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國內燃煤電廠現（xiàn）役（yì）主要煙塵治理設施技術特（tè）點及（jí）其實現超低排（pái）放存在的問題與技術難點，通過（guò）對當前（qián）國內開發的新除塵（chén）技（jì）術及（jí）其應（yīng）用效（xiào）果的比選研究，有（yǒu）針對性地提（tí）出燃煤電廠現役機組煙塵超低排放技術改造建議，相關結論可為燃煤（méi）電（diàn）廠煙塵超低排放技術的選取提供參考。
隨著中國經濟持續高速發展，城市化和工業化進程日益加快，各種大氣汙染物排（pái）放急劇增加，尤其是近幾年中國出現大範圍霧霾天氣，嚴重損（sǔn）害人民群眾身體健康，影響社會和諧穩定，一般認為煤炭和石油（yóu）對（duì）霧（wù）霾（mái）的影響好，尤其是燃煤電廠[1]。
按照國家相關要求，全麵實施（shī）煤電（diàn）行業節能減（jiǎn）排升級改造，在全國（guó）範（fàn）圍內（nèi）推廣燃（rán）煤電（diàn）廠超低排放（fàng），即在基準（zhǔn）氧含量6%條件下，煙塵排放濃度≤10mg/Nm3。山（shān）西（xī）省要求常規燃煤（méi）機組煙（yān）塵排放濃度≤5mg/Nm3，低熱值燃煤機組煙塵排放濃度≤10mg/Nm3。
目前燃煤電廠采用的除塵技術難以滿（mǎn）足超低排放要求，而“十三五”期間，山西省300MW以上燃煤電廠全部麵臨超低排放技術改造問題，因此，結合現狀選擇適宜的（de）技術路線是超低排放技術改造的關鍵，也是實現煙（yān）塵穩定達標排放的基礎。
1電力行業（yè）煙塵排放現狀分析
2013年中國火電行（háng）業（yè）共有3102家，裝機容量8.62×108kW，排放煙粉塵（chén）218.8×104t，其中獨立火電廠（chǎng）1853家（jiā），擁有4825台機組（zǔ），共有除塵設施5140套，排放煙(粉)塵183.9×104t。
自備電廠1249家，有2690台機組，排放煙粉塵34.9×104t。2014年中國火電行業共有3288家（jiā），共排放煙粉塵235.5×104t。其中獨立火電廠1908家，擁有（yǒu）4983台機組（zǔ），共有除塵設施5301套，排放煙(粉)塵195.8×104t。自備電廠（chǎng）1380家，有（yǒu）2895台機組，排放煙粉塵39.7×104t。2013年、2014年電力行業煙塵排放情況見表1。
表1：2013年、2014年電力行業煙塵排（pái）放（fàng）情況
從表1中可（kě）以看出，電力行業煙塵排放量占全國煙（yān）塵排放量從2013年的17.11%下降到2014年的13.52%，下降（jiàng）了3.59%。全（quán）國（guó）工業煙（yān）(粉)塵排放量從2013年的（de）19.98%下降（jiàng）到2014年的16.17%，下降了3.81%。雖（suī）然占比有所（suǒ）下降，但仍然是煙塵（chén）好的排放行業，中國燃煤電廠煙塵的排放仍然麵臨較大壓力（lì）。全麵實施煤電行業節能減排升級改（gǎi）造，在全國範圍內推廣燃煤電廠超低排放，可以有效降低煙塵（chén）排放，達到改善空（kōng）氣環境質量的目的。
2國內燃煤電廠除塵技術使用現狀
目前國（guó）內比較成熟且適用於各級容量機組的除塵（chén）技術主要是電除塵器、袋式除塵器、電袋複合除塵器（qì）。
2.1電除塵技術
電除塵技術是利用強電場電暈放電使煙氣電離、粉塵荷電，在電場力的作用（yòng）下將粉塵從煙（yān）氣中分離。
電除塵器的主要優點：
