結(jié)合華能長興電廠660MW高效超超臨界機組低低溫電除塵技術(shù)的成功應(yīng)用案例，介紹了低低溫電除塵器的工作原理及技術(shù)特點、技術(shù)方案、提效措施等熱點問題，對低低溫電除塵技術(shù)的應(yīng)用進行了總結(jié)，為將來類似工程建設(shè)積累了經(jīng)驗，提供了示范和指導(dǎo)。

引言

我國大氣環(huán)境形勢日益嚴(yán)峻，環(huán)保要求日趨嚴(yán)格。2014年9月12日，國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014～2020年)》，要求東部十一省新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃?xì)廨啓C組排放限值。這表明通過新技術(shù)、新工藝、新路線達到超低排放的要求，是火電行業(yè)迫在眉睫的一道課題。在此背景下，低低溫電除塵技術(shù)的研發(fā)及推廣得到了政府部門的高度重視，國家科技部、環(huán)保部等部門在政策、項目和資金上給予大力支持，國內(nèi)環(huán)保企業(yè)聯(lián)合大專院校與燃煤電廠，也加大了對這些技術(shù)的研發(fā)、推廣力度。國內(nèi)現(xiàn)已通過自主研發(fā)、技術(shù)引進或成立合資公司的方式在該技術(shù)上取得了較大突破，掌握了其核心技術(shù)，并在華能長興電廠等工程項目中成功應(yīng)用。

1低低溫電除塵器的的原理及技術(shù)特點

1.1除塵效率高

低低溫電除塵技術(shù)是指通過熱回收器降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點以下(一般在90℃左右)，使煙氣中的大部分SO3在熱回收器中冷凝成硫酸霧并黏附在粉塵表面，粉塵性質(zhì)發(fā)生很大變化，比電阻大幅下降，從而避免了反電暈現(xiàn)象，同時由于煙氣溫度降低致使煙氣量下降，電除塵器電場內(nèi)煙氣流速降低，增加了粉塵在電場的停留時間，比集塵面積提高，除塵效率得以較大幅度的提高。

1.2去除煙氣中大部分SO3

由于入口煙氣溫度降至酸露點以下，氣態(tài)的SO3將轉(zhuǎn)化為液態(tài)的硫酸霧，因煙氣含塵濃度高，粉塵總表面積很大，為硫酸霧的凝結(jié)附著提供了良好的條件。相關(guān)研究表明低低溫電除塵技術(shù)對于SO3的去除率至少在80%以上，最高可達95%以上，是目前SO3去除率最高的煙氣處理設(shè)備。

1.3提高濕法脫硫裝置協(xié)同除塵效果

日立公司對低低溫電除塵器與常規(guī)電除塵器出口粉塵粒徑、電除塵器出口煙塵濃度與脫硫系統(tǒng)出口煙塵濃度關(guān)系作了研究，研究表明低低溫電除塵器出口粉塵平均粒徑在3μm左右，明顯大于常規(guī)電除塵器，當(dāng)采用低低溫電除塵技術(shù)時，可有效提高濕法脫硫裝置協(xié)同除塵效果，脫硫出口煙塵濃度明顯降低。

1.4節(jié)能效果明顯

低低溫電除塵技術(shù)節(jié)能效果明顯，有研究表明，以1臺1000MW機組低低溫系統(tǒng)為例，煙氣溫度降低30℃，可回收熱量1.64×108kJ/h(相當(dāng)于1.2t標(biāo)煤/h);可節(jié)約濕法脫硫系統(tǒng)水耗量;煙氣溫度降低后，實際煙氣量大大減少，可降低下游設(shè)備規(guī)格，風(fēng)機的電耗減小，脫硫系統(tǒng)用電量減小。

1.5二次揚塵有所增加

由于粉塵比電阻的降低會削弱捕集到陽極板上的粉塵的靜電黏附力，從而導(dǎo)致低低溫電除塵器的二次揚塵現(xiàn)象比常規(guī)電除塵技術(shù)有所增加，使得除塵性能有所下降。二次揚塵形成原因如圖1所示

