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國內燃煤（méi）電廠現役主要煙塵治理設施技術特點（diǎn）及其實（shí）現超低排放存在的問題與技術難（nán）點，通過對當前（qián）國（guó）內開發的新除塵技術及其應用效果的比選研究，有針對性地提（tí）出燃（rán）煤電廠現役機組煙塵超低排放技術改造建議，相關結論可（kě）為燃煤電廠煙塵超低排放技術的選取提（tí）供（gòng）參考（kǎo）。
隨著中國經濟持續高速發展，城（chéng）市化和（hé）工業化（huà）進程日益加快，各（gè）種大氣汙染物排放急劇增加，尤其是近幾年中國出現大範圍霧霾天氣，嚴重損害（hài）人民（mín）群眾身體健（jiàn）康，影響社（shè）會和諧穩定，一般認為煤炭和（hé）石油對霧霾的影響好，尤其是燃（rán）煤電廠[1]。
按照國家相關要求，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，即在基準氧含量6%條件下，煙塵排放濃度≤10mg/Nm3。山（shān）西省要求（qiú）常規燃（rán）煤機（jī）組煙塵排放濃（nóng）度（dù）≤5mg/Nm3，低（dī）熱值燃（rán）煤（méi）機組煙塵（chén）排放濃度≤10mg/Nm3。
目前燃（rán）煤電廠采用的除塵技術難（nán）以（yǐ）滿足超低排放要求，而（ér）“十三五”期間，山西省300MW以上燃（rán）煤電廠全部麵臨超低排放技術改造問題（tí），因此，結合現狀選擇適宜的技（jì）術路線是超低排放技術改造的關鍵，也是實現煙塵穩定達標排放的基礎。
1電力行業煙塵排放現狀分析
2013年中國火電行業共有3102家，裝機容量8.62×108kW，排放（fàng）煙粉塵218.8×104t，其中（zhōng）獨立火電廠1853家，擁有4825台機組，共（gòng）有除塵設施5140套，排放煙(粉)塵183.9×104t。
自備電廠（chǎng）1249家，有2690台機組，排放煙粉塵34.9×104t。2014年中國火電行業共（gòng）有3288家，共排（pái）放煙粉塵235.5×104t。其中獨立火電廠1908家，擁有4983台機組，共有除塵設施5301套，排放（fàng）煙(粉)塵195.8×104t。自（zì）備電廠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年電力行業煙塵排放情況
從（cóng）表1中可以看出，電力行業煙塵排放量占全國煙塵排放量從2013年的17.11%下降到2014年的13.52%，下降了3.59%。全國工業煙(粉)塵排放量從2013年的19.98%下降到2014年的（de）16.17%，下降了3.81%。雖然（rán）占比有所下降，但仍然（rán）是煙塵好的排放行業，中國燃煤電廠（chǎng）煙塵的排放仍然麵臨較（jiào）大壓力。全（quán）麵實施煤電行業節能（néng）減排升級改造，在全國範圍內推廣燃煤電（diàn）廠超低排放，可以有效降低煙塵排放（fàng），達到改善空（kōng）氣環境質量（liàng）的目的。
2國內（nèi）燃煤電廠除塵技術使（shǐ）用現狀
目前國內比較成熟且適用於各級容（róng）量機組的除塵技（jì）術主要是電除（chú）塵器、袋式除塵器、電袋複合除塵器。
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（qì）電離、粉塵荷電，在電場力的作用下將粉（fěn）塵從煙氣中分離。
電除塵器的主要優點：
a)除塵效率高。對於常規電除塵器，正常運行時，其除塵效率一般都高於99%，有的甚（shèn）至高（gāo）達99.99%。能夠鋪集（jí）0.01μm以上（shàng）的細微粉（fěn）塵。