a)除塵（chén）效率高。對於常（cháng）規電除塵器，正（zhèng）常運行時（shí），其除塵效（xiào）率一般都高於99%，有的甚至高達99.99%。能夠鋪（pù）集0.01μm以（yǐ）上的（de）細微粉塵。
b)阻力損失小。電（diàn）除塵器的阻力損失一般為150Pa——300Pa。
c)煙氣（qì）處理量大。電除塵器結（jié）構上易實現裝置大型化。單台（tái）電除塵器的電場截麵積（jī）超過400m2，可滿足大機組（zǔ）大煙氣量的應用。
d)操作溫度範圍廣。高（gāo）溫電除（chú）塵煙（yān）溫一般在350℃——400℃，低溫電除塵器(常規電（diàn）除塵器)煙溫一般在120℃——170℃。
e)運行可靠、維護費（fèi）用低。
電除塵器的主要缺點：
a)對於高比電阻粉塵易出現反電暈，使除塵效率下降。
b)電除塵器占地麵積較大。到目（mù）前為止，中國已投產燃煤電廠絕大部分采用電除塵器，約占火電裝機容量的80%。
2.2袋（dài）式除塵技（jì）術
袋式除塵技術是利用纖狀編物做成的袋式過濾元件來捕集煙塵的技（jì）術。
袋式除塵器的主要優點：
a)除塵效率高、排放濃度低。除塵效率都可（kě）以達到99%以上。如果設計、製造、安裝運行、維護管理得當，其除塵效率可長期穩定達到99.9%以上，煙塵出口排放濃度可長期（qī）穩定在30mg/m3甚（shèn）至是10mg/m3以下。
b)工況（kuàng）適應範圍廣，煙（yān）塵（chén）排放長（zhǎng）期穩定。袋式除塵捕集（jí）煙塵的主要原理為（wéi）過濾，對煤（méi）質和入口煙塵工況的適應（yīng）性強，不因煙（yān）塵的比電阻（zǔ）等（děng）特性而影響除塵效率，同時對入口煙塵濃度的（de）變化不敏（mǐn）感，當入口煙氣量和濃度變化時，除塵效率的波（bō）動較小。
c)運（yùn）行維護簡單。袋式除塵運行過程（chéng）中的動作部件僅脈衝閥，相對於其它除塵方式故障點少，故障率低，日常運行、維護簡（jiǎn）單。
袋式除塵器的主要缺點：
a)運行阻力偏高。當入口煙塵濃度較（jiào）大時，清灰周期較短，運行阻力偏高，有的甚至達（dá）到1800Pa以上，運行能耗高。
b)濾袋使用壽命短。由於濾袋過濾（lǜ）煙塵濃（nóng）度大，清灰頻率高，尤其是大顆粒煙塵和硬度較大的煙塵的衝刷磨損嚴重。因此，濾袋使用壽命（mìng）較（jiào）短，一般為3a。
袋式除塵器對燃煤（méi）鍋爐煙塵的適（shì）用性較廣，尤其適用於煤種波動大（dà）、煙（yān）塵比電阻高、排（pái）放標準嚴(20mg/m3以下)的鍋爐煙氣（qì）除塵（chén），全國（guó）燃煤機組（zǔ）安裝的比例接近9%。
2.3電袋複合除塵技術
電袋複合除塵（chén）技術是將電除塵（chén）的荷電除塵及袋除塵的過（guò）濾攔截（jié）機理有機（jī）結合的一（yī）種除（chú）塵技術，前部設置一個（gè）電場的電除塵（chén），捕集大量粉塵，沉降高（gāo）溫煙氣中的顆粒（lì），緩衝均勻氣流，後部裝（zhuāng）設濾（lǜ）袋，收集細粉塵。
主要（yào）技（jì）術特（tè）點：
a)煙塵排放（fàng）不受煤質變化影響，長期（qī）穩定（dìng）保持低（dī）排放，出口排放濃度值低（dī）於20mg/m3。
b)在相同工況和運行條件下，運行阻力比袋式除塵器低。
c)濾袋使用壽（shòu）命長。電袋複合除塵（chén）器在正常情況下使用（yòng）壽命可以達（dá）到4a以上，目（mù）前好（hǎo）長使用（yòng）壽命已達到8a。
d)操作便捷、維護簡單。
e)節能明顯。配置高壓電源數量及容量（liàng）僅為（wéi）傳統常規電除塵器的1/4左右，大（dà）幅度節省了除塵器電耗;電袋（dài）複合除塵器平均運行阻力低、濾袋區清灰頻率（lǜ）低，壓縮空氣耗量少，節省了（le）引風機、空壓機的電耗。