2華能長興電廠660MW機組超低排放的技術(shù)方案

2.1華能長興電廠工程概況

華能長興電廠“上大壓小”工程是在關(guān)?，F(xiàn)有的兩臺老機組(125MW+135MW)的基礎(chǔ)上，利用浙江省內(nèi)關(guān)停的小火電機組發(fā)電容量，新建2×660MW超超臨界燃煤發(fā)電機組，同步建設(shè)煙氣脫硫、脫硝裝置，并留有擴建條件。

2.2華能長興電廠超低排放技術(shù)路線

隨著《浙江省大氣污染防治行動計劃(2013～2017年)》的出臺，華能長興電廠需要實現(xiàn)最終煙塵排放小于5mg/Nm3的設(shè)計值。長興電廠根據(jù)經(jīng)濟性及技術(shù)合理性分析，最終確定采用以低低溫電除塵技術(shù)為核心的煙氣協(xié)同治理技術(shù)路線(如圖2所示)。該技術(shù)路線通過低低溫電除塵器有效降低除塵器出口的煙塵濃度，同時借助了高效濕法脫硫技術(shù)。該技術(shù)由于采用了漿液洗滌的氣液接觸方式，不但具有良好的脫硫功能，而且具有一定的除塵功能，可將從電除塵器逸出的顆粒物進行二次捕集，從而降低煙塵排放濃度，達到協(xié)同治理的效果。

經(jīng)脫硫廠家論證，在下列條件下該項目的脫硫裝置出口煙塵濃度可達到5mg/Nm3甚至更低：1)采用低低溫電除塵技術(shù)。煙氣經(jīng)熱回收器后溫度降到90℃，從而降低飛灰比電阻，在高效濕法脫硫裝置前端采用低低溫電除塵器，確保高效濕法脫硫裝置入口煙塵濃度為15mg/Nm3以下，出口煙塵濃度控制在≤5mg/Nm3;2)提高噴嘴壓力，降低漿液霧化粒徑，噴嘴更換為高效雙頭噴嘴;3)更換華能長興工程原設(shè)計除霧器。

除上述條件外，保證脫硫裝置高效除塵的其他技術(shù)措施有：增加吸收塔周邊噴嘴流量及密度，保證噴淋層噴嘴的覆蓋率和優(yōu)化覆蓋均勻度，設(shè)置托盤，設(shè)置塔壁增效環(huán)，進行煙氣流場CFD模擬以及確保除霧器的沖洗等。

3華能長興電廠低低溫電除塵器設(shè)計相關(guān)措施

3.1確定入口煙氣溫度及除塵器型號

采用前蘇聯(lián)公式對華能長興電廠2×660MW機組低低溫電除塵器的酸露點進行計算，設(shè)計煤種與校核煤種1的酸露點值分別為98.87℃、96.82℃，考慮到低低溫電除塵器入口煙氣溫度應(yīng)低于酸露點溫度，一般為90℃±5℃，確定長興電廠入口煙氣溫度為90℃。

通過專家評審，結(jié)合企業(yè)在電除塵器設(shè)計制造方面多年來積累的經(jīng)驗以及相關(guān)選型程序的計算結(jié)果，確定長興電廠低低溫電除塵器采用雙室5電場。

3.2防止低溫腐蝕

(1)灰斗部分

由于電除塵器灰斗需要一定時間的存灰，因此，灰斗是電除塵器防腐的重點之一，主要措施有：1)提高材料的防腐等級，灰斗板采用防腐材料;2)采用效果更可靠、均勻的蒸汽加熱方式。加熱面積達整個灰斗高度的2/3;3)在灰斗外表面設(shè)置更可靠的保溫層，保持灰斗溫度。

(2)人孔門

人孔門防腐措施如下：1)所有人孔門均采用雙層密封結(jié)構(gòu)，整體組裝出廠，確保關(guān)啟嚴(yán)密;2)在采用常用雙層結(jié)構(gòu)人孔門及硅橡膠玻纖密封條基礎(chǔ)上，內(nèi)門在煙氣接觸面采用不銹鋼材料;3)每個人孔門周圍約1米范圍內(nèi)的殼體板都采用耐腐蝕鋼板。

