燃煤电厂电除尘改造技术及应用

燃煤电厂电除尘改造技术及应用

姬文龙

陕西清水川能源股份有限公司 陕西省 榆林市719000

摘要：中国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭资源主要来源于煤电厂。煤炭对环境的污染问题近几年来变得越来越严重。燃煤烟气中微粒含量较高，40%为PM10,40%为PM2.5,70%为PM2.5。它的浓度升高与该病的发病率、死亡率有很大关系，特别是呼吸、心脏等方面的疾病更是如此。因此，针对目前电厂除尘设施存在的问题进行分析，并采取技术改造提高现有除尘设施的能力，是应对高排放标准的一项重要措施。因此，对燃煤电厂电除尘器的改造技术和有关的问题进行了讨论。

关键词：燃煤电厂；改造技术；除尘

1燃煤电厂除尘器的作用

对电除尘改造工程建设阶段的风险管理进行深入的探讨，既能提高工程的风险管理，又能在今后的火力发电厂中得到有效的推广。运用过去的经验从中不断得到改善。为煤炭火力发电厂今后发展打下了良好的基础。

2电除尘器超低排放改造主要技术

2.1电除尘器

电除尘器的除尘效果与供电方式有很大关系。按其工作频率的高低，可将其划分为工频供电和高频供电。目前，电除尘系统主要采用工频可控硅供电。该电路采用晶闸管调相控制振幅后，将两相电源送入整流变压器进行整流，脉冲电流100Hz送入电除尘器主体。它的特点是效率高，烟气处理量大，运行费用低，维护方便。但也逐步显现出了转化率较低、能耗较高的特点；低功耗，会引起电力系统的EMI；不能适应较高的工作环境；变压器的体积大、重量大、耗材多；在闪络等工作条件下，不能及时调节输出电压，且动态响应缓慢。这些缺陷导致了工频电源在新环境下的排放越来越不适应。该系统具有灵活的控制模式，能够根据不同的工作环境，为电除尘器提供最佳的电压波形，从而提高除尘效率、节能降耗。

2.2低温电除尘器

为了将烟气温度降至酸露点以下，低温电除尘器入口安装了一套换热器，将SO3凝结为硫酸雾，并将其吸附于粉尘表面。通过减小粉尘的比阻，增大了击穿电压，减小了烟气量，提高了除尘效率，并将SO3从烟尘中除去。同时，降低了烟尘的温度，减小了烟尘的阻力，减小了烟气量。当电除尘器大小相同时，通过电场的速度降低，滞留时间延长，除尘面积增大，除尘效果得到明显改善。所以，使用常规的干式静电除尘技术，可以降低粉尘的排放浓度，但是，目前低温电除尘技术还存在着以下问题：一是由于换热器数量的增多，导致了烟气温度的下降，使得换热器管道出现磨损、腐蚀、堵灰等问题。二是由于烟气中SO3的吸附，灰斗等设备必须进行防腐处理；第三，管道热交换器的阻力增加。第一段提高大约500帕，而第二段提高大约1000帕。所以，必须提高排气扇的输出功率。

2.3移动电极式电除尘器

移动电极式静电收尘器是一种由前一级的传统电场和后一级的旋转电极构成的新型静电收尘器。在旋转式电极场中，阳极部分使用了可移动集尘盘和旋转式除尘刷；当粘附于活动集尘盘上的粉尘不能达到形成防电晕的厚度时，该粉尘就会随着移动电极板一起被送往灰斗，没有烟气循环，用旋风式吸尘器将其完全清理干净。除灰是在灰斗内完成的，不存在烟道流通，从而消除了除灰过程中产生的二次粉尘。采用新型电场，既能减少集尘室出口的尘埃浓度，又能使出口尘埃浓度达到稳定状态，同时又能保证常规电除尘器出口的浓度不发生周期性的变化。但其工艺构造较为复杂，生产、安装、维修等方面都有很大的难度。转动部位有卡住的危险。如果这样的话，就必须关掉炉子来排除这个问题。

2.4纯布袋式除尘技术

本工艺是利用高效率的布袋除尘，与干式静电收尘器结合使用。高效滤袋是由膜和超细丝组成的。本工艺具有除尘效果好、占地少、初期投资少、不受煤质影响等特点。但其缺点如下：第一，烟气温度不适应，存在着布袋燃烧的危险。一旦发生故障，粉尘的收尘效果会下降。如果破坏严重，则不能保证除尘效果，应立即关掉锅炉。第二，工作电阻较高，需提高1000-1200pa的系统电阻。需要增大通风机的能力，提高引风机的功率消耗。第三，使用后维护费用较高，更换滤袋费用较高，且回收困难。

