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其地位并不會改變。伴隨著煤炭消費，產生的大量煙塵、二氧化硫與氮氧化物排放到大氣中，嚴重污染環(huán)境，影響人類社會生產及生活。根據環(huán)境統(tǒng)計年報數(shù)據顯示，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量濃度不得超過為50、35、10mg/m3，一些現(xiàn)役的大型機組經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性強、易吸濕的粉塵，且煙氣溫度不能過低，結露后會堵塞濾袋，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.。
　　旋轉電靜電除塵技術指利用可旋轉的收塵板和旋轉清灰刷來清灰，可高比阻、黏性粉塵，避免反電暈。旋轉電除塵器占地面積小，結構復雜，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，通過能量轉換為除塵器提供高頻脈沖電流，提高電場內電離效率，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。