低低温电除尘技术的研究及应用
中国环保产业2014.3
郦建国，郦祝海，何毓忠，赵海宝，余顺利（浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江 诸暨 311800）
摘 要:低低温电除尘技术是实现燃煤电厂节能减排的有效技术之一，可进一步扩大电除尘器的适用范围，满足新环保标准要求，并可去除烟气中大部分的SO
3
，此技术在国外得到了工程实践的考验，国内也正进行有益的探索和尝试，已有600MW机组的投运业绩。文章归纳了低低温电除尘技术的发展及技术特点，分析了该技术的研究现状，列举了国内外工程应用案例，对该技术的核心问题及对策措施进行了探讨，为我国燃煤电厂低低温电除尘技术的应用和发展提供了借鉴。
关键词:低低温电除尘技术;除尘效率;燃煤电厂;节能减排;对策
中图分类号:X701.2 文献标志码:A 文章编号:1006-5377（2014）03-0028-07
低低温电除尘技术的研究及应用
引言
我国以煤炭为主的能源供应格局在未来相当长的时间内不会发生根本性改变，因此燃煤电厂污染物排放问题一直是人们关注的热点。《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）的出台，将烟尘排放浓度限值由50mg/Nm3降至30mg/Nm3，重点地区降至20mg/Nm3，达到了与欧美发达国家同样严格的标准要求。《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）增设了PM
2.5
排放浓度限值，并给出了监测实施的时间表。鉴于中国煤种多变等特殊国情，新环保标准的实施，对电除尘技术来说，既是挑战更是机遇。
电除尘器因其具有除尘效率高、设备阻力低、处理烟气量大、运行费用低、维护工作量少且无二次污染等优点，长期以来在电力行业除尘领域占据着绝对的优势地位。国内电除尘领域的众多专家在对国内煤种的适应性进行了研究后，认为在满足新排放标准并保证经济性的前提下，电除尘器仍有广泛的适应性。但电除尘器的除尘效率与粉尘比电阻有很大的关系，低低温电除尘技术可大幅度降低粉尘的比电阻，避免反电晕现象，从而
提高除尘效率，不但能实现低排放，当采用低温省煤器时，还可节省能耗，同时去除烟气中大部分的SO
3
。该技术在日本已得到工程实践的考验。随着我国节能减排政策执行力度的进一步加大，国内对该技术的关注度也日益增加。
1 低低温电除尘技术概述
1.1 低低温电除尘技术发展历史
低低温电除尘技术是从电除尘器及湿法烟气脱硫工艺演变而来[1-2]。在日本已有近20年的应用历史。三菱重工于1997年开始在大型燃煤火电机组中推广应用基于MGGH管式气气换热装置使烟气温度在90℃左右运行的低低温电除尘技术，已有超6500MW的业绩，在三菱重工的烟气处理系统中，低低温电除尘器出口烟尘浓度均
小于30mg/Nm3，SO
3
浓度大部分低于3.57mg/Nm3，湿法脱硫出口烟尘浓度可达5mg/Nm3，湿式电除尘器出口烟尘浓度可达1mg/Nm3[3,20]以下。目前日本多家电除尘器制造厂家均拥有低低温电除尘技术的工程应用案例，据不
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（Hitachi）等。
1.2 低低温电除尘技术简介
换热装置（MGGH）降低电除尘器入口烟气温度至酸露点温度以下，一般在90℃左右，使烟气中的大部分SO 3在低温省煤器或MGGH中冷凝形成硫酸雾，黏附在粉尘上并被碱性物质中和，大幅降低粉尘的比电阻，避免反电晕现象，从而提高除尘效率，同时去除大部分的SO 3，当采用低温省煤器时还可节省能耗。
低低温电除尘系统布置如图1所示，与传统工艺路线布置不同的是，电除尘器的上游布置了GGH热回收器。
硫系统后的再加热器，提高烟囱烟气温度，该工艺路线在日本应用非常广泛。1.3 低低温电除尘技术特点
根据在日本电厂的应用情况，与传统电除尘器相出口烟尘浓度低于30mg/Nm 3，通过湿法脱硫装置保证出口烟尘浓度小于10mg/Nm 3排放[6]。
图1 低低温电除尘系统布置图
图4 粉尘比电阻与烟气温度的关系
）典型系统布置图二
20~30 含尘浓度（mg/m 3）
比电阻（Ω·c m ）
101010101010烟气温度（℃）
3
2
3: 8～10 vol %H O : 3.57～49.98mg /Nm SO 测试环境
腐蚀率（%）
：实验数据2）击穿电压上升。排烟温度降低，使电场击穿电压上升，除尘效率提高。从以下经验公式看，排烟温度每降低10℃，电场击穿电压将上升3%[9]。
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式中： U =击
—实际击穿电压（V ）；0U —温度为0)(t
T T 时的击穿电压（V ）
0386
1.20
0T T t U U ?=击
上升温度（℃）＋273（K ）； 0)(t T ＝273K。而在实际应用中，由于可有效避免反电晕，击穿电压有更大的上升幅度。
3）烟气量降低。由于排烟温度降低，烟气量相应下降，电除尘电场风速降低，比集尘面积增加，有利于粉尘的捕集。
（2）可除去绝大部分SO 3
电除尘器烟气温度降至酸露点以下，气态的SO 3将转化为液态的硫酸雾。因烟气含尘浓度很高，粉尘总表面积很大，这为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件。当灰硫比（D/S），即粉尘浓度（mg/Nm 3）与硫酸雾浓度（mg/Nm 3
）之比大于100时，烟气中的SO 3去除率可达到95%以上，SO 3质量浓度将低于1ppm （约3.57mg/Nm 3）[4]。
日本通过实验得出燃煤电厂烟气处理系统中硫酸雾质量浓度变化趋势情况如图5所示，80℃～90℃的低低温电除尘系统除硫酸雾或SO 3效率明显高于130℃～150℃的
常规电除尘系统[10]。
重，影响除尘性能。图6表示了烟气温度与ESP除尘效率的关系及ESP出口烟尘浓度的构成。从图6可以看出，常
规电除尘器中排放的烟尘主要是未能捕集的一次粒子，而低低温电除尘器中二次扬尘部分是主体，未采取特别对策的低低温电除尘器的二次扬尘主要由振打再飞散粉尘组成，而未能捕集的一次粒子仅仅占很小一部分。低低温电除尘器如不对二次扬尘采取针对性的措施，烟尘排放量将会超过常规电除尘器，但在采取特别对策后，烟尘排放浓度可大幅降低[6]。
（3）当采用低温省煤器时，节能效果明显对1台1000MW机组低低温电除尘系统的节能效进行果计算分析，烟气温度降低30℃，可回收热量1.64×108kJ/h （相当于1.2吨标煤/h ），节约湿式脱硫系统水耗量70t/h，同时，烟气温度降低后，实际烟气量大大减少，这不仅可以降低下游设备规格，而且可使风机（IDF）的电耗约减少10%，脱硫系统用电量由原来的1.3%减小到1.0%[4,6,11]。
（4）二次扬尘加剧
粉尘比电阻的降低会削弱捕集到阳极板上的粉尘静电黏附力，从而导致二次扬尘现象比常规电除尘器严
图5 硫酸雾浓度变化趋势
烟气温度与ESP除尘效率
ESP出口烟尘浓度的构成
图6 烟气温度与ESP除尘效率及ESP出口烟气浓度的构成
2 低低温电除尘技术研究现状
2.1 低温腐蚀问题
由于烟气温度在MGGH中被降低至90℃左右，低于
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题，有日本学者的研究结果显示，合适的ESP入口粉尘
浓度可以保证SO 3凝聚在粉尘表面，不会发生设备腐蚀[13]。三菱重工的研究结果显示当灰硫比大于10时，腐蚀率几乎为零（如图7a所示），三菱重工已交付的火电厂的低低温电除尘器灰硫比一般远大于100，都没有低温腐蚀问题[4]。美国南方电力公司也通过灰硫比来评价腐蚀程度（如图7b
所示）[14]
，当低低温电除尘器采用含硫量为2.5%的燃煤时，
灰硫比在50～100之间可避免腐蚀，当采用含硫量更高的燃煤时，为避免腐蚀，灰硫比应大于200。
高，其对应的酸露点温度就越高，发生腐蚀的风险会增加。低低温电除尘器对高硫煤的腐蚀情况还有待进一步研究[16-18]。
常陆那珂电厂将高硫煤和次烟煤等混合后燃用，在一定程度上解决了高硫煤低温腐蚀问题。
总之，低低温电除尘器一般不存在腐蚀问题，但对高硫煤工况尚未见工程应用。2.2 二次扬尘问题
在低低温电除尘系统中，二次扬尘会对烟尘排放起决定性的作用，应采用防止二次扬尘的措施。现有的措施有：1）采用离线振打技术。在振打时关断该通道的气流，也可配合断电振打来提升极板的清洁效果（如图8所示），三菱重工主要采用这种技术。2）
采用移动电极电除尘技术[11] ，日立主要采用这种技术。3）出口封头内设置收尘板
式的出口气流分布板，使部分来不及捕集或二次飞扬的粉尘进行再次捕集[7-8]。
a.灰硫比（D/S）与腐蚀率的关系
b.美国某项目评价腐蚀方法
比电阻（Ω·c m ）
1010101010烟气温度（℃）
3
2
3: 8～10 vol %H O : 3.57～49.98mg /Nm SO 测试环境
16
141210864
20灰硫比（D/S ）
腐蚀率（%）
：实验数据
采用离线振打技术增大了电除尘器尺寸，增加了成本和结构的复杂性，需要对隔离门进行维
护，当一个室因振打而关闭时会破坏正常的气流[13,19,20]。2.3 灰斗堵塞问题
[7]。
国外低低温电除尘技术已有近20年的应用历史，投运业绩超过20个电厂，机组容量累计超15,000MW，国外
的试验。日本各电厂的燃煤稳定，因此其酸露点温度也较稳定。由于燃煤含硫量越高，烟气中的SO 3浓度越
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投运情况为低低温电除尘技术的国内应用提供了借鉴。国内在2010年开始加大该技术研发，目前已有600MW 机组投运业绩。
3.1 石川岛播磨（IHI）的常陆那珂1号机组
