烟气污染防治技术（除尘篇）

1.1.1 技术原理

电除尘技术是在高压电场内,使悬浮于含尘气体中的粉尘或颗粒物受到气体电离的作用而荷电,荷电颗粒在电场力的作用下,向极性相反的电极运动,并吸附在电极上,通过振打､冲刷等使其从电极表面脱落,同时在重力的作用下落入灰斗,实现除尘的全过程｡依据电极表面灰的清除是否用水,分为干式电除尘和湿式电除尘｡干式电除尘常被称作电除尘,湿式电除尘常被称作湿电,湿电仅用于湿法脱硫后的二次除尘(深度除尘)｡

为电除尘器供电的电源主要有高频电源､三相电源､恒流电源和脉冲电源等,工频电源的使用不断减少｡

1.1.2 技术特点及适用性

(1)技术特点

电除尘技术具有除尘效率高､适用范围广､运行费用较低､使用维护方便､无二次污染等优点,但其除尘效率受煤､灰成分等影响较大,且占地面积较大｡

(2)技术适用性

电除尘技术适用于工况比电阻在104Ω·cm~5×1011Ω·cm范围内的粉尘去除,可在范围很宽的温度､压力和烟尘浓度条件下运行｡

(3)性能主要影响因素

影响电除尘器性能的主要因素有工况条件､电除尘器的技术状况和运行条件｡其中,工况条件中煤､飞灰成分对电除尘器性能的影响最大｡

(4)污染物排放与能耗

电除尘器除尘效率为99.2%~99.85%,甚至更高,出口烟尘浓度可达到20mg/m3以下,其能耗主要为电耗｡与使用工频电源供电相比,使用高频､脉冲等新型电源时,可保效节能或减少污染物排放｡

(5)存在的主要问题

常规电除尘技术存在高比电阻粉尘引起的反电晕､振打引起的二次扬尘及微细粉尘荷电不充分等导致除尘效率下降的问题｡

(6)应用情况

截至2015年12月,约占全国燃煤机组容量的70%｡

1.1.3 技术发展与应用

(1)低低温电除尘技术

低低温电除尘技术是通过烟气冷却器降低电除尘器入口烟气温度至酸露点以下的电除尘技术｡

低低温电除尘技术因烟气温度降至酸露点以下,粉尘比电阻大幅下降,且击穿电压上升,烟气流量减小,可实现较高的除尘效率;同时,烟气温度降至酸露点以下,气态SO3将冷凝成液态的硫酸雾,通过烟气中粉尘吸附及化学反应,可去除烟气中大部分SO3;在达到相同除尘效率前提下,与常规干式电除尘器相比,低低温电除尘器的电场数量可减少,流通面积可减小,运行功耗降低,节能效果明显｡但粉尘比电阻降低会削弱捕集到阳极板上粉尘的静电黏附力,从而导致二次扬尘有所增加｡

低低温电除尘器适用于灰硫比大于100的烟气条件,灰硫比是指低温省煤器(烟气冷却器)入口烟气中烟尘质量浓度与SO3质量浓度之比｡

截至2015年12月,投运及在建的低低温电除尘器超过150台套,总装机容量约95000MW,其中投运约70台套,总装机容量超40000MW,已有单机1000MW机组的低低温电除尘器投运｡

(2)湿式电除尘技术

湿式电除尘技术是用水冲刷吸附在电极上的粉尘｡根据阳极板的形状,湿式电除尘器分为板式､蜂窝式和管式等,应用较多的是板式与蜂窝式｡湿式电除尘器安装在脱硫设备后,可有效去除烟尘及湿法脱硫产生的次生颗粒物,并能协同脱除SO3､汞及其化合物等｡

影响湿式电除尘器性能的主要因素有湿式电除尘器的结构型式､入口浓度､粒径分布､气流分布､除尘器技术状况和冲洗水量｡

湿式电除尘器除电耗外,还有水耗､碱耗,外排废水宜统筹考虑作为湿法脱硫系统补充水｡

截至2015年12月,投运及在建的湿式电除尘器超400台套,总装机容量约190000MW,其中投运的超180台套,总装机容量超90000MW,且有多套单机

1000MW机组投入运行｡

(3)高频电源

高频电源是应用高频开关技术,将工频三相交流电源经整流､高频逆变､升压､二次整流输出直流负高压的高压供电电源｡

高频电源在纯直流供电方式下,二次电压纹波系数小于3%,其供给电场内的平均电压比工频电源供给的电压可提高25%~30%,电晕电流可提高约一倍,烟尘排放可降低30%~50%;高频电源在间歇脉冲供电方式下可有效克服高比电阻粉尘的反电晕,节能50%~70%;高频电源控制方式灵活,其本身效率和功率因数较高,均可达0.95;还具有重量轻､体积小､结构紧凑､三相平衡等特点,在燃煤电厂得到了广泛的应用｡

(4)脉冲电源

脉冲高压电源是电除尘配套使用的新型高压电源,脉冲高压电源通常由一个直流高压单元和一个脉冲单元叠加组成,直流高压单元可采用工频电源､三相电源､高频电源｡脉冲电源可较大幅度地提高电场峰值电压,脉冲电压宽度一般为120微秒及以下｡

脉冲电源在提高电场电压的同时可保持较低的平均直流电流,抑制反电晕的发生,因此能提高除尘效率;脉冲高压､脉冲重复频率等参数单独可调,对不同工况的粉尘变化具有良好的适应性｡同等工况下,与工频电源相比,可减少烟尘排放50%以上,降低能耗30%至70%｡已有多个电厂成功应用｡

(5)移动电极､离线振打等清灰技术

移动电极是通过改变传统的振打清灰为清灰刷清灰,可避免反电晕现象并最大限度地减少了二次扬尘,增大了粉尘驱进速度,可提高除尘效率,但其对设备的设计､制造､安装工艺要求较高｡截至2015年12月,投运及在建的移动电极电除尘器超150台套,总装机容量超70000MW,其中投运超100台套,总装机容量超50000MW｡

离线振打清灰是将需要清灰的烟气通道出口或进､出口烟气档板关闭,并停止供电,进行振打清灰,大幅减少清灰过程中的二次扬尘｡档板关闭会影响电除尘器本体内的流场,需通过风量调整装置来防止流场恶化｡一般在电除尘器末电场使用,已有多个电厂成功应用｡

(6)机电多复式双区电除尘技术

荷电区与收尘区交替布置,荷电区与收尘区分别供电的电除尘技术｡荷电区由放电能力强的极配形式构成,布置在收尘区的前端;收尘区由数根圆管组合的辅助电晕极与阳极板配对,运行电压高,场强均匀,电晕电流小,能有效抑制反电晕｡由于圆管电晕极的表面积大,可捕集正离子粉尘,从而达到节电和提高除尘效率的目的｡一般布置于末电场,单室应用时需增加一套高压设备｡截至2015年12月,机电多复式双区电除尘器已投运60多台套,总装机容量16868MW,已有单机1000MW机组投运｡