燃煤电厂电除尘器超低排放升级改造

2电除尘器运行改造

烟气温度、振打等均会影响电除尘器运行[18-19]。针对400~410mm间距的电除尘，采用ZH2013三相电源时，温度从140℃降低到95℃，运行电压可从70kV提高到80kV，平均场强从3.5kV/cm提高到4.0kV/cm。降温也可有效减低灰的比电阻（粉尘电阻与横截面积的乘积与长度的比值），进而提高放电功率和电除尘效率。

图2电除尘器运行温度与出口排放浓度关系图

在电除尘器运行温度的改造过程中，对不同温度下的粉尘排放进行了测试。图2为在330MW机组商进行的烟气降温实验，在保持电源功耗、燃煤煤种不变的前提下将烟气温度从160℃降至110℃，PM10亦自50mg/m3降至10mg/m3左右。值得注意的是，当烟气温度从110℃降至90℃时，PM10浓度没有继续发生明显变化。

低低温电除尘技术是指在电除尘器上游设置一个热回收装置，降低进口气体温度，从而提高除尘器性能[20]。采取低低温电除尘器除可通过降低粉尘比电阻、降低烟气流量和流速来控制粉尘排放浓度外，还能降低下游脱硫塔的水耗[21-22]。国内大型机组所选煤种热值较高，其中灰分中等，且硫分不高，适合低低温除尘系统。

图3采用低低温电除尘器后脱硫塔节水量图

如图3所示，低低温电除尘器中烟气温度一般约下降40℃，则每100MW机组负荷对应的脱硫塔节约水蒸发量一般为7.6~10.0t/h。

图4电除尘器振打与瞬时排放浓度关系

图4为电除尘器内振打与瞬时颗粒物排放浓度的关系，图中虚线为振打开启时间。该测试亦在330MW机组上进行，未振打时PM10和PM2.5浓度分别为4.96mg/m3和0.75mg/m3，PM2.5和PM10的比值为15.2%。当发生振打时，出口粉尘瞬时浓度可上升约3倍，峰值接近15mg/m3。

在实际改造过程中，可以对电除尘器采取混合振打方式。即第1和第2电场采用侧部振打以提高清灰能力，末电场采用顶部振打以减轻二次扬尘。一般采取全部顶部振打和单相电源的电除尘器改造称为混合振打和三相电源后，出口排放浓度可自70mg/m3降至16mg/m3左右[23-24]。

在已有工程中进行电除尘器改造，还应注意下游脱硫塔对颗粒物捕集和贡献的复合作用。脱硫塔改造核心之一就是控制脱硫塔出口雾滴的质量浓度≤20mg/m3，涉及到的主要改造原理包括：

(1)通过安装气流差异化分散器及颗粒均布装置，调整吸收塔内的流场，从而减少烟气进入除雾器所夹带的浆液量；(2)增加除雾器的除雾效果，以减少吸收塔出口烟气中的液态水量及石膏量；(3)调整烟气在除雾器叶片中的流速，以提高除雾器的性能。

在电除尘器与脱硫塔协同控制颗粒物过程中，由于电除尘器在脱硫塔上游，主要的控制参数为烟气温度。通过比较电除尘器和脱硫塔出口PM2.5和PM10的粒径分布情况可发现：(1)脱硫塔入口烟气温度为120~150℃，脱硫塔出口PM10浓度低于电除尘器出口值，但脱硫塔出口PM2.5浓度则常高于电除尘器出口值。

其原因可能是脱硫吸收剂除尘和脱硫塔次生成颗粒物；(2)当脱硫塔入口烟气温度<120℃时，脱硫塔出口的PM10和PM2.5则均可低于电除尘器出口值。图5所示为对国内5个燃煤电厂锅炉采用电除尘器和脱硫塔协同控制颗粒物的实际排放值。

图5电除尘器和脱硫塔协同控制颗粒物效果图

图6典型的2×600MW机组烟囱入口的PM排放

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