b)阻力損失小。電除塵器的阻力損（sǔn）失一般為150Pa——300Pa。
c)煙氣處（chù）理量（liàng）大。電除塵器結構上易實現裝（zhuāng）置大型化。單（dān）台電除塵器的電場截麵積超過400m2，可滿足大機組大煙氣量的應用。
d)操作（zuò）溫度（dù）範圍廣。高溫電除塵煙溫一般在350℃——400℃，低溫電（diàn）除塵器(常規電（diàn）除塵器)煙溫一般（bān）在120℃——170℃。
e)運行可靠、維護費用低。
電除塵器的（de）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（diàn）除塵器（qì）占地麵（miàn）積較大。到目前為止，中國已投產燃煤電廠絕大部分采用電除（chú）塵器，約占火電裝機容量的80%。
2.2袋式除塵技術
袋式除塵技術是利用纖狀編物做成的袋式過濾元件（jiàn）來捕集（jí）煙塵的（de）技術。
袋式除塵器（qì）的主要優點：
a)除塵效（xiào）率高、排放濃度低。除塵效率（lǜ）都可（kě）以達（dá）到99%以上。如果設計、製造、安裝運行、維護（hù）管理得當，其除塵效（xiào）率可長期穩定達到99.9%以上，煙塵出口（kǒu）排放濃度可長（zhǎng）期穩定在30mg/m3甚至是10mg/m3以下。
b)工（gōng）況適應範圍廣，煙塵排放長期穩定。袋式（shì）除塵捕集（jí）煙塵（chén）的主要原理為過濾（lǜ），對煤質和入口煙（yān）塵工況的（de）適應性強，不因煙塵的比電阻等特性而影響除塵效率，同時（shí）對入口煙塵濃度的變化（huà）不敏（mǐn）感，當入（rù）口煙氣量（liàng）和濃度變化（huà）時，除塵效率的波動較小。
c)運行維護簡單。袋式（shì）除（chú）塵運行過程中的動作部件僅脈衝閥，相（xiàng）對於其（qí）它（tā）除塵方式故障點少，故障率低，日常運行、維護簡單。
袋式除（chú）塵器的主要缺點：
a)運行阻力偏高。當（dāng）入口煙塵濃度較（jiào）大（dà）時（shí），清灰周期較短，運行阻力偏高，有的甚至達到1800Pa以上，運行能（néng）耗高。
b)濾袋（dài）使用壽命短（duǎn）。由於濾袋過濾煙塵濃度大，清灰頻率高（gāo），尤（yóu）其是大顆粒煙塵和硬度較大的煙塵的衝刷磨損嚴重（chóng）。因此，濾袋使用壽命較短，一般為（wéi）3a。
袋式除塵器對燃煤鍋爐煙塵的適用性較廣，尤其適用於煤（méi）種波動大、煙（yān）塵比電阻高、排放（fàng）標準嚴(20mg/m3以下)的鍋爐煙（yān）氣除塵，全（quán）國燃煤機組安裝的比例接近9%。
2.3電袋複合除塵技（jì）術
電袋複合除塵技術（shù）是將電除（chú）塵的荷電除塵及袋除塵的過濾攔截機理有機（jī）結合的一種除塵技術，前部設置一個電場的電除塵，捕集大量粉塵，沉降高溫煙氣中的顆粒，緩衝均（jun1）勻氣流，後部裝設濾（lǜ）袋，收集細粉塵。
主要技術特點：
a)煙塵排放（fàng）不受煤（méi）質變化影響，長期穩定保持低排放，出（chū）口排放濃度值（zhí）低於20mg/m3。
b)在相同工況和運行條（tiáo）件下（xià），運行阻力比（bǐ）袋式除塵器低。
c)濾袋使用壽命長。電（diàn）袋複合除塵器在正常（cháng）情況（kuàng）下使用壽命（mìng）可以達到4a以上，目前好長使用壽命已達到（dào）8a。
d)操作便捷、維護簡單。
e)節（jiē）能明顯。配置高壓電源數量及（jí）容量僅為（wéi）傳統常規電除塵器的1/4左右，大幅度節省了除塵器（qì）電耗;電袋複合除塵器平均運（yùn）行阻力低、濾袋區清（qīng）灰頻率低，壓縮空氣耗量少，節省（shěng）了引風機、空壓機的電耗。
