燃煤發(fā)電廠粉塵超低排放的意義

截止至2016年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量突破了16億千瓦，其中燃煤機(jī)組容量超過(guò)9億千瓦，占總裝機(jī)容量的57.3%。近年來(lái)，發(fā)電機(jī)組容量雖然增速放緩，并且大力發(fā)展清潔能源，燃煤機(jī)組容量比例有所下降，但燃煤作為主要電力能源供應(yīng)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)其地位并不會(huì)改變。伴隨著煤炭消費(fèi)，產(chǎn)生的大量煙塵、二氧化硫與氮氧化物排放到大氣中，嚴(yán)重污染環(huán)境，影響人類社會(huì)生產(chǎn)及生活。根據(jù)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)數(shù)據(jù)顯示，2015年工業(yè)二氧化硫排放量為1556.7萬(wàn)噸，工業(yè)氮氧化物排放量為1180.9萬(wàn)噸，工業(yè)煙(粉)塵排放量為1232.6萬(wàn)噸。大氣環(huán)境保護(hù)形勢(shì)仍舊嚴(yán)峻。
　　隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，針對(duì)燃煤電廠煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高。2012年1月1日起，我國(guó)開始執(zhí)行《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(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(gè)省市新建燃煤機(jī)組大氣污染物實(shí)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(guò)為50、35、10mg/m3，一些現(xiàn)役的大型機(jī)組經(jīng)過(guò)改造后也需要符合這個(gè)要求，并且不得設(shè)置煙氣旁路。同年，廣州市提出“趨零排放”目標(biāo)，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(guó)現(xiàn)行的大氣污染物排放限值低于美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)的排放標(biāo)準(zhǔn)，并執(zhí)行嚴(yán)格的考核制度，對(duì)超標(biāo)排放的電廠按單項(xiàng)污染物排放質(zhì)量濃度小時(shí)均值來(lái)進(jìn)行考核，這對(duì)發(fā)電機(jī)組環(huán)保運(yùn)行的性和穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)艱巨的考驗(yàn)。與此同時(shí)，提供政策激勵(lì)發(fā)電企業(yè)進(jìn)行環(huán)保改造，對(duì)達(dá)到超低排放水平的燃煤機(jī)組給予電價(jià)補(bǔ)貼以及發(fā)電量獎(jiǎng)勵(lì)，為燃煤電廠實(shí)現(xiàn)超低排放提供松緊適宜的環(huán)境。在《實(shí)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(tuán)及各燃煤發(fā)電企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的同時(shí)，積加大環(huán)保工作的投入，對(duì)現(xiàn)有環(huán)保設(shè)備進(jìn)行提效改造，達(dá)標(biāo)排放。
　　隨著技術(shù)的發(fā)展，火電廠環(huán)保技術(shù)不斷革新，新興的脫硫、脫硝、除塵技術(shù)在“超低排放”乃至“超潔凈”排放上己達(dá)到日臻完善的程度。目前己有煙氣污染物處理排放了實(shí)際廣泛應(yīng)用，下面總結(jié)了各項(xiàng)污染物減排的主要技術(shù)路線。
　　靜電除塵和袋式除塵是傳統(tǒng)的除塵技術(shù)，在各種容量機(jī)組上廣泛應(yīng)用，能獲得較高的除塵效率，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)成本低。靜電除塵能傳統(tǒng)電除塵二次揚(yáng)塵、高比電阻及微塵難收集的問(wèn)題，但由于場(chǎng)地、改造成本受限，很難達(dá)到20mg/m3標(biāo)準(zhǔn)。布袋除塵器不適宜應(yīng)用于粘結(jié)性強(qiáng)、易吸濕的粉塵，且煙氣溫度不能過(guò)低，結(jié)露后會(huì)堵塞濾袋，影響除塵效果。
　　近年來(lái)，除塵技術(shù)有了很大的革新，除塵效率進(jìn)一步提升。復(fù)合電袋除塵技術(shù)綜合利用了荷電除塵和袋除塵的攔截機(jī)理。常規(guī)電袋除塵器出口粉塵濃度為15~30mg/m3，其具有長(zhǎng)期穩(wěn)定低排放的特點(diǎn)，在發(fā)電企業(yè)中廣泛的推廣和應(yīng)用。我國(guó)主要環(huán)保企業(yè)在電袋除塵的基礎(chǔ)上，了超凈電袋除塵技術(shù)，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(chǎng)強(qiáng)＞3kV/m3，板電流密度>0.5mA/㎡時(shí)，電區(qū)出口粉塵濃度可達(dá)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(hào)機(jī)組(660MW)實(shí)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(dá)到99.。
　　旋轉(zhuǎn)電靜電除塵技術(shù)指利用可旋轉(zhuǎn)的收塵板和旋轉(zhuǎn)清灰刷來(lái)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(fù)雜，檢修維護(hù)難度稍高。華電句容電廠2*1000MW機(jī)組，電除塵器五電場(chǎng)安裝旋轉(zhuǎn)電，除塵器出口煙塵濃度達(dá)10~20mg/m3。
　　高頻電源除塵器采用了高頻開關(guān)技術(shù)，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換為除塵器提供高頻脈沖電流，提高電場(chǎng)內(nèi)電離效率，增加煙氣電荷量，從而增強(qiáng)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(dá)。
　　低/低低溫電除塵技術(shù)指在電除塵器前設(shè)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(qiáng)除塵效果。低/低低溫電除塵由于溫度低于結(jié)露溫度，運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生低溫腐蝕、磨損等故障，增設(shè)清掃裝置和選擇合適的擴(kuò)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(guó)華三河電廠350MW機(jī)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(shù)(WESP)利用水膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陽(yáng)振打清灰方式，解決了振打揚(yáng)塵問(wèn)題，獲得高的除塵效率。WESP對(duì)燃料有的適應(yīng)性，不易受煙塵比電阻影響，同時(shí)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(shè)備設(shè)置在濕法脫硫系統(tǒng)后，提高煙氣粉塵達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)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(yùn)電廠300MW機(jī)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(dá)到的除塵效果，根據(jù)煙氣參數(shù)及燃煤特性，計(jì)算所要達(dá)到的除塵效率，選擇單一的除塵技術(shù)或者多種除塵技術(shù)疊加使用方式。