3.3防止絕緣子結(jié)露

絕緣子設(shè)有加熱裝置及強制熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)。絕緣瓷件的保溫規(guī)格與常規(guī)設(shè)計基本相同，但絕緣子室需要更有效地加熱，并需對絕緣子室設(shè)置熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)以保證絕緣瓷件內(nèi)壁干凈不沾灰。

3.4防止灰斗堵灰

為防止灰斗堵灰采取了相應(yīng)措施，主要包括：灰斗斜壁與水平面的夾角不小于65°?；叶肪哂辛己玫谋卮胧诨叶废虏?/3區(qū)域內(nèi)設(shè)置蒸汽加熱器，外層敷設(shè)保溫。在第一電場每個灰斗的適當(dāng)位置增設(shè)手動緊急出灰裝置，必要時采取強制排灰。灰斗設(shè)有防止灰斗內(nèi)灰結(jié)拱的氣化裝置，每個灰斗設(shè)有兩個灰斗氣化板并對稱布置。

3.5降低漏風(fēng)率

漏風(fēng)主要產(chǎn)生于殼體的現(xiàn)場拼接焊縫和孔、洞、門處，長興項目的低低溫電除塵器通過以下幾個方面有效控制漏風(fēng)：1)陰極振打采用頂部傳動側(cè)面機械振打方式，每一個電場只有一個穿墻絕緣點，可最大限度地減少電除塵器的孔、洞數(shù)量，絕緣性能好、漏風(fēng)少;2)殼體在運輸可能條件下盡量在廠內(nèi)拼接成大件，以減少現(xiàn)場的拼接焊縫;3)所有人孔門均采用雙層密封結(jié)構(gòu)，整體組裝出廠，確保關(guān)啟嚴(yán)密。

3.6防治二次揚塵

由于煙氣溫度的降低，煙塵比電阻下降，煙塵黏附力有所降低，二次揚塵會適當(dāng)增加，為防止二次揚塵可采用下述措施之一：1)適當(dāng)增加電除塵器容量，即通過加大流通面積，降低煙氣流速，設(shè)置合適的電場數(shù)量來控制二次揚塵;2)當(dāng)需控制電場數(shù)量時，可采用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)或離線振打技術(shù)。在采取上述措施的同時還應(yīng)注意：1)設(shè)置合理的振打周期;2)設(shè)置合理的振打制度：末電場各室不同時振打;最后2個電場不同時振打;末電場陰、陽極不同時振打。

針對長興電廠的實際情況，根據(jù)選型計算，如不考慮二次揚塵，低低溫電除塵器一般3～4個電場即可滿足排放要求。當(dāng)?shù)偷蜏仉姵龎m器采用5電場時，相對較多的電場可加大對二次揚塵的再次吸收，從而在合理減少二次揚塵的同時，避免由于采取旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)和離線振打技術(shù)而帶來的系統(tǒng)復(fù)雜、相對更容易引起故障的難題。同時對于低低溫電除塵器振打引起的二次揚塵，通過控制或調(diào)整末電場的振打，制定出合理的振打制度和振打邏輯，從而最大限度的減少和避免二次揚塵。

4長興電廠低低溫電除塵器運行情況

華能長興電廠2×660MW機組每臺爐配套2臺雙室5電場低低溫電除塵器，設(shè)計煙氣溫度90℃，于2014年11月安裝完畢并試運行，2014年12月投入使用，經(jīng)初步測試，電除塵器出口煙塵濃度約為12mg/m3，經(jīng)濕法脫硫后，出口煙塵排放約為3.5mg/m3，濕法脫硫協(xié)同除塵效果約70%，達到了超低排放對粉塵的要求。

5結(jié)語

隨著以低低溫電除塵技術(shù)為核心的煙氣協(xié)同治理技術(shù)路線越來越受到如華能國際、浙能等業(yè)主的廣泛關(guān)注和推崇，低低溫電除塵技術(shù)得到了極大的肯定，其具有除塵效率高、SO3去除率可達90%以上、當(dāng)采用熱回收器時還具有節(jié)能效果等一系列優(yōu)點。該技術(shù)可作為環(huán)保型燃煤電廠的首選除塵工藝，也可與其它成熟技術(shù)優(yōu)化組合，應(yīng)用前景十分廣闊。