f)捕集細顆粒物(PM2.5)效率（lǜ）高，電袋複合除（chú）塵器協同發揮電場區使細顆粒物發生（shēng）極化或凝並及濾濾袋區高效過濾的作用，對細顆粒物(PM2.5)具有極高的（de）捕集效率[1]。
電袋複合除塵器具有長期（qī）、穩（wěn）定低排放的特點，且不受煤質變化的影響，好適合中國（guó）煤質多變的條件[2]。在一般情況，電袋複合除塵器可（kě）保證除塵器出口煙（yān）氣粉塵濃度為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（de）問題
目前（qián）中國部分燃煤電廠煙（yān）塵排放不穩定，存在超標現（xiàn）象（xiàng），主（zhǔ）要原因（yīn）是設計燃用煤種與實際煤種偏差較大，煙氣工況變化較大、設備選型（xíng）不合理、製造和安裝質量出現問題（tí）、運行管理問題等都會使除塵效率下降，達不到設計（jì）要求。通過（guò）對國內燃煤電廠除塵技術使用現狀（zhuàng）的研究，各種除塵技術（shù）處理後，煙塵難以實現超低排放的要求，必須對單一的（de）除塵技術進行優化（huà），協同（tóng）治理。
3燃煤電廠煙塵超低排放技術路線探討
針（zhēn）對燃煤電廠煙（yān）塵排放越來越嚴格（gé）的要（yào）求，國內開發了多種新除塵技術，為超低排放奠定了基礎。煙塵的超低排放控製技術呈現出多元化的選擇，主（zhǔ）要針（zhēn）對對現行除塵技術具有良好改造效果的低低溫靜電除塵、濕式電除塵技術（shù）為核心的超低排放（fàng）技術進行比選研（yán）究。
3.1低低溫電除塵技術為核心的（de）超低（dī）排（pái）放技術（shù）
低低溫靜（jìng）電除塵技術是指在空氣預熱器和（hé）電（diàn）除塵器之間有煙氣換熱器（qì），其運行溫度由通常的低溫狀態(120℃——170℃)下降到低低（dī）溫狀態(90℃——110℃左右)，這種煙氣換熱器和電除塵器（qì）的組合稱為低（dī）低溫電除塵器。其工作（zuò）原理是：
煙溫降（jiàng）低，使得粉塵比電阻降低（dī），粉塵的荷電性（xìng）能提高;煙溫降低，煙氣（qì）量減少，電除塵器電場風速也得以降低;煙溫降低，煙氣中顆粒（lì）及氣體分子熱運（yùn）動能力減弱，氣（qì）體擊穿電壓提高，粉塵趨近速度提高;當除塵器入口煙氣溫度已經降到（dào）露點（diǎn）溫（wēn）度以下，可（kě）去除絕大部分SO3，減小尾部煙氣低溫腐蝕[3]。
技術特點：
a)煙氣的體積流量得（dé）以降低（dī），電場煙氣通道內的（de）煙氣流速也相應（yīng）降（jiàng）低。根據（jù）相關（guān）質料，煙溫下降10℃，煙氣量下降2.5%。
b)比電阻下降到108Ω˙cm——1010Ω˙cm，是電除塵器不錯工作範圍，克服了電除塵器對粉塵比電（diàn）阻敏（mǐn）感這（zhè）一弊病，避免了（le）反電暈的發生，是解決電除（chú）塵器對（duì）付高比電阻粉塵治本（běn）之措。
c)煙溫下降10℃，煙氣的擊穿電壓升（shēng）高3%，對電除塵器提效非常有利。
d)可降低濕（shī）法脫（tuō）硫工藝水（shuǐ）量（liàng）約30%。
e)回熱走低（dī）加係統，可節（jiē）煤1g/(kW˙h)——3g/(kW˙h)。
f)係統阻力下降，引風機接（jiē）電約10%。
g)在（zài）灰硫比大於（yú）100時，SO3的去除率可達95%，大大減少對下遊係統的低（dī）溫腐蝕。
該技術適用條件：
a)進入低（dī）低溫電除塵器係（xì）統的煙氣含塵濃度不大於100g/m3。
b)燃煤收到基硫分應不大於2%，煙氣灰硫比宜大於100。