石川岛播磨（IHI）的常陆那珂1号机组1000MW燃煤电厂2003年12月投运，热回收器从烟气中吸收相当于发电量的3%～5%的热量[16，21]，其工艺流程为：含有高浓度粉尘和SO 3的烟气通过空气预热器将烟气温度从370℃降到138℃，通过MGGH将烟气温度降至92℃，然后进入低低温电除尘器，出口烟尘浓度为30mg/Nm 3，出口烟气温度90℃，除尘效率为99.8%。脱硫装置出口SO 3浓度111mg/Nm 3、塔内流速4.0m/s、石膏纯度在95%以上、石膏含水率在10wt%以下，为了使脱硫装置出口烟气温度达到酸露点以上，符合日本烟气排放的温度标准，通过烟气再加热器将温度升高到90℃左右，烟尘排放浓度小于8.0mg/Nm 3且避免了对下游设备的腐蚀 [16,17,21]。由于脱硫系统的除尘效率较高，一般可达80%左右，因此低低温电除尘器的出口烟尘浓度限值设置在30mg/Nm 3是合理的。
运煤设备考虑了混煤运用的设计，通过调节两台煤炭装载输送机的排出速度，可按任意比率在输送带上进行混煤。对于含硫高的煤和次烟煤等对低低温电除尘器存在运行风险的煤种，可通过混煤加以利用。3.2 日本日立（Hitachi）碧南电厂4、5号机组
日本日立已将“DeNO x 系统+低低温电除尘器+DeSO x
系统+湿式电除尘器”技术成功应用在日本中部电力株式会社的碧南电厂1000MW燃煤机组中，碧南电厂共有五台机组，其中4#、5#炉1000MW机组均为低低温电除尘器，分别于2001年、2002年投运。如图9所示，进入移动电极电除尘器的烟气温度为80℃～90℃，GGH进口粉尘浓度为5～30g/Nm 3，低低温电除尘器出口烟尘浓度小于30mg/Nm 3，脱硫系统出口烟尘浓度3～5mg/Nm 3，湿式电除尘器出口烟尘浓度0.32～1.0mg/Nm 3，烟囱入口SO 3浓度小于0.286mg/Nm 3，此工艺通过移动电极解决了低低温电除尘器二次扬尘问题[22-23]。
3.3 日本电源开发株式会社的橘湾火力发电站2号机组
由日本电源开发株式会社提供的橘湾电厂2号机组（1050MW）配套低低温电除尘器于2000年12月开始商业运转，设计温度90℃，测试温度96℃，设计低低温电除尘器出口烟尘浓度24.0mg/Nm 3，测试低低温电除尘器烟尘出口浓度3.7mg/Nm 3，测试烟囱出口烟尘排放浓度为1mg/Nm 3 [3，13]。
国外低低温电除尘器出口烟尘浓度设计为低于30mg/Nm 3，国外由于脱硫系统除尘效率较高，这个低低温电除尘器烟尘出口浓度设计是合理的，实际上，低低温电除尘器烟尘出口浓度可以更低，比如广野电厂600MW机组低低温电除尘器烟尘出口浓度为16.4mg/m 3，橘湾电厂2号机组1050MW低低温电除尘器烟尘出口浓度为3.7mg/m 3。3.4 国内应用案例
低低温电除尘技术在国外应用非常成熟，也引起了国内业主的广泛关注。福建大唐宁德电厂3#、4#两台600MW燃煤发电机组，每台炉配套双列双室五电场静电除尘器。2010年该机组电除尘器通过采用低低温电除尘技术，并对原电除尘器全面检修，前电场采用高频电源（3#炉），对高低压电控设备进行升级改造，将烟气温度降至93℃左右，低于94℃的烟气酸露点。经测试，4#炉烟尘排放浓度从原约60mg/Nm 3下降到20mg/Nm 3，SO 3脱除率为73.78%[24]。
华能长兴电厂2×660M W 、台州第二发电厂2×1000MW机组等已经签订低低温电除尘器的合同，目前项目正在执行中。
4 低低温电除尘器核心问题及对策措施探讨
由于低低温电除尘器运行温度处于酸露点温度以下，烟尘性质发生了很大的改变，其核心问题主要有：电除尘器选型技术，煤种变化和高硫煤带来的不良影响，二次扬尘、灰斗腐蚀、堵灰、绝缘子室结露、阴极
图9 日本碧南电厂1000MW燃煤机组烟气处理系统
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线材料、人孔门及周围区域的腐蚀等。4.1 选型技术面临挑战
与常规电除尘器相比，低低温电除尘器中的烟尘性质发生了根本性变化，不能用常规的选型方法或经验进行选型设计，需研究针对性的选型技术，这是电除尘器制造商面临的挑战，应加强机理研究，吸取国内外低低温电除尘器运行的实践经验。
4.2 防止煤种变化和高硫煤带来的不良影响
燃煤含硫量越高，相对来说烟气中的SO 3浓度越高，其对应的酸露点就越高，发生腐蚀的风险就会增加。特别要注意当锅炉燃煤收到基硫的重量百分比高于1.0%，尤其当高于1.5%时对低低温电除尘器的影响。4.3 防止二次扬尘
由于烟尘性质的改变，粉尘附着力降低，二次扬尘加剧。因此低低温电除尘器宜采用离线振打技术，即振打清灰时，阻断其一个或多个通道气流通过，并与其振打清灰进行联锁，达到控制二次扬尘的目的；也可采用移动板式电除尘技术，即通过改变末电场清灰方式来最大限度地避免二次扬尘。4.4 防止灰斗腐蚀、堵灰
由于SO 3黏附在粉尘上并被碱性物质吸收中和，收集下来的灰的流动性变差，因此灰斗卸灰角度需大于常规设计，不宜小于65°。作为电除尘器的储灰装置，灰斗需要一定时间存灰，因此灰斗是电除尘器防腐的重点之一，因烟气温度较低，且灰中SO 3含量较高，因此灰斗板材宜采用ND钢或内衬不锈钢板，内衬不锈钢板厚度应不小于2mm。为了防止因结露而引起堵塞，不仅需要较好的保温，还需有大面积的蒸汽加热或电加热，其加热面需超过灰斗高度的2/3。4.5 防止绝缘子室结露
因烟气温度较低，易引起绝缘子结露爬电甚至破损，因此绝缘子应有防止结露的措施，绝缘子室应采用良好的保温措施和电加热，宜采用热风吹扫措施。4.6 选用合理的阴极线材料
低低温电除尘器阴极线采用芒刺线时，由于芒刺线放电较为强烈，需防止芒刺低温腐蚀，芒刺应选用不锈钢材料。
4.7 防止人孔门及周围区域的腐蚀
因烟气温度较低且人孔门周围不可避免地存在一定量的漏风，人孔门及其周围也是容易发生腐蚀的区域之一，因此双层人孔门与烟气接触的内门应采用不锈钢材
料，在每个人孔门周围约1米范围内的壳体钢板宜采用ND钢或内衬不锈钢板。
5 结语
（1）相关研究表明，当灰硫比大于10时，低温腐蚀率几乎为零，三菱重工目前投运的低低温电除尘器灰硫比一般都大于100， 电除尘器几乎不存在低温腐蚀问题。但对高硫煤工况尚未见工程应用，应注意煤种变化和高硫煤带来的影响。
（2）低低温电除尘器的出口烟尘中二次扬尘是主体，应采取防止二次扬尘的措施，可采用离线振打或移动电极电除尘技术。
（3）低低温电除尘技术除尘效率高，SO 3去除率可达90%以上，在所有除尘设备中SO 3去除率最高，当采用低温省煤器时还具有节能效果。该技术可作为环保型燃煤电厂的首选除尘工艺，也可与其它成熟技术优化组合，应用前景广阔。
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技术与工程应用
Technology & Engineering Application
Research and Application on Electric Precipitation Technology
with Low-low Temperature
LI Jian-guo, LI Zhu-hai, HE Yu-zhong, ZHAO Hai-bao, YU Shun-li
(Zhejiang Feida Environmental Science & Technology Co., Ltd, Zhuji Zhejiang 311800, China)
Abstract: The electric precipitation technology with low-low temperature is one of the effective technologies in realizing energy saving and emission reduction in the coal-fired power plant. It can further extend the applicable scale of electric pre -cipitators, meet the requirement of new environmental standards, and can remove off the great mass of SO 3 in flue gas. The technology shows the proof of engineering practices abroad, the helpful exploration and attempt in the country and the opera-tion achievement of 600MW generating set. The paper sums up the development and technical characteristic of the electric precipitation technology with low-low temperature, analyzes the research status of the technology, enumerates the cases of engineering application at home and abroad, probes into the core problem of the technology and countermeasures so as to provide the use for reference in the application and development of the electric precipitation technology with low-low temperature in the coal-fired power plant of the country.