f)捕集細顆粒物(PM2.5)效率高，電袋複合（hé）除塵器協同發揮（huī）電場區使細顆（kē）粒物發生極化或凝並及（jí）濾濾袋區高效過濾的（de）作用（yòng），對細顆粒物(PM2.5)具有極高的捕集效（xiào）率（lǜ）[1]。
電袋（dài）複合除塵器具有（yǒu）長期、穩定低排放的特點，且不受煤質變化的影響，好適合中國煤質多變的條件（jiàn）[2]。在一般情（qíng）況，電袋複合除塵器可保證除塵（chén）器出口煙氣粉塵（chén）濃度為20mg/m3以下，全國燃煤機組安裝電袋複合式除塵器的比例接近11%。
2.4除塵技術存在的問題
目前中國部分燃煤電廠煙（yān）塵排放不穩定，存在超標現象，主要原因是設計燃用煤（méi）種與實際煤種偏（piān）差較大，煙氣（qì）工況變化較大、設備選型不合理（lǐ）、製造和安裝質量（liàng）出現問題、運行管理問題等都會使除塵效率下降，達不到設計要求。通過對國內燃煤電廠除（chú）塵技術（shù）使用（yòng）現狀的研究，各種除塵技術（shù）處理後，煙塵難以實現超低排放的（de）要求（qiú），必須（xū）對單一的除塵技術進行優化，協同治（zhì）理。
3燃煤電廠煙塵超低排放技術路線（xiàn）探討（tǎo）
針對燃煤電廠（chǎng）煙塵排放越（yuè）來越嚴格的（de）要求，國內（nèi）開發了多種新除塵技術，為超低（dī）排放奠定了（le）基礎。煙塵的（de）超低排放控製技術呈現出多元化的選擇，主要針對對（duì）現（xiàn）行除塵技術具（jù）有（yǒu）良好改造效果的低低溫靜電除塵、濕（shī）式電除塵（chén）技術為核心的超低排放技術進（jìn）行比選研究。
3.1低（dī）低溫電除塵技術為（wéi）核心的超低排放技術
低（dī）低溫（wēn）靜電除塵技術是指（zhǐ）在空氣預熱器和電除塵器之間有煙氣換熱器，其運行溫度由通常的低溫狀態(120℃——170℃)下降到低低溫狀態(90℃——110℃左右（yòu）)，這種煙氣換熱器和電除塵器的組合稱為低低（dī）溫電除（chú）塵器。其工（gōng）作原理是：
煙溫降低，使得粉塵比電阻降低，粉塵的荷電性（xìng）能提高;煙溫降低，煙氣量減少，電除塵器電場風速也得以降（jiàng）低;煙溫降低，煙氣中顆粒及氣體分子熱運動能力減弱，氣（qì）體擊穿電壓提高，粉塵趨近速度提（tí）高;當除（chú）塵器入口煙（yān）氣溫度已經降（jiàng）到露點（diǎn）溫度以下，可去除絕大部（bù）分SO3，減小尾部煙氣低溫腐蝕[3]。
技術特點：
a)煙（yān）氣的體積流量（liàng）得以降低，電場煙氣通（tōng）道內的煙氣流速也相應降低。根據相關（guān）質料，煙溫下降（jiàng）10℃，煙氣量下降2.5%。
b)比電阻（zǔ）下降到108Ω˙cm——1010Ω˙cm，是電除（chú）塵（chén）器不錯工作範圍，克服了電除塵器對粉塵比電（diàn）阻敏感這一弊（bì）病（bìng），避免了反電暈的發生，是解決電除塵器對付高比電阻粉塵治本之措。
c)煙溫下降10℃，煙氣的擊穿電壓升高3%，對電除塵器提效非常有（yǒu）利。
d)可降低濕（shī）法脫（tuō）硫工藝水量約30%。
e)回熱走低（dī）加係統，可（kě）節煤1g/(kW˙h)——3g/(kW˙h)。
f)係統阻力下降，引（yǐn）風機接電約10%。
g)在灰硫比大於100時，SO3的去除率可達95%，大大（dà）減少對下遊係統的低溫腐蝕。
該技術適用條件：
a)進入低低溫電除塵器係統的煙氣（qì）含塵（chén）濃度不大於100g/m3。
b)燃煤收到基硫分應不大於2%，煙（yān）氣灰硫比宜大於100。
