除塵改造方案比較及濕式電除塵器技術(shù)
《火電廠大氣污染排放標準》規(guī)定，現(xiàn)有火電廠最遲于2014年7月1日前完成貫標工作，其中煙塵煙囪排放濃度限值為30mg/Nm3，對于重點區(qū)域的火電廠實行20mg/Nm3煙塵排放濃度特別限值。
1、移動電極電除塵、電袋復合式電除塵及濕式電除塵技術(shù)性能比較：
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序號 |
移動電極除塵器 |
電袋復合除塵器 |
濕式電除塵器 |
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1 |
除塵效率、排放濃度 |
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1.1 |
除塵效率可達99.8%，煙塵排放濃度30mg/Nm3 |
除塵效率可達99.9%以上，煙塵排放濃度≤20mg/m3 |
除塵效率可達99%以上，關(guān)鍵布置在脫硫后，排放濃度可達≤15mg/m3 |
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1.2 |
煤種、灰比電阻變化影響除塵效率 |
煤種、灰比電阻變化不影響除塵效率 |
煤種、灰比電阻變化不影響除塵效率 |
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1.3 |
對微細顆粒和重金屬顆粒的脫除率較低 |
對微細顆粒和重金屬顆粒的脫除率較高 |
對微細顆粒（含PM2.5）、石膏雨、重金屬顆粒的脫除率較高 |
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2 |
運行阻力 |
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2.1 |
300Pa |
800～1200Pa |
250Pa |
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3 |
結(jié)構(gòu) |
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3.1 |
結(jié)構(gòu)復雜 |
技術(shù)結(jié)構(gòu)較復雜 |
技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單 |
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4 |
對煤種適應性 |
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4.1 |
受煤種變化影響較大 |
適應燃燒劣質(zhì)煤，使用不受煤質(zhì)灰分限制 |
適應任何煤種，不受煤灰特性影響 |
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4.2 |
高二氧化硅和三氧化二鋁不易收塵 |
灰中二氧化硅和三氧化二鋁等對濾袋磨損輕 |
適應任何煤種，脫硫必須投運 |
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4.2 |
對PM10和PM2.5收集效率低 |
除塵效率不受比電阻值、入口濃度影響，對PM10和PM2.5收集效率較低 |
除塵效率不受比電阻值、入口濃度影響，對PM10和PM2.5收集效率很高 |
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4.3 |
對負荷變化適應性較好，運行管理較復雜 |
對負荷變化適應性較好，運行管理較復雜 |
對負荷變化適應性較好，運行管理較簡單 |
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5 |
可靠性 |
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5.1 |
不能長期保證 ≤30mg/Nm3 |
能長期保證煙塵排放濃度≤20mg/m3 |
能長期保證煙塵排放濃度≤15mg/m3 |
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5.2 |
極板、線 15 年更換一次；轉(zhuǎn)動機械 8年更換一次。 |
布袋每4~5年更換一次 |
采用防腐蝕較好的材料可以達到15年不更換 |
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5.3 |