Keywords: electric precipitation technology with low-low temperature; efficiency of dust removal; coal-fired power plant; energy saving and emission reduction; countermeasure
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《北京市大气污染防治条例》开始实施
中图分类号:X32 文献标志码:D 文章编号:1006-5377（2014）03-0024-01
自2014年3月1日起，《北京市大气污染防治条例》（以下简称《条例》）开始实施。从3月1日零时起，北京市环保局组织全市环保执法力量，开展“零点行动”全市大气污染防治专项执法检查，正式启动运用《条例》全面开展大气污染防治。
专项执法检查以燃煤锅炉为重点，对以前检查中发现问题的单位进行突击检查，检查对象集中于燃煤锅炉、混凝土搅拌站、石油化工、餐饮业等重点行业。
检查发现，通州、昌平、怀柔5家企业存在违法排污行为，表现为料堆未采取措施、环保审批手续不全、未安装在
线监控设施、二氧化硫和氮氧化物超标排放等。检查组提出了初步处理意见，拟立案查处。
根据计划，今年4~12月，北京市环保局每月还将根据群众举报、季节特点和日常执法中发现的突出大气污染问题，确定1~2个行业或领域开展专项整治。
对于专项检查中发现的违法单位，北京市将依据《条例》进行处罚，并及时通过媒体曝光，还要纳入企业信用系统，在绿色信贷、上市核查等方面予以限制。
（本刊编辑部摘编）
简 讯
Brief News
低低温电除尘技术的研究及应用
作者：郦建国， 郦祝海， 何毓忠， 赵海宝， 余顺利， LI Jian-guo， LI Zhu-hai， HE Yu-zhong， ZHAO Hai-bao， YU Shun-li
作者单位：浙江菲达环保科技股份有限公司,浙江 诸暨,311800
刊名：
中国环保产业
英文刊名：China Environmental Protection Industry
年，卷(期)：2014(3)
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低低温电除尘技术
低低温电除尘技术 我国大气环境形势日益严峻，环保要求日趋严格。2014年9月12日，国家发展改革委、环境保护部、国家能源局联合发布《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020年)》，要求东部十一省新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值。 这表明通过新技术、新工艺、新路线达到超低排放的要求，是火电行业迫在眉睫的一道课题。在此背景下，低低温电除尘技术的研发及推广得到了政府部门的高度重视，国家科技部、环保部等部门在政策、项目和资金上给予大力支持，国内环保企业联合大专院校与燃煤电厂，也加大了对这些技术的研发、推广力度。 国内现已通过自主研发、技术引进或成立合资公司的方式在该技术上取得了较大突破，掌握了其核心技术，并在华能长兴电厂等工程项目中成功应用。 1低低温电除尘器的的原理及技术特点 1.1除尘效率 高低低温电除尘技术是指通过热回收器降低电除尘器低低温电除尘技术的工程应用入口烟气温度至酸露点以下(一般在90℃左右)，使烟气中的大部分SO3在热回收器中冷凝成硫酸雾并黏附在粉尘表面，粉尘性质发生很大变化，比电阻大幅下降，从而避免了反电晕现象，同时由于烟气温度降低致使烟气量下降，电除尘器电场内烟气流速降低，增加了粉尘在电场的停留时间，比集尘面积提高，除尘效率得以较大幅度的提高。 1.2去除烟气中大部分SO3 由于入口烟气温度降至酸露点以下，气态的SO3将转化为液态的硫酸雾，因烟气含尘浓度高，粉尘总表面积很大，为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件。相关研究表明低低温电除尘技术对于SO3的去除率至少在80%以上，最高可达95%以上，是目前SO3去除率最高的烟气处理设备。 1.3提高湿法脱硫装置协同除尘效果 日立公司对低低温电除尘器与常规电除尘器出口粉尘粒径、电除尘器出口烟尘浓度与脱硫系统出口烟尘浓度关系作了研究，研究表明低低温电除尘器出口粉尘平均粒径在3μm左右，明显大于常规电除尘器，当采用低低温电除尘技术时，可有效提高湿法脱硫装置协同除尘效果，脱硫出口烟尘浓度明显降低。 1.4节能效果明显 低低温电除尘技术节能效果明显，有研究表明，以1台1000MW机组低低温系统为例，烟气温度降低30℃，可回收热量1.64×108kJ/h(相当于1.2t标煤/h);可节约湿法脱硫系统水耗量;烟气温度降低后，实际烟气量大大减少，可降低下游设备规格，风机的电耗减小，脱硫系统用电量减小。 1.5二次扬尘有所增加 由于粉尘比电阻的降低会削弱捕集到阳极板上的粉尘的静电黏附力，从而导致低低温电除尘器的二次扬尘现象比常规电除尘技术有所增加，使得除尘性能有所下降。二次扬尘形成原因如图1所示。 2华能长兴电厂660MW机组超低排放的技术方案
电除尘器说明
第二章 电式除尘器仿真设计的数学模型 2.1 电除尘器除尘机理 在电除尘技术中，粉尘的捕集主要是利用在电晕电场中粉尘荷电后移向异性电极而从气流中分离出来的原理，涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除等三个基本过程，它主要分为四个阶段[2]: (1)施加电场 在一对电极之间施加电压，就可以建立起电场，它的作用是：(a)在高压放电极附近的场强很强，造成气体的电离，产生大量离子，形成电晕放电的必要条件；(b)电场促使离子与尘粒碰撞，使尘粒荷电；(c)驱动荷电尘粒向收尘极移动。 (2)气体的电离(电晕放电) 电除尘器中能够形成电晕放电的基本条件是，在正负电极间的电位差，应保证形成使气体电离发生电晕放电的非均匀电场。在放电极表面电场强度最大，距放电极愈远电场强度愈小。电晕放电原理如图2-1所示。电子和阴离子是电场中粒子荷电的来源。实验证实电场中离子的迁移速度与电场强度成正比，可用下式表示: 0i u K E = （2-1） 式中 0u ——离子的迁移速度，m s ； E ——电场强度，V m ； i K ——离子迁移率，2 m (V m )?。 图2-1电晕放电原理图
(3)尘粒荷电 尘粒荷电荷电量的大小与尘粒粒径、电场强度及停留时间等因素有关，通常认为尘粒荷电有两个主要机理：电场荷电和扩散荷电。电场荷电是在电场中气体离子沿电力线运动时与粉尘粒子碰撞使其荷电。对半径大于0.5μm的尘粒，电场荷电起主导作用。扩散荷电是扩散荷电是由离子的热运动引起的。对半径小于0.2μm的尘粒，则为扩散荷电起主导作用。而半径在0.2-0.5μm之间的尘粒，两者均起作用。 图2-2 板式电除尘器工作原理图 (4)收尘 板式电除尘器的工作原理如图2-2所示。粉尘荷电后，在电场作用下，各自按其所带电荷的极性不同，向极性相反的电极运动，并沉积于其上[1]。 2.2 电除尘器仿真设计模型 2.2.1电除尘器主要部件 目前新设计的电除尘器多为卧式电除尘器，所以下面主要介绍卧式电除尘器主要部件的选择。 2.2.1.1 集尘板及电晕线[2] 卧式电除尘器的集尘极目前多采用板式电极，且多采用Z型或C型断面的长条形板，名义宽度为400mm或500mm。 第一第二电场的电晕线多选用芒刺线，第三第四电场的电晕线选用管状芒刺线，有时为便于制造，减少备件品种，也可都采用芒刺线。 2.2.1.2 集尘极及电晕线的振打 目前集尘极多采用下部绕臂捶打装置，为保证正确的振打制度，均应采用单边振打。电晕极振打可选用中部绕臂振打装置，但每个电场、每个框架最好两侧都装
电除尘器简介