c)入口煙氣溫度。熱（rè）回收器應小於200℃，再加（jiā）熱器宜為50℃上下。
d)低低溫電除塵器應工作在85℃——110℃範圍，再加熱器應不小於70℃。
e)低低溫電除塵器換熱介質（zhì）宜采用（yòng）水媒介，煙氣與水換熱冷端端差、熱端端差應大於20℃。
2013年7月實測（cè）南昌發（fā）電廠1號機組低低溫電除塵器，入（rù）口煙溫由（yóu）140℃下降到95℃，除塵器出（chū）口煙塵（chén）濃度由58mg/m3下降到16mg/m3。通過對低低溫靜電除塵技術特點的分（fèn）析，配合協同治理技術（shù），是可以實現煙塵超低排（pái）放的。典型技術路線為（wéi）：煙氣換熱（rè）裝置→低低溫電除塵器→高脫硫、除塵效率（lǜ）的石灰石-石膏濕（shī）法煙氣脫硫裝置(WFGD)→煙氣再熱裝置(FGR，可選擇安裝)。
a)煙塵排放濃度達到（dào）<10mg/m3的協同治理技術方案。適用煤（méi）質：灰分<25%、硫分<2%、燃煤（méi）熱值（zhí）>18MJ/kg，灰硫比適宜時，超過此範圍的煤質需進行分析、論（lùn）證。技術參數配置：低低溫電除塵器（qì）入口煙溫低於酸露點(一般可取90℃)，入口煙塵濃度<30mg/m3。
b)煙塵排放濃度達到<5mg/m3的協同治理技（jì）術方案。適用煤質：灰分<20%、硫分<1.5%、燃煤熱（rè）值（zhí）>20MJ/kg，灰硫比適宜時，超過此（cǐ）範圍的煤質需進行分析（xī）、論證。技術參數（shù）配置：低低溫電除（chú）塵器入口煙溫低於酸露點(一（yī）般可取90℃)，入口煙塵濃度<15mg/m3。
3.2濕式電除塵為核心的超低排（pái）放技術
濕式電除塵器(WESP)與幹（gàn）式電除塵器的除塵原理（lǐ）基本相同，都要經曆氣體電離、粉塵荷電（diàn）、收集和清灰（huī）四個階段。其（qí）工作原理是：采用自衝刷、噴霧衝刷和液膜衝刷等方式來進行清灰。目前（qián），濕式電除（chú）塵器根據極板材質和型（xíng）式的不同，大致可分為金屬板式、柔（róu）性電（diàn）極式、導電玻（bō）璃（lí）鋼式三種類（lèi）型。
技術特點：
a)WESP具有除塵效（xiào）率高、沒有高比（bǐ）電阻反電暈、沒有運動部件（jiàn）、沒有二次揚塵、運行穩定、壓力損失小（xiǎo）、操作簡單、能（néng）耗低等優點（diǎn）;濕式電除塵（chén）器采用液體（tǐ）衝刷（shuā）集塵極表麵來進行清灰，可有效收集微細（xì）顆粒物(PM2.5粉塵、SO3酸（suān）霧、氣溶膠（jiāo）)、重金屬(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有機汙染物（wù）(多環芳烴、二惡英)等（děng），綜合治理能（néng）力強。使用濕式電除（chú）塵器後，煙氣中的煙塵排放可達10mg/Nm3甚至5mg/Nm3以下[4]。
在燃煤電廠濕法脫硫之後（hòu）使用，可解決濕法脫硫帶來（lái）的石膏雨、藍（lán）煙、酸霧問題，緩（huǎn）解下遊煙道、煙囪的腐蝕問題，節約（yuē）防腐成本。濕式電除塵器能實現超低排放，徹底解決煙囪（cōng）排放問（wèn）題（tí），達到“一勞（láo）永（yǒng）逸”的效果（guǒ）。
b)濕式電除塵器用水清灰，耗水量大。
c)濕式電除塵器（qì）所處環境腐蝕性強，需要解決濕式電除塵器的（de）防腐（fǔ）問題。
該技術適（shì）用條件：
a)適合用於排放要求高，對多種汙染物（wù）排放（fàng）均有較高要求的（de）電廠（chǎng）。
b)適用於前端除塵器改造難（nán）度大、費用高的場合。
c)濕法脫硫後煙塵濃度增加導致排放超（chāo）標（biāo），且濕法（fǎ）脫硫係統（tǒng）改造難度大，難以實現煙塵穩定（dìng）達標排放的項目。