2.5湿式电除尘技术

其除尘原理与干法电除尘器基本相同，不同之处在于，电除尘器采用液体清洁集尘电极的表面，以除去粉尘。在工作过程中，放电电极通过高直流电压使周围的气体分子电离为电子和正离子。该系统对亚微米粒子的吸附能力很强，如：细粒子（PM2.5),SO3酸雾，重金属（汞），以及高温、高湿度、易燃易爆气体的处理。该系统具有较高的除尘效率，能够充分满足5mg/Nm3出口烟气超净排放的要求。湿式电除尘器的不足之处在于：一是布置在烟道入口处，占地较大，且前期投入较大。由于采用了大量的工业用水，使大量的废水进入脱硫吸收塔，从而影响到脱硫吸收塔的水平衡和泥浆质量；二是湿法除尘设备投入使用的时间较少。现在阴凉亭是由2205反向不锈钢，导电玻璃钢等材质制成，耐蚀性能优良。但是，长时间操作是对所有零件的材质进行试验。

3燃煤电厂除尘器存在的问题分析

3.1电除尘器原理及应用问题

静电收尘器的工作原理是通过高压直流电源产生强大的电场，将空气电离化，形成电晕放电，再对悬浮微粒进行充电。通过电场的作用，将悬浮微粒与气体分离，并将其回收。当前，火力发电厂的电收尘器主要问题有：

(1)由于炉膛内煤质的改变，造成了进料浓度增大，粉尘比电阻增大，从而降低了除尘效率，并使出口烟尘浓度超出设计要求；(2)脱硫系统投入运行后，煤灰粘度增大，没有采取必要的保温措施，导致了除尘器灰斗积灰、输灰不良、电极板和电极丝之间的粘结；(3)某些电场因频繁的控制系统故障以及电晕电极的断开而不能正常操作；(4)灰斗和料仓之间的关闭阀密封不良，造成了在启动灰斗时产生二次粉尘，使除尘器出口浓度出现短暂的升高。

3．2袋式除尘器原理及应用问题

布袋收尘器是一种高效率的干式收尘器。该装置采用有机纤维或无机纤维布作为滤袋，用于过滤含尘气体中的固体微粒。它的工作原理是，当粉尘在缠绕在滤布上时，由于惯性的作用而被阻挡。当前，在火力发电厂的布袋除尘系统中，存在着下列问题：

(1)由于滤袋的粘结和阻塞，使其阻力大大超出了设计值；(2)滤袋中的一些破损和严重老化；(3)某些包和笼被严重侵蚀或变形；(4)由于锅炉的煤质和燃烧状况发生改变，使过滤速度过快，从而使除尘器出尘浓度高于设计。

4燃煤电厂电除尘改造技术应用展望

一百多年来，电除尘器在燃煤电厂、建筑材料、水泥、冶金、有色、化工、轻工、造纸、电子、机械等工业窑炉中得到了广泛的应用。随着电除尘器技术的发展，电除尘器的除尘效率得到了进一步的提升，其应用领域也得到了极大的拓展。目前，新的电除尘器技术有低温电除尘器、低温电除尘、湿式电除尘、移动电极电除尘、机电多区双区电除尘、烟气脱硫、粉尘冷凝、新的高压电源及控制技术。鉴于我国大气污染日趋严重，目前国内火力发电厂80%以上的除尘设备都是电除尘器，借鉴国外先进的电除尘技术，达到“超低排放”的目的，可以采取“协同控制”、“末端处理”两种工艺路线，即以低温电除尘为主的烟气协同治理技术和湿电除尘技术。目前，我国的低温静电除尘器、移动电极电除尘器、机电多区双区电除尘器、二氧化硫烟气量调控技术已较为成熟，并已在多个工程中得到了推广。

5结语

部分企业在除尘技术改造中，由于对前期工作的重视和重视程度不够，致使部分除尘技术改造工程存在一定的缺陷，导致了一些难以挽回的损失。因此，在除尘技术改造的前期工作中，尤其是在进行除尘可行性分析和投标文件编制时，需要考虑很多问题。该项目的可行性研究应对基本资料进行正确的分析与确定，并对技术参数进行合理的选择，并对标书的技术要求进行明确、全面的要求，以避免在以后的评标及工程建设中发生不必要的问题，从而提高除尘技改项目的施工质量，确保设备性能。

参考文献：

[1]高永华,宏哲.燃煤电厂超细粉尘的危害及控制[J].能源环境保护,2010,24(3):5-8.

[2]梅东升.电除尘器提效改造的几种典型方式,华北电力技术,2010(12):38-41.

[3]蒋俊.低低温电除尘器的应用及其存在的问题,第十五届中国电除尘学术会议论文集,2013:410-414.