燃煤电厂超低排放PM2.5污染物控制方案

下面将结合静电除尘效率的经典德意希公式，继续分析低低温静电除尘器高效除尘的机理：

其中：为趋进速度，单位m/s

A：为总集尘面积，单位m2

Q：为气体流量，单位m3/s

从上述公式可以看到，在烟尘入口浓度不变，静电除尘器总集尘面积相同条件下，出口烟尘浓度与趋进速度和体积流量呈指数关系。

当烟气温度从150℃降低到85℃，烟气体积将减少16%左右，在相同条件下，意味着比集尘面积提高了16%。

另一方面，飞灰的趋进速度与煤质、飞灰成分及物理性质、电场特征等因素有关。在燃煤电厂已有的测试表明，烟气温度由150℃降低到85℃左右，飞灰趋进速度可增加70%左右。

4.1.3余热利用

排烟热损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，占锅炉总输入热量的5-8%，占锅炉总热损失的70-80%，一般排烟温度增加12-15℃，排烟热损失将增加1%，锅炉效率降低1%，煤耗也相应增加。

一般电厂为保护尾部烟道、设备不受腐蚀，必须将烟气温度控制在酸露点以上。按照国内常规设计，烟气温度需要在酸露点以上5-10℃左右，因此空预器出口烟气温度通常设定为120-130℃。但湿法脱硫工艺中吸收塔中的烟气是为绝热饱和温度（等焓过程），一般这个绝热饱和温度为50℃左右，故进入湿法烟气的温度只要大于此温度即可；通常脱硫入口温度为80℃左右，由此可见，从120-130℃到80℃这个区间的热能白白浪费了。

低低温静电除尘技术，在换热器中可以脱除绝大部分SO3，使得烟气酸露点大幅度降低，从而可以使电厂回收85℃以上的排烟热损失，给电厂带来节能减排的多重效益。

4.1.4工艺流程

图10低低温静电除尘技术工艺流程图

低低温静电除尘的工艺流程如上图所示，锅炉燃烧排放的烟气经过空预器，流经布置在烟道内的烟气换热器，烟气余热被换热管内流动的凝结水吸收，烟气温度从128℃降低到85℃，捕集烟气中的SO3，达到降低飞灰比电阻、脱除SO3的双重目的。安装在烟气换热器中的吹灰器根据烟气冷却器压损变化情况自动启动吹灰，保证换热器换热效果及烟气压损。

降温后烟气进入静电除尘器，由于烟气温度降低了43℃，入口烟气体积减少11%，在保留原有静电除尘器入口截面积和总收尘面积不变情况下，比集尘面积增加11%，同时烟尘流速减少，在静电除尘器中停留时间也相应增加，最终静电除尘器收尘效率将由原来的99.68%提高到99.89%，出口含尘浓度降低到15mg/Nm3以下。

从烟气回收的余热可以有多种利用途径，既可以用于烟气再加热，提升脱硫塔出口烟气温度到80℃左右，也可以通过热媒冷却器与锅炉给水、一次风等进行间接换热，还可以直接从锅炉某级低压加热器引出冷凝水，吸收烟气余热后，冷凝水返回下一级低压加热器。通过设置在烟气换热器进口的热水循环泵增压实现热煤水在换热管内的循环流动。

热水循环泵入口前可安装热媒膨胀箱，用来缓冲凝结水温度变化，并适时补充新鲜凝结水，当热媒水来自锅炉凝结水时，可不考虑安装膨胀箱。为有效调节低低温系统的正常高效运行，在热水循环泵出口与烟气换热器入口、出口之间分别设置调节阀，用于调节凝结水水入口流量和换热管壁温。

4.2湿式静电除尘（WESP）技术

静电除尘（ESP）是含尘气体在通过高压电场发生电离的过程中，尘粒荷电，并在电场力的作用下，向集尘极迁移并从气流中分离出来的技术。由于静电力直接作用在粒子上，ESP具有能耗低、气流阻力小的特点，对亚微米级颗粒也能有效捕集，能在高温、腐蚀等环境中工作，因此被广泛应用在钢铁、冶金、电力等领域，在燃煤电厂有超过90%的占有率。

但是传统的干法静电除尘（DESP）具有三大局限性：受粉尘比电阻影响、对亚微米颗粒捕集效率降低、在振打清灰时产生二次飞扬，在环保部门收紧火电厂大气污染物排放标准时，超过40%的现役电除尘面临改造。

湿式静电除尘器1907年出现，距今已有100多年历史。WESP技术的基本原理与干法静电除尘（DESP）相同，两种静电除尘方式最大的不同是清灰，干式静电除尘依靠机械或电磁振打产生的振打加速度清灰，而湿式电除尘则依靠在集尘板表面形成的水膜冲洗飞灰。

由于湿式电除尘不受粉尘比电阻影响，集尘板上不积灰，因此可以在更高的操作电压下运行，这意味着除尘效率可以提高，烟气停留时间可以减少，而除尘器体积可以缩小，因此WESP被广泛应用于化工、钢铁、玻璃制造等领域。WESP有两种布置方式，一种是安装在DESP之后，形成干湿混合除尘器，一种是安装在FGD之后，可以独立布置在FGD和烟囱之间，也可以与FGD合为一体，替代传统的除雾器布置在脱硫塔之上。

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