通過分析濕式電除塵器除塵技術特點，配合（hé）協同治理技術，是可以實現煙塵超低（dī）排放的。通過幹式除塵及新（xīn）技術(低低溫、旋轉電極等（děng）)與濕式除塵的不同組合（hé）及濕法脫硫係統協同除（chú）塵，可以得到多種煙塵超低排放工藝路線，典型技術路線為幹式除塵器→高脫（tuō）硫、除塵效率的石灰石-石膏濕法煙氣脫（tuō）硫裝置(WFGD)→濕式電除塵器→煙氣再熱裝置(FGR，可選擇安裝)。
該工（gōng）藝技術（shù）的主要（yào）設備有高效幹式除塵、濕法脫硫、濕式（shì）電除塵器，幹式除塵設備可選用低低溫電（diàn）除塵（chén）器、電袋複合除塵器、袋除塵器等，要求出口煙塵排放濃度≤20mg/Nm3。濕（shī）式電除塵器有效地避開了粉（fěn）塵比電阻對幹式電除塵器的影響及沒有機械（xiè）振打清灰產生的（de）二次揚塵（chén），同時（shí）靜電和水霧相結合可顯著提高除塵效率。
燃煤電（diàn）廠濕（shī）法脫硫後配套濕式電除塵器，真正使大氣汙染物煙塵排放濃度達到超低排放(≤10mg/Nm3或5mg/Nm3)，實現超低（dī）排放。國內山東黃台電廠8號300MW機組、上海石洞口一電廠3號300MW機組、內蒙古蒙西電（diàn）廠1號300MW機組、江蘇泰州電廠二期工程2×1000MW機組等均進（jìn）行濕式（shì）電除（chú）塵器改造，均實現了煙塵（chén）的超低排放[5]。
3.3燃煤電廠煙塵超低排放技術改造建議
通過對新（xīn）除（chú）塵技術及燃煤電廠煙塵“超低排放（fàng）”的技術（shù）探討，結合燃煤電廠現役機組超低排放的要求及改造條件，建議：
a)現（xiàn）有除塵（chén）方式（shì）除塵器出口煙塵排放濃（nóng）度小於20mg/m3的除塵器可（kě）以（yǐ）考慮不再進行除塵器改（gǎi）造，可在脫硫塔後（hòu）加裝濕式（shì）電除塵器。
b)采用（yòng）布袋除塵器或電袋除塵器的機組，除塵器出口煙塵排放（fàng）濃度小於30mg/m3、大於20mg/m3的除塵器，應對選除塵器進（jìn）行改造。同時（shí），在（zài）脫硫塔後加裝濕式電除塵器。
c)除塵器出口煙（yān）塵排（pái）放濃度在50mg/m3左右的電（diàn）除塵器，機組灰硫比較大（dà），可（kě）進行低低溫電除塵器技術進行改造。如場地受限，也可以對電除塵器進（jìn）行電袋或袋除塵器改造，同時，在脫硫塔後加裝濕（shī）式（shì）電（diàn）除塵（chén）器。
4結（jié）語
目前圍繞滿（mǎn）足超低排放標準的要求，多種除塵器新技術的開發和研究不斷呈（chéng）現新成果，通過對低低溫電除塵、濕式電除塵器技術特點及適用條件的研（yán）究，各種以低低溫電除塵、濕式電（diàn）除塵器為核（hé）心超低排（pái）放技術的（de）均能夠實（shí）現超低排放（fàng），可（kě）以有效降低煙塵的排放（fàng），減（jiǎn）少對環境空氣的（de）汙染。
在選（xuǎn）擇煙塵超（chāo）低排放技術時，還需結合不同區域經濟、資源、環境條件、煤質差異及各煙氣治理（lǐ）設施之間的相互影響等進行係統化的全過程進行考慮。由於煙塵超低（dī）排（pái）放技術需要“協（xié）同治理”，在（zài）每個裝（zhuāng）置脫除其主（zhǔ）要目標汙染物的（de）同時，協同脫除（chú）其它汙染物或（huò）為下遊裝置脫除汙染（rǎn）物創造有利（lì）條件。所以各係統（tǒng）需要正常運行至關重要（yào），三分（fèn）技術，七（qī）分管理”，應製定嚴格和科學的操作、維護、管理規程，並加強對員工的培訓。
