浅析燃煤电厂电除尘超低排放技术改造

北极星环保网讯:当前，我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制，环境矛盾日益凸显，环保压力持续加大。本文通过对电除尘器目前存在的运行困境，客观评价电除尘器对国内煤种的适应性，分析国内电除尘超低排放所采用的电除尘器高频脉冲电源改造、移动电极式电除尘器、低低温电除尘器、电袋式除尘器、湿式电除尘器等新技术的优缺点，为下一步燃煤机组粉尘5mg／m3超低排标准技术改造提供新思路和最佳选择。

关键词：电除尘器，低排放，适应性，新技术

1概况

因具有除尘效率高、适应范围广、运行费用低、可靠性高、使用方便且无二次污染等独特优点，电除尘器在燃煤机组中是应用最广的除尘设备。

目前，国家已经出台更为严格的粉尘排放标准，即《火电厂大气污染物排放标准》(GBl3223--2011)己将最高排放标准由原来的50mg／m3提高到30mg／m3，这给电除尘器技术带来了挑战，也带来了机遇。

但是由于我国电煤资源紧缺，大多数电厂的煤种多变、混烧劣质煤情况突出，在极端情况下甚至出现电除尘器性能不达标的情况，此外粉尘的高比电阻、二次扬尘及微细粉尘在很大程度上影响了电除尘器的除尘效率，也是目前常规电除尘器面临的主要技术瓶颈。

下一步，国家要求燃煤机组通过技术改造符合将烟尘排放浓度达到甚至低于燃气轮机组排放限值烟尘<5mg／m3的标准，这将是新的一轮电除尘技术改革风暴。

2常规电除尘器存在的问题

2．1我国燃煤机组应用最多的是常规干式静电电除尘器。粉尘的高比电阻、二次扬尘及微细粉尘在很大程度上影响了电除尘器的除尘效率，也是目前常规电除尘器面临的主要问题。常规电除尘器对高比电阻粉尘除尘效率低，高比电阻粉尘容易引起反电晕，使电除尘器收尘性能大幅下降。

在工业领域普遍又存在以下情况：燃煤电厂锅炉燃用煤种复杂多变，对于一些除尘性能差的煤种，常规电除尘器对其除尘效率低下；使用低硫煤或循环流化床锅炉带来的飞灰比电阻普遍增高，使得电除尘效率下降问题日益突出，如表1是某厂对电除尘器高比电阻的测试。

2．2二次扬尘引起电除尘器出口粉尘排放浓度增加。常规干式电除尘器通过振打、声波等清灰方式来清理集尘极上的粉尘，在清灰过程中，有一部分己被收集到的粉尘会重新返回到气流，最终逸出电除尘器，致使粉尘排放浓度增加。

有研究表明，在常规干式电除尘器出口的粉尘中，约有20％是由清灰过程中的二次扬尘造成的。常规干式电除尘器对微细粉尘的除尘效率低，PM2．5的粉尘粒径小、质量轻，因此常规干式电除尘器对其荷电不充分，且在振打时易造成二次扬尘，故除尘效率低下，有时甚至出现<90％的情况。

2．3常规电除尘器受锅炉运行工况影响较大，随着运行时间的增加，除尘效率下降，能耗增加。

目前，很多火电厂使用的燃煤在不断变化，与设计煤种存在很大偏差，从而可能使电除尘器性能无法满足要求，运行电压、电流有所下降，有些电除尘器运行电压、电流下降幅度较大，为了提高除尘效率，加大对静电除尘器供电电源的工作频率的调整，耗费大量电能，时间长久，电除尘器工频电源的也逐渐显现出转换效率低的问题。

2．4燃煤灰分大，电除尘器运行参数不佳，缺陷频发。我国许多燃煤的灰分大，相对增加了粉尘排放，运行中出现振打效果差，阴极线、阳极板挂灰，阴极线断线短路，控制系统可靠性差等问题。

综上所述，从国际和国内电除尘器运行情况来看，30mg／m3或者更高的粉尘排放标准给电除尘技术带来了挑战，更是带来了机遇，其必将带来我国电除尘技术的又一次技术飞越。

3电除尘器超低排放改造主要技术

3．1电除尘器高频多重脉冲电源改造

静电除尘器的除尘效率与供电电源特性密切相关，根据静电除尘器供电电源的工作频率不同，可以分为工频电源和高频电源两类。目前静电除尘器供电电源基本上是工频可控硅电源。其电路结构是两相工频电源经过可控硅移相控制幅度后送整流变压器升压整流后形成lOOHz脉动电流送至静电除尘器本体。

该种电源具有效率高，处理烟气量大，运行成本低，维护方便等优点。但也逐渐显现出转换效率低，耗费大量电能：功率因数低，对电网造成电磁干扰；无法适应高比电阻的工况；变压器体积大，重量重，消耗大量原材料；发生闪络等工况时无法立即调整输出电压，动态响应速度慢等缺点。

这些缺点使得工频电源在新的环保要求下已逐渐不能满足排放要求。而高频脉冲电源的供电电流由一系列窄脉冲构成，其脉冲高度、宽度及频率均可以调整，可以给电除尘器提供各种电压波形，控制方式灵活，因而可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形，提高电除尘器的除尘效率，并且可以提高供电效率，节约电能。

另外，高频电源与工频电源相比，还有体积小、重量轻，三相平衡供电等诸多优点。因此，静电除尘器高频脉冲电源的设计与实现也成为近年来的研究热点。

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