干货 燃煤电厂超低排放技术路线与协同脱除

它具有除尘效率高，可适应高浓度粉尘、节能、运行成本低、占地面积小等优点。但是对烟气温度较敏感，同时增加了烟道阻力，部分机组生产数据表明，烟道阻力的增加远大于设计值，明显增加厂用电率[27-28]。此外滤袋清灰过程均为滤袋膨胀、收缩、扭曲、拉伸的过程，对滤料造成机械磨损，影响滤料的使用寿命及性能[29-30]。

高比电阻粉尘所导致的反电晕和振打引起的二次扬尘很大程度上影响了电除尘器的除尘效率，成为常规静电除尘器所面临的主要问题之一[14]。旋转电极技术是通过将除尘器的电场更改为前级固定电极电场加后级旋转电极电场，旋转电极电场中阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷，附着于回转阳极板上的粉尘在尚未达到形成反电晕的厚度时，就被布置在非电场区的旋转清灰刷清除，避免了反电晕。

旋转的清灰刷可清除高比电阻、黏性烟尘，减少了二次扬尘，进而提高了电除尘器除尘效率[7,31-32]，据部分电厂数据，末级采用旋转电极除尘，除尘效率可由常规电场的50%~70%升至70%~90%。旋转电极技术具有小型化、占地少的优点，在场地条件受限的情况下，相对常规静电除尘工艺优势明显[33]。

但也存在结构较复杂、发生机械故障时无法进行在线检修等缺点。高频电源技术是将工频电源经整流桥整流成约530V的直流电流，再经逆变电路逆变成20kHz以上的高频交流电流，然后通过高频变压器升压，再经高频整流器进行整流滤波，形成40kHz以上的高频电流[14-15]。

相对于工频电源，高频电源平均电压比工频电源提高了25%~30%，从而提高了供电电压和电流[31,33]，增大了电晕功率的输入，提高了烟尘荷电量与场强[32,34]，进而提高除尘器效率，同时可节约电耗40%~80%[35]。

2超低排放路线探讨

结合上文提到的高效脱硝脱硫除尘技术，可提出不同的超低排放技术路线。其中有代表性的和部分已在电厂实践中得到验证的可总结为以下3种。

2.1以低低温电除尘器为核心的技术路线

路线1以低低温电除尘器为核心，技术路线如图1所示，低氮燃烧器→烟气脱硝装置(SCR)→低温省煤器/烟气换热装置→低低温电除尘器→石灰石–石膏湿法烟气脱硫装置(WFGD)→低温省煤器/烟气换热装置→烟囱。

低低温电除尘器的主要功能是实现烟尘的高效脱除，可将电除尘出口烟尘浓度降低到10mg/m3左右，同时亦可实现SO3的协同脱除，且其脱除率可达80%。而且低低温电除尘器出口粉尘平均粒径明显高于常规电除尘器，进而有利于提高湿法脱硫装置内除尘效率。

现场测试表明，常规电除尘器与低低温电除尘器粒径分级脱除效率如图2所示，脱除效果提升明显。

通过低温省煤器或烟气换热装置后，由于烟气温度的降低，粉尘比电阻下降。对于不同的煤种，烟气温度由130℃降到90℃左右时，比电阻可下降1~2个数量级，粉尘比电阻会降低至109~1011Ω⋅cm，如图3所示[36-37]，使得全粒径粉尘荷电能力增强。

同时由于低低温电除尘器将烟气温度降至酸露点以下，烟气中大部分SO3冷凝成硫酸雾，并吸附在粉尘表面，使粉尘性质发生了很大变化，但由于SO3含量为10−5量级，故其对小粒径颗粒影响远明显于对大粒径颗粒，尤其对位于穿透窗口的颗粒捕集，SO3冷凝吸附会使得比电阻大幅下降[38]，实现对穿透窗口颗粒物捕集效率的提高。

粉尘比电阻的降低，一方面避免了烟尘比电阻值处于较高点时出现的低电压、大电流的“反电晕”现象[34]；同时粉尘的荷电性能提高，可节省电煤消耗，排烟温度每降低10℃，平均可节约电煤0.5g/(kW⋅h)以上[31]。

但由于比电阻下降，烟尘黏附力降低，二次扬尘会适当增加，所以还应设置合理的振打周期：如末电场阳极板积灰厚度1~2mm振打一次，其时间一般在12h以上；设置合理的振打制度：如末电场各室不同时振打，最后2个电场不同时振打，末电场阴、阳极不同时振打等。

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