燃煤發(fā)電廠粉塵超低排放的意義

截止至2016年底，我國發(fā)電裝機容量突破了16億千瓦，其中燃煤機組容量超過9億千瓦，占總裝機容量的57.3%。近年來，發(fā)電機組容量雖然增速放緩，并且大力發(fā)展清潔能源，燃煤機組容量比例有所下降，但燃煤作為主要電力能源供應在未來很長一段時間內(nèi)其地位并不會改變。伴隨著煤炭消費，產(chǎn)生的大量煙塵、二氧化硫與氮氧化物排放到大氣中，嚴重污染環(huán)境，影響人類社會生產(chǎn)及生活。根據(jù)環(huán)境統(tǒng)計年報數(shù)據(jù)顯示，2015年工業(yè)二氧化硫排放量為1556.7萬噸，工業(yè)氮氧化物排放量為1180.9萬噸，工業(yè)煙(粉)塵排放量為1232.6萬噸。大氣環(huán)境保護形勢仍舊嚴峻。
　　隨著人們對環(huán)境保護的重視，針對燃煤電廠煙氣排放標準也越來越高。2012年1月1日起，我國開始執(zhí)行《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011，地區(qū)燃煤電廠氮氧化物、二氧化硫和煙塵排放質(zhì)量濃度限值為100、50、20mg/m3。在2014年9月提出了到2020年，東部地區(qū)11個省市新建燃煤機組大氣污染物實行超低排放，氮氧化物、二氧化硫和煙塵排放質(zhì)量濃度不得超過為50、35、10mg/m3，一些現(xiàn)役的大型機組經(jīng)過改造后也需要符合這個要求，并且不得設置煙氣旁路。同年，廣州市提出“趨零排放”目標，改造完成后燃煤電廠煙氣氮氧化物、二氧化硫和煙塵排放質(zhì)量濃度限值分別降低至50、35、5mg/m3。
　　我國現(xiàn)行的大氣污染物排放限值低于美國、日本等發(fā)達的排放標準，并執(zhí)行嚴格的考核制度，對超標排放的電廠按單項污染物排放質(zhì)量濃度小時均值來進行考核，這對發(fā)電機組環(huán)保運行的性和穩(wěn)定性來說是一項艱巨的考驗。與此同時，提供政策激勵發(fā)電企業(yè)進行環(huán)保改造，對達到超低排放水平的燃煤機組給予電價補貼以及發(fā)電量獎勵，為燃煤電廠實現(xiàn)超低排放提供松緊適宜的環(huán)境。在《實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》的統(tǒng)籌布局下，各發(fā)電集團及各燃煤發(fā)電企業(yè)在追求經(jīng)濟指標的同時，積加大環(huán)保工作的投入，對現(xiàn)有環(huán)保設備進行提效改造，達標排放。
　　隨著技術的發(fā)展，火電廠環(huán)保技術不斷革新，新興的脫硫、脫硝、除塵技術在“超低排放”乃至“超潔凈”排放上己達到日臻完善的程度。目前己有煙氣污染物處理排放了實際廣泛應用，下面總結(jié)了各項污染物減排的主要技術路線。
　　靜電除塵和袋式除塵是傳統(tǒng)的除塵技術，在各種容量機組上廣泛應用，能獲得較高的除塵效率，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定，維護成本低。靜電除塵能傳統(tǒng)電除塵二次揚塵、高比電阻及微塵難收集的問題，但由于場地、改造成本受限，很難達到20mg/m3標準。布袋除塵器不適宜應用于粘結(jié)性強、易吸濕的粉塵，且煙氣溫度不能過低，結(jié)露后會堵塞濾袋，影響除塵效果。
　　近年來，除塵技術有了很大的革新，除塵效率進一步提升。復合電袋除塵技術綜合利用了荷電除塵和袋除塵的攔截機理。常規(guī)電袋除塵器出口粉塵濃度為15~30mg/m3，其具有長期穩(wěn)定低排放的特點，在發(fā)電企業(yè)中廣泛的推廣和應用。我國主要環(huán)保企業(yè)在電袋除塵的基礎上，了超凈電袋除塵技術，出口粉塵排放濃度穩(wěn)定低于10mg/m3。除塵器的電區(qū)參數(shù)滿足板比表面積＞40㎡/m3/s，平均場強＞3kV/m3，板電流密度>0.5mA/㎡時，電區(qū)出口粉塵濃度可達5mg/m3以下。其袋區(qū)采用覆膜濾料和梯度濾料。廣東沙角C電廠2號機組(660MW)實施了超凈電袋除塵器改造，改造完成后鍋爐除塵器出口煙塵濃度為3.70mg/Nm3，除塵效率達到99.。
　　旋轉(zhuǎn)電靜電除塵技術指利用可旋轉(zhuǎn)的收塵板和旋轉(zhuǎn)清灰刷來清灰，可高比阻、黏性粉塵，避免反電暈。旋轉(zhuǎn)電除塵器占地面積小，結(jié)構(gòu)復雜，檢修維護難度稍高。華電句容電廠2*1000MW機組，電除塵器五電場安裝旋轉(zhuǎn)電，除塵器出口煙塵濃度達10~20mg/m3。
　　高頻電源除塵器采用了高頻開關技術，通過能量轉(zhuǎn)換為除塵器提供高頻脈沖電流，提高電場內(nèi)電離效率，增加煙氣電荷量，從而增強除塵效果。高頻電源除塵器與普通工頻相比，加節(jié)能，其電能轉(zhuǎn)換效率可高達。
　　低/低低溫電除塵技術指在電除塵器前設置低溫型省煤器或煙氣換熱器，使電除塵入口溫度降至低溫(120~150℃)或低低溫(90~100℃)，溫度降低后，煙塵比電阻減小，煙氣流量也隨之減少，流速減緩，增強除塵效果。低/低低溫電除塵由于溫度低于結(jié)露溫度，運行時容易發(fā)生低溫腐蝕、磨損等故障，增設清掃裝置和選擇合適的擴展換熱面材質(zhì)可減輕低溫省煤器或氣氣換熱器的腐蝕、磨損故障。國華三河電廠350MW機組，加裝低溫省煤器后，除塵效率提高至99.，燃煤鍋爐除塵器出口處煙塵排放濃度由17mg/m3降至11.68mg/m3。
　　濕式電除塵技術(WESP)利用水膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陽振打清灰方式，解決了振打揚塵問題，獲得高的除塵效率。WESP對燃料有的適應性，不易受煙塵比電阻影響，同時有利于煙塵中SO3微顆粒和氧化汞等的捕集和去除。在超低排放改造中，濕式電除塵器通常作為二次除塵設備設置在濕法脫硫系統(tǒng)后，提高煙氣粉塵達標排放的技術性，常見改造形式為低低溫ESP/旋轉(zhuǎn)電ESP/電袋除塵器+濕法脫硫+WESP。廣東恒運電廠300MW機組采用電袋除塵器+濕法脫硫+WESP改造形式，煙氣粉塵排放約1.29mg/m3。
　　綜上所述，為達到的除塵效果，根據(jù)煙氣參數(shù)及燃煤特性，計算所要達到的除塵效率，選擇單一的除塵技術或者多種除塵技術疊加使用方式。