘效率，但出口烟尘含量在215mg／m3左右，不能达到最新排放要求，在检修准中进行了改造，方案为：增加第五电场；一、二电场更改为阿尔斯通高频电源，三、四电场更换为高效电源。

运行测试数据为：在低低温除尘器投入的情况下，入口烟尘浓度为30g／m3，出口烟尘浓度为35mg／m3。

3脱硫装置的除尘性能就除尘而言虽然是由电除尘器和脱硫装置及湿式除尘器分担，但电除尘器应起主要作用。

脱硫装置入口烟尘允许浓度要求根据电除尘器除尘性能，设计应小于50mg／m3。

低低温电除尘器改造后，出口烟尘浓度可控制在30mg／m3以下。

湿法脱硫根据入口烟尘浓度，有30%～50%的除尘率，这与塔内烟气流速、喷淋的密度有关。

随着干式电除尘效率的增高，脱硫入口烟尘浓度降低，脱硫系统对除尘率的贡献也将降低，一般为30%左右。

随着环保对脱硫效率的要求加大，原有脱硫系统需要进行增容改造，填料层厚度提高以及喷淋量的加大也可提高除尘效率。

吸收塔出口为降低雾滴含量，设置了烟道除雾器，此装置同时降低了烟尘排放浓度。

除雾器的除尘效果与除雾器层数、布置方式、结构有关。

图4低低温省煤器流程在保证脱硫达到重点地区排放指标的情况下，脱硫出口烟气烟尘排放浓度应控制在20mg／m3左右。

日照电厂一、二期原设计有海水烟气脱硫（FGD）装置，但排放达不到重点地区要求，现已对SO2排放浓度按照低于50mg／m3标准进行了改造，更换内部填料，增高填料高度，增加1台海水升压泵，对原海水管道进行改造，增加上塔海水流量，在降低出口含硫量的同时，也增加了除尘效果。

吸收塔出口设置单级平板式除雾器，同时具备除尘性能。

根据测试结果，投入低低温省煤器，脱硫入口烟尘浓度在45mg／m3时，出口浓度为32mg／m3，不投入低低温省煤器，脱硫入口烟尘浓度在70mg／m3时，出口浓度为40mg／m3，脱硫除尘效率为30％～40％。

4湿式除尘器的应用燃煤机组在湿法烟气脱硫装置后采用湿式电除尘器，是保证烟尘达标排放的一个重要解决方案。