一种高压静电除尘器系统简介 电除尘器在额定二次电压下运行时，除尘效果很好。但实际情况往往是，当二次电压升高到额定电压时，能耗很大，二次电流超出额定电流值，因此不能达到额定二次电压运行。针对这一问题，北京交通大学电气工程学院经过科研攻关，研制出电除尘器高效节能高压控制柜，对现有电除尘器进行改造，达到了提高除尘效率、节约电能、延长电除尘器使用寿命等目标。 近年来，由于排放标准的逐步提高，电厂广泛使用低硫煤，导致高压静电除尘器的性能不太理想：除尘效率低，能耗大幅度提高。主要原因是高粉尘比电阻导致的反电晕的特性，电气特性主要表现为电除尘器的高压电源的二次电流非常大，二次电压不高。当二次电压接近额定电压运行时，二次电流急剧上升，而且运行不稳定，严重的导致极板变形，变压器烧坏。电除尘器的极板和变压器维修很不方便，而停产检修也造成较大的经济损失。 针对这种特殊工况条件，我们采用最新的控制 技术，实时检测电除尘器的粉尘比电阻以及反电晕 情况，创造性的解决了反电晕特性，可以使电场电 压足够高，使收尘极上粉尘不易释放的电荷尽量少 来减少反电晕。 我们研制的新型高压电源控制柜（见图片所 示），更换原来的控制柜后，能有效地减少二次电 流，并使二次电压稳定地工作在电场能够接受的最 高电压点附近，且大大减少了反电晕的产生。在提 高除尘效率的同时，节电率可高达50％以上。 如果一个发电厂的电除尘器有20个高压电源： 如果电除尘器一个高压电源的平均功率为50kw，改造后节电率为50％，厂用电按0.25元/度电计算，一年可省电438万度电，价值约110万元，还没有包括由于除尘效率提高而少交的排污费及多收集的粉尘的销售收入。同时，除尘器运行功率降低后，一次电流、二次电流相应降低，高压线路及高压硅整流变压器温升降低，降低了设备的故障率和检修次数，延长了设备的使用寿命。 高压静电除尘器还广泛应用于钢铁、水泥、化工等行业，由于这些行业的电价为0.4~0.8
湿式电除尘技术详解
研究生课程期末作业 课程名称燃烧与污染物控制 论文题目湿式电除尘技术及火电厂超低排放技术学院能源与机械工程学院 专业热能工程 姓名周瑞兴 学号14101052
摘要 目前电厂粉尘等污染物排放量日益增多，产生的颗粒物特别是细颗粒物对环境及人类健康危害巨大，而燃煤电厂是细颗粒物的主要排放源，湿式静电除尘器作为大气多污染控制系统的终端精处理装备，具有捕集烟气中超细颗粒物和雾滴的功能，因此在电力领域获得了较多应用，本本论文介绍了湿式静电除尘器的工作原理，除尘遇到的问题以及处理方法，以及试试静电除尘器在燃煤电厂的应用情况好今后的研究发展方向。并介绍了目前超低排放技术。 关键词：湿式静电除尘器细颗粒物控制燃煤电厂超低排放技术 一、湿式电除尘技术 1 引言 1.1 背景及研究意义 目前，国际上总颗粒物控制技术虽然已经达到很高的水平，但对于微细颗粒物的捕集效率却很低，造成大量的微细颗粒物排入大气环境中。我国PM2.5排放量大幅度增加。严重影响人们的身体健康和出行活动。细颗粒物污染已成为我国突出的大气环境问题，是引起大气能见度、雾霾天气、气候变化等重大环境问题的重要因素。燃煤电厂是我国大气环境中PM2.5含量增加的主要污染来源，利用现有的燃煤烟气污染控制设备，通过增强其对PM2.5的脱除性能，是控制 PM2.5的重要技术发展方向。我国燃煤电厂中干式电除尘技术应用最为广泛，但是电除尘器(ESP)对直径 0.1～2μm 粉尘的除尘效率较差，原有的电除尘器大部分不能满足排放要求。尤其在火电厂，普遍采用低硫煤以满足二氧化硫的排放要求，而低硫煤燃烧产生的烟尘中粉尘比电阻较高，易发生反电晕现象，使收尘效率下降，导致电除尘器更加无法达标[1]。而要使电除尘器适应新的排放标准，必须对其进行机理性提效改造。湿式电除尘器(简称WESP)不需要振打清灰，而是利用连续水膜清灰，喷水对烟气可以起到调质作用，不会产生二次扬尘现象并且除尘效率比其它烟气净化装置高，已经得到了广泛的应用。 湿式电除尘器作为高效精除尘设备，它可以实现多种污染物的协同脱除，特别是对微细粉尘及烟气中含有酸雾、气溶胶、汞等重金属的收集有理想的效果。目前大部分燃煤电厂都采用湿式烟气脱硫系统，其烟气温度符合WESP的要求，安装在湿法脱硫后的湿式电除尘器仅在日本等国家有少量应用，但其对PM2.5酸雾等污染物的捕集效果十分明显[2][3]。研究湿式电除尘技术，微细粉尘和SO 3
电除尘器介绍
电除尘器介绍 前言 电除尘器是含尘气体在通过高压电场电离，尘粒荷电在电场力作用下，尘粒沉积于电极上，从而使尘粒与含尘气体分离的一种除尘设备。它能有效地回收气体中的粉尘，以净化气体。使用条件合适，其除尘效率可达99%甚至更高。目前在化工、火力发电、水泥、冶金、造纸和电子等工业部门已得到广泛应用。 一、安全 参考说明书P1－P2. 1、高处坠落； 2、有毒气体； 3、进入电场内部所采取的措施。* 二、工作原理 电除尘器也称“静电除尘器”，它是一种利用高压静电使固体和液体悬浮粒子与气体分离的一个电气系统。电除尘器的收尘区内设计有线状的放电极（阴极线）和板状的收尘极（阳极板），当在两极间施加高压直流电源后，由于放电极和收尘极形状的不同，使两电极间产生一个不均匀电场。当施加的直流电压达到一定值时，在放电极周围局部区域的电场强度足以使气体发生电离，生成大量的电子和正负离子。其中正离子很快到达放电极中和，而电子和负离子在电场力的作用下向收尘极方向移动，这就是电晕放电和电晕电流。 当含尘气体通过两电极间的通道时，电晕电流中的电子和正负离子就会以极快的速度吸附到粉尘颗粒上，使粉尘颗粒荷电。荷电的粉尘颗粒在电场力的作用下迅速向其极性相反的方向运动，最后吸附到电极上并放出电荷。当粉尘沉积到一定的厚度时，通过振打装置的敲击使沉积的粉尘层脱落到下部灰斗中，而净化了的气体则通过出气口排入大气，完成了气体的净化，其除尘过程可表示为：①电晕放电→②粉尘荷电→③粉尘运动→④沉积、释放→⑤清灰（见图1）。 电除尘工作原理 在整个气体净化过程中，由于电场力直接作用于粉尘粒子，所以与机械除尘设备（袋除
尘或其它除尘）相比，具有动力消耗少，除尘效率高，可捕获极细粉尘，运行维护费用低和适应高温烟气等特点，与袋除尘器一样被称为高效除尘器，除尘效率可达99.99%以上，因而在各行各业得到了广泛的应用。 根据电除尘器的工作原理，可知其工作的好坏与粉尘的电化学性能有很大的关系，这种电化学性能决定了粉尘的荷放电特性，对于新型干法水泥生产线来说，由于粉尘的成份基本相同，主要反映在电性能上，这种电性能通常用粉尘比电阻来表示。根据实验，当粉尘的比电阻在104-1011Ω-cm之间时有很好的除尘效率，大于或低于这个值则除尘效率就会降低甚至恶化。 新型干法水泥生产线窑尾的粉尘比电阻一般都在1011Ω-cm以上，直接利用电除尘器进行除尘效果很差，为了解决这一问题就要对这些粉尘进行预处理，这就是窑尾电除尘器必须配套使用增湿塔的原因。利用增湿塔将烟气和粉尘进行增湿就可以很容易的使粉尘的比电阻降到104-1011Ω-cm之间。或者将窑尾烟气用于原料烘干也能使粉尘比电阻降到要求的范围，现在新型干法水泥生产线窑尾与原料磨共用一台除尘器就能解决这一问题，而且是一举两得。 对于窑头来说，其粉尘的比电阻与温度有相应的关系，通过实验，当温度在200-260℃之间时，粉尘的性质比较适合电除尘，而窑头的烟气温度恰好在这个范围内。 （窑尾、窑头粉尘比电阻曲线） 综上所述，对于新型干法水泥生产线来说，窑尾和窑头选用电除尘器不但是可行的，而且技术也是成熟的，不但可以达到国家新的排放标准，甚至可以达到更低（如10 mg/Nm3）的排放要求。 二、电除尘器的结构 电除尘器的结构可分为五大部分： 进、出气口烟箱；
低低温电除尘技术的研究及应用