c)入口煙氣（qì）溫（wēn）度。熱回收器應小於200℃，再加熱器宜為50℃上下。
d)低低溫電除（chú）塵器應工作（zuò）在85℃——110℃範圍，再加熱（rè）器應不小（xiǎo）於70℃。
e)低低（dī）溫電除塵器換熱介質宜采用水媒介，煙氣與水（shuǐ）換（huàn）熱冷端端差、熱端端差應大於20℃。
2013年7月實測南昌發（fā）電廠1號機組低低溫電除塵器，入口煙溫由（yóu）140℃下降到95℃，除（chú）塵器出口煙塵濃度（dù）由58mg/m3下降到16mg/m3。通過對低低溫靜電除塵技術特點的分析，配合協同治理技術，是可以實現煙塵超低排放的。典型技術路線為：煙氣換熱裝置→低低溫電除塵器→高脫硫、除塵效率的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置（zhì）(WFGD)→煙（yān）氣再熱（rè）裝置(FGR，可選（xuǎn）擇安裝)。
a)煙塵排放濃度達到<10mg/m3的協同治理技術方（fāng）案。適用煤質：灰分<25%、硫分<2%、燃煤熱值>18MJ/kg，灰硫比適宜時，超過此（cǐ）範圍的煤質需進（jìn）行分析、論證。技術參數配置：低低溫電除塵器入口煙溫低於酸露點(一般（bān）可取90℃)，入口煙塵濃度<30mg/m3。
b)煙塵排放濃度達到（dào）<5mg/m3的協同治理技術方案。適用煤質：灰分<20%、硫分<1.5%、燃煤熱值>20MJ/kg，灰（huī）硫（liú）比適宜時（shí），超過此範（fàn）圍的煤質需進行分析（xī）、論證。技術參數（shù）配置：低（dī）低溫電除塵器入口煙溫低於酸露（lù）點(一般可取90℃)，入口煙塵濃度<15mg/m3。
3.2濕式電除塵為核心的超低排放技術
濕式電除塵器(WESP)與幹式電除塵（chén）器的除塵原理基（jī）本相同，都要經曆氣體電離、粉塵荷電、收集和清（qīng）灰四個階段。其工（gōng）作原理（lǐ）是：采用自衝刷、噴霧衝刷和液膜衝（chōng）刷等方式來進（jìn）行清灰。目前，濕（shī）式電除塵器根據極板材質和型式的不同，大（dà）致可分為金屬板式（shì）、柔性電極式、導電玻璃鋼式（shì）三種類型。
技術特點：
a)WESP具有除（chú）塵效率高、沒有高比電阻反電（diàn）暈、沒有運動部件、沒有二次揚塵、運行穩定（dìng）、壓力損失小、操作簡單、能耗低等優點;濕式電除塵器采用（yòng）液體衝刷集塵極表麵來進行清灰，可有效（xiào）收集微細（xì）顆粒物(PM2.5粉塵、SO3酸（suān）霧、氣溶膠（jiāo）)、重（chóng）金屬(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有機汙（wū）染物(多環芳（fāng）烴、二惡英)等，綜合治理能力強。使用（yòng）濕式（shì）電除塵器後，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（shī）法（fǎ）脫硫（liú）之（zhī）後使（shǐ）用，可解決濕（shī）法脫硫帶來的石膏雨、藍煙、酸霧問題，緩解下遊煙道（dào）、煙囪的腐蝕問題，節約防腐成本。濕式電除塵器（qì）能實現超低排（pái）放（fàng），徹底（dǐ）解決煙囪排放問（wèn）題，達到“一勞永逸”的效果。
b)濕式電除塵器（qì）用水清灰，耗水量（liàng）大。
c)濕式電除（chú）塵器所處環境腐蝕性強，需要解決濕式電除（chú）塵器的防腐問題。
該技術（shù）適用條件：
a)適合用於排（pái）放要求高，對多種汙染物排放均有（yǒu）較高要求的電（diàn）廠。
b)適用於（yú）前端除塵器改造難度大、費用高（gāo）的場合。