機械振打清灰，周期可調(diào) |
濾袋清灰壓力0.2～0.25MPa，濾袋清灰間隔 90 分鐘左右 |
清灰系統(tǒng)簡單 |
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6 |
啟停爐運行方式 |
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投油點爐時除塵器不投 |
啟動前需進行預除灰 |
脫硫投運后即可投運 |
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上表對幾種除塵方式技術(shù)性能做了比較。從除塵效率和排放濃度要求上來看，只有電袋復合除塵和濕式電除塵可以達到排放要求。進行移動電極除塵改造后，末電場換成移動電極，性能上相當于五電場，可以將設(shè)計排放降到30mg/Nm3，難以達到重點地區(qū)排放要求。移動電極的除塵性能受比電阻的影響較大，而電袋除塵和濕式除塵則不受影響。移動電極對微細顆粒和重金屬顆粒脫除效率較低，電袋復合除塵器的脫除率較高，濕式電除塵對含PM2.5的微細顆粒及石膏雨等和重金屬顆粒的脫除率較高。電袋除塵的運行阻力最大，達到800～1200Pa，濕式電除塵最低，只有250Pa，因此從阻力上所帶來的經(jīng)濟負擔來看，濕式電除塵最小。三種除塵工藝中，移動電極結(jié)構(gòu)最為復雜，因此對運行水平要求高，系統(tǒng)維護較為困難。
2、經(jīng)濟性比較
以某臺300MW機組為例，幾種改造方案的初投資以濕式電除塵為最高，需要約2350萬元，電袋復合式次之，2250萬元，移動電極改造初投資最低，為1080萬元。
在三種除塵方案中，因電袋增加阻力最大，設(shè)備運行費用也最高，年運行維護費約為287.5萬元。移動電極因結(jié)構(gòu)復雜，運行維護費用次之，為275.6萬元。濕式電除塵的年運行維護費用為97萬元。幾種改造方案的工期相差不大，都在三個月左右。
基于以上分析，雖然濕式電除塵改造會比電袋改造高出100萬元，但電袋的年運行維護費用高達287.5萬元，而濕式電除塵的年運行維護費用只有90萬元。一年運行下來，濕式電除塵比電袋除塵可節(jié)省97.5萬元。后繼年份的運行維護中，節(jié)省的費用更為可觀。整體來看，濕式電除塵在經(jīng)濟性上更有優(yōu)勢。
綜上，濕式電除塵用在濕法脫硫之后，具有以下優(yōu)點：
（1）穩(wěn)定實現(xiàn)超低排放，滿足當前國家新排放標準要求；
（2）有效脫除PM2.5微細粉塵和氣溶膠，改善煙囪透明度，滿足更長遠的國家空氣質(zhì)量控制要求；
（3）有效脫除SO3，緩解下游煙道、煙囪的腐蝕，減少防腐成本；
（4）解決濕法脫硫帶來的石膏雨，藍煙酸霧環(huán)境問題。
（5）濕式電除塵可以在很長一段時間內(nèi)滿足國家越來或嚴格的環(huán)保要求（如未來可能對空氣污染物Hg、As的排放也提出要求），達到“一勞永逸”的效果。
缺點：（1）消耗一定水量，需灰水處理。
濕式電除塵器的灰水經(jīng)處理后循環(huán)使用，部分污水作為濕法脫硫工藝補水，原濕法脫硫的工藝補水減少等量補給濕式電除塵器，形成濕法脫硫與濕式電除塵器的總體水平衡，實現(xiàn)濕式電除塵器零水耗運行。
（2）初投資較高。
3、濕式電除塵的可靠性
上個世紀七十年代，歐美與日本的燃煤電廠開始在濕法脫硫后加裝濕式電除塵器，用以去除煙氣中的超微粉塵、硫酸根、重金屬等污染物，取得了良好的效果，煙囪排放普遍控制在10mg/Nm3左右，部分場合甚至可以達到5mg/Nm3的極低排放。2011年底，龍凈建立了國內(nèi)首臺燃煤鍋爐濕式電除塵器中試裝置，運行期間，除塵器入口含塵濃度高達513mg/Nm3，出口排放僅9.3mg/Nm3，除塵效率98.19%；對捕集到的粉塵進行粒徑分析，發(fā)現(xiàn)PM10以下的粉塵占90%，PM2.5以下的粉塵占30%，表明濕式電除塵器對細微粉塵具有高效脫除的特性；對噴淋水與排出水的pH值對比測試也表明，濕式電除塵器對SO3具有很高的脫除能力。
4、濕式電除塵器布置方案
在濕法脫硫后增設(shè)一臺2電場濕式電除塵器。濕式電除塵器的灰水經(jīng)處理后循環(huán)使用，部分污水作為濕法脫硫的工藝補水，原濕法脫硫的工藝補水減少等量補給濕式電除塵器，形成濕法脫硫與濕式電除塵器的總體水平衡，實現(xiàn)濕式電除塵器零水耗運行。
濕式靜電除塵器布置在脫硫系統(tǒng)后，沖洗水箱和水泵等均可布置在除塵器下部，故需要增加布置場地，特別是對于老機組改造，由于可供改造有場地有限，場地布置將成為一個主要問題。應明確濕式電除塵器的型式和布置方案，建議濕式電除塵器的布置方案結(jié)合脫硫系統(tǒng)改造統(tǒng)籌考慮。