中国环保产业2014.3 郦建国，郦祝海，何毓忠，赵海宝，余顺利（浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江 诸暨 311800） 摘 要:低低温电除尘技术是实现燃煤电厂节能减排的有效技术之一，可进一步扩大电除尘器的适用范围，满足新环保标准要求，并可去除烟气中大部分的SO 3 ，此技术在国外得到了工程实践的考验，国内也正进行有益的探索和尝试，已有600MW机组的投运业绩。文章归纳了低低温电除尘技术的发展及技术特点，分析了该技术的研究现状，列举了国内外工程应用案例，对该技术的核心问题及对策措施进行了探讨，为我国燃煤电厂低低温电除尘技术的应用和发展提供了借鉴。 关键词:低低温电除尘技术;除尘效率;燃煤电厂;节能减排;对策 中图分类号:X701.2 文献标志码:A 文章编号:1006-5377（2014）03-0028-07 低低温电除尘技术的研究及应用 引言 我国以煤炭为主的能源供应格局在未来相当长的时间内不会发生根本性改变，因此燃煤电厂污染物排放问题一直是人们关注的热点。《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）的出台，将烟尘排放浓度限值由50mg/Nm3降至30mg/Nm3，重点地区降至20mg/Nm3，达到了与欧美发达国家同样严格的标准要求。《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）增设了PM 2.5 排放浓度限值，并给出了监测实施的时间表。鉴于中国煤种多变等特殊国情，新环保标准的实施，对电除尘技术来说，既是挑战更是机遇。 电除尘器因其具有除尘效率高、设备阻力低、处理烟气量大、运行费用低、维护工作量少且无二次污染等优点，长期以来在电力行业除尘领域占据着绝对的优势地位。国内电除尘领域的众多专家在对国内煤种的适应性进行了研究后，认为在满足新排放标准并保证经济性的前提下，电除尘器仍有广泛的适应性。但电除尘器的除尘效率与粉尘比电阻有很大的关系，低低温电除尘技术可大幅度降低粉尘的比电阻，避免反电晕现象，从而 提高除尘效率，不但能实现低排放，当采用低温省煤器时，还可节省能耗，同时去除烟气中大部分的SO 3 。该技术在日本已得到工程实践的考验。随着我国节能减排政策执行力度的进一步加大，国内对该技术的关注度也日益增加。 1 低低温电除尘技术概述 1.1 低低温电除尘技术发展历史 低低温电除尘技术是从电除尘器及湿法烟气脱硫工艺演变而来[1-2]。在日本已有近20年的应用历史。三菱重工于1997年开始在大型燃煤火电机组中推广应用基于MGGH管式气气换热装置使烟气温度在90℃左右运行的低低温电除尘技术，已有超6500MW的业绩，在三菱重工的烟气处理系统中，低低温电除尘器出口烟尘浓度均 小于30mg/Nm3，SO 3 浓度大部分低于3.57mg/Nm3，湿法脱硫出口烟尘浓度可达5mg/Nm3，湿式电除尘器出口烟尘浓度可达1mg/Nm3[3,20]以下。目前日本多家电除尘器制造厂家均拥有低低温电除尘技术的工程应用案例，据不
湿式电除尘器
湿式电除尘器(WESP)原理 湿式电除尘器是在克服喷水除尘器和静电除尘器弊端的基础上发展起来的，它的工作原理与普通的除尘器一样，主要涉及了悬浮粒子荷电、带电粒子在电场里迁移和捕集，以及将捕集物从集尘器表面清除这三个基本过程。该过程大致为：通过进气口和气流分布系统将含尘煤气输送到除尘器电场中，而水则在喷嘴的作用下呈雾状喷入，其中喷嘴同时配置在进气口和电场的上方。在除尘器的入口部分，含尘煤气中的粉尘会与水雾相碰撞，并以颗粒的形式落入到灰斗中。在电场区中，荷电水滴由于其电性在电场力的作用下会被集尘极捕获落在集尘极板上，而煤气中的粉尘在被荷电的水滴润湿后也会带上电性，故其也会落在集尘极板上，而在集尘极捕获到足够多的水滴后则会在集尘极板上形成水膜，故被捕获的粉尘先通过 水膜的流动流入灰斗中，然后再通过灰斗排入沉淀池中。如图1所示湿式电除尘过程，金属放电极在直流高电压的作用下，将其周围气体电离，粉尘在电场中荷电并在电场力的作用下向集尘极运动，当运动到集尘极表面时。随液体膜流下而被除去。因此，WESP运行的三个阶段与干式ESP相同——荷电、收集和清灰。然而，与振打清灰不同的是，WESP采用的是液体冲洗集尘极表面来进行清灰。 图1 湿式电除尘器示意图 3 湿式电除尘工艺简介 3.1 湿式电除尘器WESP从结构上可分为两种基本型式，即管式和板式(如图2)。其中管式WESP只有垂直方向烟气流(上升流或下降流)，而板式WESP 设计既可以采用水平烟气流也可采用垂直烟气流。总的来说，管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形简单而占用更少的空间，成为湿式电除尘技术研究应用的趋势。
图2 湿式电除尘器两种基本结构型式 两种WESP的其它不同点在于：(1) 对于给定的除尘效率，电极长度相同的前提下，管式WESP所允许的烟气流速是板式WESP的两倍；(2) 对于给定的除尘效率，管式WESP的局部干燥区比板式WESP要小。管式WESP既可设计为垂直向上烟气流也可设计为垂直向下烟气流。在垂直向上烟气流、管式WESP中，烟气从底部进入电除尘器并向上流动，冲洗喷嘴即可置于装置底部并向上喷淋，也可在电场上方设置向下喷淋的喷嘴。在垂直向下烟气流设计中，烟气从顶部进入WESP中并向下流动，喷嘴置于顶部并向下喷淋，方向与烟气流同向。在某些场合，向下烟气流设计会使连接烟道的使用最少化，但它需要在烟气进入烟囱之前设置一台机械式除雾器来捕获随烟气携带出来的水雾。相反地，一台向上烟气流、管式WESP具有捕获亚微米液滴的能力，因而可作为一台性能优良的除雾器而不再需要增设任何机械式除雾器。 3.2 湿式电除尘器工艺应用湿式电除尘作为烟气亚微离子、酸雾、二次粒子等污染物处理的把关工艺，通常与其他处理工艺结合运用。例如，新型烟气治理岛工艺流程中湿式电除尘器(WESP)就有3种工艺布置形式：工艺流程（一）：由脱硝、电除尘器、湿法脱硫、湿式电除尘器组成，烟气从湿式电除尘器后进入烟囱，如图3所示。 图3 新型烟气治理岛(湿式电除尘器)工艺流程(一)
电除尘器说明书
电除尘运行操作
目录 第一节前言 (1) 第二节设备机械本体部分 (1) 第三节电除尘器运行操作规程 (7) 第四节电除尘器的维护、保养与检修 (13) 第五节电除尘器运行中的故障处理 (14) 第六节电除尘器在运行、维护中应注意的事项 (18)
第一节前言 电除尘器是一种适应性强、用途广泛，处理能力大，可靠性好，效率高的除尘设备。 它可以捕集到1微米以下的粉尘，这是机械式除尘器望尘莫及的。 它一般的大修为十年，服役年限可长达三、四十年。 它的除尘效率均在98%以上。 由于它有以上这们明显的优势，且具有阻力损耗小，维修量小、运行费用低，所以尽管它的耗钢量较大，一次投资较大。从长远的观点看电除尘器仍然是一种防止大气污染的理想设备。 第二节设备机械本体部分 一、壳体 电除尘器的外壳是一个有一定气密性要求，能够承受一定压力和在一定温度条件下工作的容器。由钢结构组成。 1、主要功能： a.保证所处理烟气从其间通过，外部空气尽可能少的进入电除尘器内部。 b.承受阳极部分、阴极部分、卸灰系统和进出口变径管的重力载荷以及振打过程中产生的较小的冲击载荷。 c.能够承受一定的风荷载，雪荷！经受一定的地震裂度。 2、结构形式 为满足其功能，外壳主要由支座、底部梁、立柱、顶部梁、侧板、顶部盖板、柱间支撑等部件组成。
2.1支座 支座是连接设备基础和设备本体的部体。根据下部支柱的数量确定支座的个数。在诸多支座中除一个为固定支座外，其余均为多向或单向活动支座。两种支座都必须能够承受设备自重和各种附加载荷作用于其上的重力。活动支座的活动必须满足由于温度变化而引起的设备物件在水平方向的伸缩量。 a.固定支座是上下两部分为一整体的，不可以产生相对运动的支座，是使电除尘器和基础牢固连接在一起的部件。 b.活动支座是上下两部份分开，中间夹以磨擦板或滚珠的平面轴承。根据安装位置又分为多向和单向活动支座。多向活动支座可在平面内任意方向活动；单向活动支座只能在平面内一个方向左右活动。 2.2底部梁 底部梁通过梁座或直接与支座连接在一起，一般由焊接“H”型钢或箱型梁组成。 它的主要作用是承受灰斗和其中存灰的重量，因此也称灰斗梁。同时相当于建筑结构的底部圈梁，增加了整个构筑物的整体性。横向底梁还起到支撑内部检修平台和阴极振打装置的作用。 2.3 立柱 立柱垂直安装于底梁之上，可分为单立柱和双立柱两种，型式上分为焊接“H”型钢或格构式。主要承受顶部压力和侧面的推力。顶部梁自重、阴极部分、阳极部分、顶部盖板等及其上所载荷全部通过顶部梁加之在立柱上。