c)濕法脫（tuō）硫後煙塵（chén）濃度增加導致（zhì）排放超標，且濕法脫硫（liú）係統改造難度大，難以實現煙塵穩定達（dá）標排放的項目。
通過分析濕式電除塵器除塵技（jì）術（shù）特點，配合協同治理技術，是可以實現煙塵超低排放的。通過幹式除塵及新技術(低低溫、旋轉（zhuǎn）電極等)與濕式（shì）除塵的不同組合及濕法脫硫係統協同除塵，可以得（dé）到多種煙塵超低排放工藝路線，典型技術路線（xiàn）為幹式除塵（chén）器→高脫硫、除塵效率的石（shí）灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置(WFGD)→濕式電除塵器→煙氣再熱裝置(FGR，可選擇安（ān）裝)。
該工藝技術（shù）的主（zhǔ）要設備有高效幹式除塵、濕法脫硫、濕式電除（chú）塵器（qì），幹（gàn）式除塵設備可（kě）選用低低溫電除塵器、電袋複合除塵器、袋除塵器等，要求出口煙塵排放濃度≤20mg/Nm3。濕式電除塵器有（yǒu）效地避開了（le）粉（fěn）塵比電阻對幹式電除塵（chén）器的影響及沒有機（jī）械振（zhèn）打清灰產生的二次揚塵，同時靜電和水（shuǐ）霧相結（jié）合可顯著提高除塵效（xiào）率。
燃（rán）煤電廠（chǎng）濕法脫硫後配套濕式電除塵器，真正使大氣汙（wū）染物煙塵排放濃度達到超低排放(≤10mg/Nm3或5mg/Nm3)，實現超低排放。國（guó）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、內蒙古蒙西電廠1號300MW機組、江蘇泰（tài）州電廠二期（qī）工程2×1000MW機組（zǔ）等均進行濕式電除塵器改造，均實現（xiàn）了煙塵的（de）超低排放[5]。
3.3燃煤電廠煙塵超低排放技術改（gǎi）造建議
通過對新除塵技術及燃煤電廠煙塵（chén）“超低排放”的技術（shù）探討，結合燃煤電廠現（xiàn）役機組超低排放的（de）要求及改造條件，建議：
a)現有除塵方式除塵器出口煙塵排放濃度小於（yú）20mg/m3的（de）除塵器可以考慮不再進行除塵（chén）器改造，可在脫硫塔後加裝濕式電除塵器。
b)采用布袋除塵器或電（diàn）袋除塵器的機組，除塵器出口煙塵（chén）排放濃度小於30mg/m3、大於20mg/m3的除塵器，應對選除（chú）塵器進行改造。同時，在脫硫塔後（hòu）加裝濕式電除塵器。
c)除塵器出口煙塵排放濃度在（zài）50mg/m3左右的電除塵器（qì），機組灰硫比較大（dà），可進行低低溫電除塵器技術進行改造。如場地受限，也（yě）可以對電除塵器進行電袋或袋除塵（chén）器改造，同時，在脫硫塔後加裝濕式電除塵器。
4結語
目前圍繞滿足超（chāo）低排放標準的要求，多種（zhǒng）除塵器新技術的開發和研（yán）究不斷呈現新成（chéng）果，通過對低低溫電除塵、濕式電除塵器技術特點及適用條（tiáo）件的研究（jiū），各種以低低溫電除塵、濕式電除塵器為核心超低排放（fàng）技術的均能夠實現超低排放，可以有效降低煙塵的排放，減少對環境空氣的汙染。
在選擇煙（yān）塵超低排放（fàng）技術時，還需結合不同區域經濟、資源、環境條（tiáo）件、煤質差異（yì）及各煙氣治理設施之間的相互（hù）影響等進（jìn）行係統化的全過程進行考慮。由於煙塵超低排放技術需要“協同治理”，在每個裝置脫除其（qí）主要目標汙染物的同時，協同脫（tuō）除其它（tā）汙染物或為下遊裝置脫除（chú）汙染物創造有利（lì）條件（jiàn）。所以各係統（tǒng）需要正常（cháng）運行至關重（chóng）要，三分技術，七分管理”，應製定嚴格和科學的操作、維護（hù）、管理規（guī）程，並（bìng）加強對員工的培訓（xùn）。