电除尘行业推出燃煤电厂电除尘器选型设计指导书(第二版)
电除尘行业推出燃煤电厂电除尘器选型设计指导书（第二版）编者按 为应对《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）和《环境空气质量标准》（GB 3095-2012），更好地实现《国家环境保护“十二五”规划》目标，中国环境保护产业协会电除尘委员会（以下简称电委会）在推动和引导电除尘技术进步与创新、规范行业市场、提升行业整体技术水平方面采取了一些积极的应对措施，同时对《燃煤电厂电除尘器选型设计指导书》进行了修订，历时一年，于2013年6月形成了《燃煤电厂电除尘器选型设计指导书》（第二版）（以下简称第二版指导书），其内容更加科学、翔实，可操作性更强，将更好地发挥行业指导作用。 第二版指导书是电除尘行业集体智慧的结晶，是30多年电除尘选型技术全面系统的总结，值得再次向环境保护部、中电联、各大电力集团、电力规划院、电力设计院、电除尘器供货商、各相关研究机构等部门、组织和企业推荐。 国内电除尘企业坚信，即使在达到特别排放限值和PM2.5治理的需求背景下，电除尘器仍将是烟气除尘的主流设备。 引言 电除尘器具有高效率、低能耗、使用简单、维护费用低且无二次污染等优点，对国内大部分煤种具有良好的适应性，在国内外工业烟尘治理领域，特别在电力行业一直占据着主导地位，是国际公认的高效除尘设备。然而，2010年，在《火电厂大气污染物排放标准》（征求意见稿）出台之际，电除尘器能否满足新标准的低排放要求，受到了部分业内外人士的种种质疑与猜测，其在除尘领域的作用一度被扭曲和误解。 鉴于此，电委会联合行业内骨干企业，通过调查研究，撰写了大量关于电除尘器如何满足环保新标准、低排放研究的论文和资料，进行了一系列全方位的宣传和释疑工作，同时电力集团公司、中电联、中国电力工程顾问集团公司等单位也组织过多次燃煤电厂除尘技术研讨会。时至今日，《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）执行已超过一年半时间，大量工程案例强有力地证明了：电除尘器完全能满足低排放要求，并仍是我国烟气除尘的主流设备。电除尘行业已发展成为我国环保产业中能与国际厂商相媲美且最具竞争力的一个行业。 随着这两年对电除尘技术研究的不断深入，电除尘新技术、新工艺已取得了突飞猛进的发展。电委会组织修订指导书，第二版指导书对“国内煤、飞灰样ω
热电厂低低温电除尘及湿式电除尘改造研究
热电厂低低温电除尘及湿式电除尘改造研究 本文就现阶段热电厂中烟尘排放情况进行研究，基于此开展了对热电厂中相除尘设备的优化探析，经由对相关除尘设备内部构造的一定探究后，从而介绍了对热电厂低低温电除尘及湿式电除尘的改造方案。在改造方案中引用了现阶段应用较广的两类电除尘技术，并通过对现代常用电除尘设备的探究，从而为研究准确性打下保障，以期为相关人士提供借鉴。 标签：热电厂；低低温电除尘；湿式电除尘；改造 现阶段社会发展的逐渐加速，环境问题也接踵而至，由此就需要社会各界重视起现代环境问题，并通过采取一定的环保、节能措施，从而将可持续发展战略真正落实，以促进我国经济与国力的提高。而针对现阶段热电厂中烟尘排放污染较为严重的情况，本文就以相关除尘设备的优化作为论述核心，以期通过对除尘设备的性能强化，由此实现对热电厂中排放量的控制。 一、现阶段热电厂中的排放情况 现阶段热电厂中电除尘器设备已拥有了较发达的研究情况，且在除尘效率方面现阶段的电除尘器更是基本达到了99%以上，但由于运行过程过于繁琐、相关设备繁多，在运行时电除尘器对电力能源的消耗也逐渐提升，故现阶段的研究人员逐渐探寻其他工作方式的电除尘器，从而实现对电除尘器所需能源的变更或是对其所消耗电力能源的降低。同时，经由现阶段电力部门与环保部门对热电厂中出口烟尘浓度的监测数据来看，即便电除尘器的除尘效率较高，但鉴于热电厂中烟尘总排放量较大，故现阶段热电厂中除尘机组的整体烟尘排放浓度均在20mg/Nm3以上。同时现阶段的热电厂运行中还会面对燃煤煤质缺乏保障的情况，这就导致除尘机组的负荷波动常会随着其煤质变化而出现强度较大且次数频繁的情况，故现阶段烟尘排放的波动范围已逐渐超出相关标准。 二、热电厂低低温电除尘及湿式电除尘的改造方案探析 （一）低低温除尘 2.1.1改造内容 低低温电除尘改造主要是基于原有的传统静电除尘器新增低温省煤器，从而在除尘过程中能够经由低温省煤器实现烟气换热后将凝结水流回至低价出口。而低温省煤器的装载位置通常在空预器与除尘器间，并经由在除尘器入口支管上安装低温省煤器，从而将一定的凝结水转入到低温省煤器中，由此将除尘器低加入口中引出的水相混合，以在一定程度上降低冷却水的温度，再由烟气换号热后，引入其他的低加入口处[1]。经由该项改造后，一般能够有约94.07%的凝结水流向低温省煤器，其余5.93%的凝结水则可流向其他低价入口。然为保障低温省煤器的良好运行，故在实际改造时，通常会先将机组内除尘器之前烟道的各个管道
什么是火电机组超低排放
什么是火电机组超低排放 所谓的超低排放，简而言之，就是通过多污染物高效协同控制技术，使燃煤机组的大气主要污染物排放标准达到天然气燃气机组的排放标准。 燃煤电厂是烟尘、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOX)等大气污染物的主要排放源。根据环保部和国家质量监督检验检疫总局2011年7月联合发布的火电大气污染物排放国家标准，大气污染物特别排放限值如下表： 大气污染物特别排放限值。天地公司技术研发部提供 浙能集团在满足现行国家排放标准的基础上，进一步自我加压，实施更为严格的排放标准，要求燃煤机组的大气主要污染物排放标准达到天然气燃气机组的排放标准，即烟尘5mg/Nm3，二氧化硫35mg/Nm3，氮氧化物50mg/Nm3。 超低排放技术路线 燃煤机组达到燃气机组的排放标准对电厂的环保设备提出了更高的要求。天地环保公司采用多污染物高效协同控制技术，对浙能集团现有的脱硝设备、脱硫设备和除尘设备进行提效，并引入新的环保设备和环保技术对汞和三氧化硫进行进一步脱除，使电厂排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞和三氧化硫达到清洁排放的要求。 针对二氧化硫，主要是对FGD脱硫装置进行改进，采用增加均流提效板、提高液气比、脱硫增效环和脱硫添加剂等方式，实现脱硫提效。 针对氮氧化物，通过实施锅炉低氮燃烧改造、SCR脱硝装置增设新型催化剂等技术措施实现脱硝提效。 针对烟尘、三氧化硫和汞，采用SCR脱硝装置、低低温除尘、FGD脱硫装置、湿式电除尘等协同脱除实现高效脱除和超低排放。
技术路线图如下： 超低排放技术路线图。天地公司设计研发部提供 锅炉排出的烟气经过SCR高效脱硝后，经过空预器出口的烟气通过新增的管式换热器(降温段)后降温至90℃左右，然后进入改造后的低低温静电除尘器，经过除尘后通过引风机、增压风机后 进入吸收塔进行湿法高效脱硫，吸收塔出口的烟气进入新增的湿式静电除尘器作进一步除尘，再进 入新增的管式换热器(升温段)升温至80℃以上后通过烟囱排放。 浙能集团超低排放项目实施的总体部署 国务院在9月10日发布了《大气污染防治行动计划》，要求长三角区域到2017年细颗粒物 浓度下降20%、并明“确除热电联产外，禁止审批新建燃煤发电项目”。 在这样的背景下，煤炭的清洁燃烧和清洁排放技术成了燃煤电厂未来发展的新空间、新蓝海，谁在这一技术上能突破，必然能给整个燃煤火力发电行业带来发展新机遇。 浙能集团走在了政策前面，于2013年在全国率先启动“燃煤机组烟气超低排放”项目建设， 并首先在已投产的嘉电三期7、8号两台百万燃煤机组，由天地环保公司负责改造实施。在建的六 横电厂2×100万千瓦、台二电厂2×100万千瓦燃煤机组烟气超低排放项目也随机组同步建造。 目前，浙能集团已经着手开展300MW等级及以上燃煤机组超低排放改造的相关前期准备工作，将从2014年下半年陆续开展此项改造工程，计划用3年时间全面完成改造工作。预计仅600MW机 组改造总投资将达近40亿元。 在面对节能减排压力与雾霾威胁的背景下，超低排放技术的广泛运用将进一步提高我国以煤 炭为主的能源结构的清洁化水平，而且也为煤电的生存与发展提供了一种新思路。
低低温省煤器应用
为防治大气污染，我国火电厂烟气排放标准不断提高，促使除尘技术的不断进步。目前，欧美日等国外均有低低温电除尘技术的应用先例，其中日本在低低温电除尘技术中较为成熟。我国结合国外先进技术，创新出适合我国燃煤电厂实际情况的低低温电除尘技术。 日本自1997 年开始推广应用低低温电除尘技术，据不完全统计，配套机组容量累计已超过 1.5 万MW。据了解，2003 年投运的常陆那珂#1 炉1000MW 机组低低温电除尘器，其入口烟气温度为92℃，电除尘器出口烟尘浓度小于30mg/m3，脱硫系统出口烟尘浓度小于8mg/m3。 国内电除尘厂家从2010年开始逐步加大对低低温电除尘技术的研发力度，正进行有益的探索和尝试，已有600MW机组投运业绩。典型案例包括： 1.国内首台大机组低低温电除尘器在福建宁德电厂#4炉600MW 机组燃煤锅炉电除尘器的提效改造工程上取得突破。项目电除尘器原设计除尘效率99.6%，于2006 年投运。由于电厂实际燃烧煤种与设计煤种偏差较大，造成排烟温度比原设计温度偏高较多，实际除尘效率较设计效率也有所偏差。总体改造采用“低温省煤器降低烟气温度”及“电除尘机电升级改造”相结合的技术方案。经测试，电除尘器出口烟尘浓度从原来的60mg/m3下降到20.2mg/m3;SO3 脱除率达73.78%以上;在600MW、450MW负荷时，汽机热耗下分别为52kJ/kWh以上和69kJ/kWh以上;本体实测阻力小于等于350Pa(含第2级换热器)。 a.低温省煤器将烟气温度降至酸露点温度以下。针对电厂燃煤煤种情况和烟气温度，通过对比电阻测试，在148℃烟温下比电阻较高(为1011～1012Ω˙cm范围)，在90～100℃烟温时对应的比电阻值(为108～1010Ω˙cm)比较适宜电除尘高效工作。结合除尘效率、比电阻与低温烟气的性能试验验证及实际烟气酸露点温度，采用低温省煤器将烟气温度降至酸露点温度以下。根据实际场地条件，在电除尘器进口封头和前置垂直烟道内分别设置一套低温省煤器，使电除尘器运行温度由150℃下降到95℃左右。 b.电除尘机电升级改造。对原电除尘器电场气流分布进行CFD 分析与改进设计，改善电除尘器各室流量分配及气流分布;电除尘器全面检查壳体气密性，加强灰斗保温措施;考虑到烟温降低后，进入除尘器的粉尘浓度提高，尤其在第一电场内粉尘的停留时间延长及烟尘密度增大，对原电除尘器第一、二电场换用高频电源;对电除尘器高低压电控设备进行数控 技术改造，并结合电除尘器控制经验，配套先进的烟温调节与电除尘器减排节能自适应控制系统。 2.上海漕泾发电有限公司#1 炉1000MW 机组配套三室四电场电除尘器，于2009 年投运，电除尘器实际出口烟尘浓度约为20mg/m3。2012 年4月，为进一步提高节能效果，采用降低排烟温度的方式实现烟气余热综合利用。通过两级布置烟气换热器的方案，即第一级烟气换器布置在电除尘器进口烟道内，第二级烟气换热器布置在脱硫塔进口烟道内，利用烟气余热加热凝结水系统。通过第一级烟气换热器使电除尘器的运行温度由120℃左右降至96℃左右。2012年6月，经测试，低低温电除尘器出口烟尘浓度为14.05mg/m3。 3.江西新昌电厂#1炉660MW 机组电除尘器提效改造，对原双室四电场电除尘器采用
电除尘器基本参数的计算
电除尘器基本参数的计算 （一九八八年六月二十五日第3期设计信息原文） 一. 为统一计算方法，我厂对有关电除尘器基本数的计算作料若干规定，现说明如下： 1. 关于收尘面积计算的规定： 1） 任意极距下单电场阳极板的实际收尘面积：)(2m A c i Z L H A c i ???=2 式中： H －－电场有效高度（m ） L －－电场有效长度（为板排中第一块极板前端棱至最末一块极板後端棱之间的距离，m ） Z －－电场通道数 2） 任意极距下单电场辅助电极的实际收尘面积：)(2m A F i i F i f z n A ??= 式中： n －－该电场中每榀阴极所配辅助电极的组数 Z －－电场通道数 f i －－每一组辅助电极的收尘面积（m 2） 4)2(??=f f i b h f 式中： f h －－每一块辅助电极的高度（m ）可按下值取： 电场高度： H(m) 8 10 12 14 电极高度： h f (m) 1.744 2.216 2.716 3.196 b f －－每一块辅助电极的投影宽度（m ） 当采用压制板时：m b f 276.0= 当采用轧制板时：m b f 296.0= 2－－计正反两个表面 4－－每组沿电场高度共排4块 3） 任意极距下单电场的实有收尘面积：)(2m A CF i F i C i CF i A A A += 4） 将该电场核计为常规极距时的收尘面积： )(2300m A CF i K b A A CF i CF i ??=300 300 （当选配适当时K ≥1）
式中：b －－该电场实际极距（mm ） K －－折算系数 5） 每室的槽板收尘面积：)(2m A H N H A H ??=72.0 式中：0.72－－槽板两个表面均为收尘面，每米高计0.72m 2 H －－槽板高度（m ） N －－每室槽板总块数 目前已完成以下规格： 通流截面F ： 58.3 108 145 151 165 170 194 216 H ： 7.4 10 10.8 10 10 8.8 10 11 N ： 45 59 78 79 87 114 106 118 6） 每个室的实有收尘面积：)(2m A CFH i H CF i n i CFH i A A A +=∑=1 式中：n －－每室电场数 7） 每个室的标称收尘面积（即将该室核计为常规极距时的收尘面积）： )(2300m A CFH H CF i n i CFH A A A +=∑=3001 300 8） 据此，除计算实有的比积尘面积（f ）和驱进速度（ω）外，还需计算计为常规极距 时的比积尘面积（f 300）和驱进速度（ω300）： Q A f CFH = )1ln(1 ηω--= f Q A f CFH 300 300 = )1ln(1 300 300ηω--= f 式中：Q －－通过单室的烟气量（m 3/s ），00 2 Q k Q = Q 0－－原始参数提供的单室烟气量（m 3/s ） k 0－－漏风率 η－－除尘效率
湿式电除尘器
湿式电除尘器（WESP）原理 湿式电除尘器是在克服喷水除尘器和静电除尘器弊端的基础上发展起来的，它的工作原理与 普通的除尘器一样，主要涉及了悬浮粒子荷电、带电粒子在电场里迁移和捕集，以及将捕集 物从集尘器表面清除这三个基本过程。该过程大致为：通过进气口和气流分布系统将含尘煤 气输送到除尘器电场中，而水则在喷嘴的作用下呈雾状喷入，其中喷嘴同时配置在进气口和 电场的上方。在除尘器的入口部分，含尘煤气中的粉尘会与水雾相碰撞，并以颗粒的形式落 入到灰斗中。在电场区中，荷电水滴由于其电性在电场力的作用下会被集尘极捕获落在集尘极板上，而煤气中的粉尘在被荷电的水滴润湿后也会带上电性，故其也会落在集尘极板上，而在集尘极捕获到足够多的水滴后则会在集尘极板上形成水膜，故被捕获的粉尘先通过 水膜的流动流入灰斗中，然后再通过灰斗排入沉淀池中。如图1所示湿式电除尘过程， 金属放电极在直流高电压的作用下，将其周围气体电离，粉尘在电场中荷电并在电场力的作 用下向集尘极运动，当运动到集尘极表面时。随液体膜流下而被除去。因此，WESP运行的 三个阶段与干式ESP相同一一荷电、收集和清灰。然而，与振打清灰不同的是，WESP采 用的是液体冲洗集尘极表面来进行清灰。 图1湿式电除尘器示意图 3湿式电除尘工艺简介3.1湿式电除尘器WESP从结构上可分为两种基本型式，即管式和板式（如图2）。其中管式WESP只有垂直方向烟气流（上升流或下降流），而板式WESP 设计既可以采用水平烟气流也可采用垂直烟气流。总的来说，管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形简单而占用更少的空间，成为湿式电除尘技术研究应用的趋势。
电除尘器技术介绍
电除尘器技术介绍 概述 电除尘器是一种高效节能的烟气净化设备，具有收尘效率高、处理烟气量大、使用寿命长、维修费用低等特点。20世纪初电除尘器首先应用在冶金和水泥行业，并逐渐应用到钢铁、化工、造纸、电力等领域。我国的能源结构以煤为主，约占能源总量的75%，因此燃煤电厂是目前应用电除尘器最多的工业部门。 电除尘器分类 电除尘器有多种分类方法，根据电除尘器的结构和气体流动方式等特点，可作如下分类。 一、按集尘电极的型式分类 1、管式电除尘器 结构最简单的管式电除尘器为单管电除尘器。这种管式电除尘器的集尘极为ф150~300的圆形金属管，管长为3~5m，放电极极线 (电晕线)用重锤悬吊在集尘极圆管中心。含尘气体由除尘器下部进入，净化后的气体由顶部排出。管式电除尘器的电场强度高且变化均匀，但清灰较困难。多用于净化含尘气量较小或含雾滴的气体。在工业上，为了净化气量较大含尘气体，常采用呈六角形蜂窝状或多圈同心圆管状排列的多管管式电除尘器。多管式电除尘器的电晕线分别悬吊在每根单管的中心。 2、板式电除尘器 板式电除尘器是由多块一定形状的钢板组合成集尘极。在两平行集尘极间均布放电极 (电晕线)。两平行集尘极极板间距一般为200~400mm，极板高度为2~15m，极板总长可根据要求的除尘效率高低来确定。板式电除尘器的电场强度变化不均匀，清灰方便，制作安装较容易，可以根据工艺要求和净化程度设计成大小不同规格的电除尘器。 二、按含尘气流流动方式分类 1、立式电除尘器 立式电除尘器能使含尘气流在自下而上流动过程中完成净化过程。它具有捕集效率高、占地面积小等优点。一般来讲，管式电除尘器为立式电除尘器。 2、卧式电除尘器 卧式电除尘器含尘气流净化过程是在气流水平运动过程中完成的。卧式电除尘器可设计成若干个电场供电，容易实现对不同粒径粉尘的分离，有利于提高总除尘效率;在处理烟气量较大时，比较容易保证气流沿电场断面均匀分布。此外，安装高度比立式电除尘器低，操作和维修比较方便，但占地面积比较大。一般工业上采用的电除尘器多采用卧式电除尘器。 三、按电极在除尘器内空间布置不同分类 1、单区电除尘器 单区电除尘器的集尘极和电晕极都装在同一区域内，含尘粒子荷电和捕集也在同一区城内完成。是当今应用最为广泛的一种电除尘器。 2、双区电除尘器 双区电除尘器的收尘极系统和电晕极系统分别装在两个不同区域内，前区安装放电极称放电区，粉尘粒子在前区荷电;后区安装收尘极称收尘区，荷电粉尘粒
低低温电除尘器
低低温电除尘技术的研究及应用 作者：王鹏恒 0 引言 我国以煤炭为主的能源供应格局在未来相当长的时间内不会发生根本性改变，因此燃煤电厂污染物排放问题一直是人们关注的热点。《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）的出台，将烟尘排放浓度限值由50mg/Nm3降至30mg/Nm3，重点地区降至20mg/Nm3。《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）增设了PM2.5排放浓度限值，并给出了监测实施的时间表。鉴于中国煤种多变等特殊国情，新环保标准的实施，对电除尘技术来说，既是挑战更是机遇。 电除尘器因其具有除尘效率高、设备阻力低、处理烟气量大、运行费用低、维护工作量少且无二次污染等优点，长期以来在电力行业除尘领域占据着绝对的优势地位。但电除尘器的除尘效率与粉尘比电阻有很大的关系，低低温电除尘技术可大幅度降低粉尘的比电阻，避免反电晕现象，从而提高除尘效率，不但能实现低排放，当采用低温省煤器时，还可节省能耗，同时去除烟气中大部分的SO3。该技术在日本已得到工程实践的考验。随着我国节能减排政策执行力度的进一步加大，国内对该技术的关注度也日益增加。 1低低温电除尘技术概述 1.1 低低温电除尘技术发展历史 低低温电除尘技术是从电除尘器及湿法烟气脱硫工艺演变而来。在日本已有近20年的应用历史。三菱重工于1997年开始在大型燃煤火电机组中推广应用基于MGGH管式气气换热装置使烟气温度在90℃左右运行的低低温电除尘技术，已有超6500MW的业绩，在三菱重工的烟气处理系统中，低低温电除尘器出口烟尘浓度均小于30mg/Nm3，SO3浓度大部分低于3.57mg/Nm3，湿法脱硫出口烟尘浓度可达5mg/Nm3，湿式电除尘器出口烟尘浓度可达1mg/Nm3以下。目前日本多家电除尘器制造厂家均拥有低低温电除尘技术的工程应用案例，据不完全统计，日本配套机组容量累计已超15,000MW，典型的有三菱重工（MHI）、石川岛播磨（IHI）、日立（Hitachi）等。 1.2 低低温电除尘技术简介 低低温电除尘技术就是在电除尘器上游设热回收装置，使得电除尘器入口烟
日本低低温除尘技术和湿式电除尘技术考察报告(修改稿1)
日本低低温除尘技术和湿式电除尘 技术考察报告 浙能集团低低温除尘技术和湿式电除尘技术考察组 2013年7月
1、背景介绍 我国环境保护已取得了积极进展，但环境形势依然严峻，以煤为主的能源结构导致大气污染物排放总量居高不下，其中燃煤电厂的污染物排放量十分巨大。 近年来随着燃煤电站装机容量不断增加，排放污染物的总量增加对大气环境造成了很大压力。国家新颁布的火电厂污染物排放标准（GB13223-2011）已经正式实施，标准要求火电厂粉尘排放浓度低于30mg/Nm3，重点地区低于20 mg/Nm3，同时将PM2.5纳入环境空气质量标准，作为重点大气污染物进行监控。2013年起在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市率先开展PM2.5与臭氧等项目监测，2015年覆盖所有地级以上城市。这对地处污染物重点控制的长三角地区，并以火力发电厂为主业的浙能集团，产生了巨大的影响。为了应对日趋严格的排放标准及保护当地环境，同时也为了浙能集团的可持续发展，浙能集团自我加压，要求燃煤电厂的主要污染物排放标准达到燃气机组的排放标准，这对电厂的环保装置提出了更高的要求，急需引进新的环保技术以应对。 日本对火电厂的大气污染物排放有较高的标准，且有成熟的环保技术，除了已经在日本有20多年使用业绩的湿式电除尘器外，还有上世纪九十年代末兴起的低低温除尘技术，其中IHI公司在日本国内有多个低低温除尘技术的工程业绩。为了深入了解和学习这两种除尘技术，集团组织了本次赴日考察。考察组人员组成详见附件1，考察内容主要包括：IHI公司低低温除尘技术原理和应用情况、日立工业设备技术公司的湿式电除尘技术应用情况等。 考察组于2013年7月2日至2013年7月7日期间，重点对新日铁住金鹿岛电厂的低低温除尘技术应用情况和碧南电厂的湿式电除尘技术应用情况进行了考察。考察期间，考察组与IHI公司技术人员就低低温除尘技术的原理、关键部件材料选择、辅助设备及运行可靠性和存在问题进行了交流，并与日立公司技术人员就湿式电除尘技术应用情况进行了交流。所考察的相关电厂和公司的主要情况详见附件2。 通过国外实地技术考察和参观，考察组成员对低低温除尘技术在燃煤电厂应用的现状和该项技术的发展状况有了直观的了解，对低低温除尘技术的除尘效果有了更为深刻的认识，同时在现有基础上对湿式电除尘技术的应用有了更为深入的了解。