燃煤電廠電除塵技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用綜述

楊興榮

摘要：燃煤電廠電除塵技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用關(guān)系到電廠生產(chǎn)效率與員工健康，是我國當(dāng)前十分重視的技術(shù)。除塵器是通過高壓電流產(chǎn)生較強(qiáng)磁場(chǎng)，使空氣中的懸浮顆粒物受到電場(chǎng)作用而從空氣中剝離出來的現(xiàn)代化裝置。本文介紹了燃煤電廠電除塵技術(shù)的特點(diǎn)，從燃煤電廠電除塵的發(fā)展路線出發(fā)，對(duì)電除塵的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，并結(jié)合二者淺談燃煤電廠電除塵技術(shù)的具體應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;電除塵技術(shù);電除塵應(yīng)用

引言：目前我國燃煤電廠的除塵技術(shù)是以電除塵為主，電除塵技術(shù)始終貫穿著我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，自上世紀(jì)60年代以來便以開展電除塵技術(shù)的自主設(shè)計(jì)與研發(fā)，通過采買進(jìn)口設(shè)備引進(jìn)技術(shù)、消化吸收、再到自助研發(fā)與創(chuàng)新，我國在燃煤電廠電除塵領(lǐng)域中已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了煙塵高效的處理和碳排放量超低標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)計(jì)未來的燃煤電廠電除塵技術(shù)將發(fā)展更加全面、更為節(jié)能與標(biāo)準(zhǔn)化。

一、電除塵技術(shù)的特點(diǎn)

電除塵效率高且除塵器可以延伸電場(chǎng)長(zhǎng)度使其增大橫截面，以提升供電強(qiáng)度及調(diào)節(jié)煙氣中的質(zhì)量。常規(guī)除塵器在參數(shù)正常的情況能達(dá)到百分之九十八的除塵率，針對(duì)較小的顆粒電除塵仍有較高的發(fā)揮空間。設(shè)備阻力小、能耗低、耐高溫是電除塵的主要優(yōu)勢(shì)。設(shè)備運(yùn)行、電力設(shè)備、加熱器、振打與卸灰塵裝置是電除塵器主要的能源消耗，其耗能占比與能耗損失要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的除塵技術(shù)。電除塵技術(shù)在對(duì)大量煙氣處理上也有獨(dú)到之處，對(duì)處理大量的煙氣有著較為突出的能力。目前一臺(tái)電除塵裝置可以輕松處理超過400平方米的煙氣，處理的煙氣總量在一小時(shí)內(nèi)可達(dá)200萬立方米。常規(guī)的電除塵裝置可用于處理350度以下的煙氣，采取特殊設(shè)計(jì)可處理500度左右的煙氣[1]。常規(guī)裝置針對(duì)腐蝕性大的氣體處理十分有限，但電除塵技術(shù)卻可以勝任此類工作，采用濕式電除塵技術(shù)便可完美實(shí)現(xiàn)對(duì)大量腐蝕性煙氣的吸收。除上述幾點(diǎn)，電除塵技術(shù)還有這制造精度高、對(duì)操作人員安裝與操作要求低、易受工況條件影響等特點(diǎn)。

二、燃煤電廠電除塵技術(shù)的發(fā)展與趨勢(shì)

（一）燃煤電廠電除塵技術(shù)的發(fā)展

燃煤電廠電除塵技術(shù)的發(fā)明源于國外，而早期主要應(yīng)用于金屬的冶煉，剛研制出電除塵技術(shù)時(shí)由于技術(shù)水平較低，理論不夠完善所以導(dǎo)致除塵效率不足。例如上世紀(jì)二十年代在美國加利福尼亞州的博拉卡拉鉛冶煉廠的電除塵技術(shù)僅僅達(dá)到百分之九十的除塵率，經(jīng)過技術(shù)人員不斷改良，目前博拉卡拉鉛冶煉廠的煙塵處理率已達(dá)到99.5%。我國燃煤電廠電除塵技術(shù)起步較晚，但因其具備除塵率高、適用性強(qiáng)、維護(hù)方便深備受燃煤電廠的青睞，因此迅速成為我國燃煤電力行業(yè)中的重要設(shè)施。伴隨電除塵技術(shù)的發(fā)展，我國煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)也逐年提高，經(jīng)過三次修訂最終定稿，目前我國已正式成為世界電除塵強(qiáng)國。在1930年初我國燃煤電廠的技術(shù)是火力發(fā)電廠氣力運(yùn)輸，但當(dāng)時(shí)輸送技術(shù)不足，導(dǎo)致燃煤電廠氣力除灰技術(shù)應(yīng)用性性低，因此當(dāng)時(shí)大多采用以水力除塵系統(tǒng)為主，火力除塵為輔助的方式，兩套系統(tǒng)互為補(bǔ)充進(jìn)行除塵處理。而后進(jìn)入上世紀(jì)五六十年代，這是我國重要的除塵技術(shù)積累與發(fā)展的年代，雖然當(dāng)時(shí)技術(shù)與設(shè)備還較為落后，但技術(shù)人員已逐漸摸索并積累了相當(dāng)?shù)某龎m技術(shù)，即3泵2管1條溝的除塵模式，但該模式在應(yīng)用上仍有較多的難點(diǎn)，為應(yīng)對(duì)這一現(xiàn)實(shí)問題，電廠技術(shù)人員逐步摸索向多類型除塵模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，先后發(fā)展了氣動(dòng)力除塵、機(jī)械除塵、水利除塵三大類除塵技術(shù)。雖然那時(shí)的技術(shù)更新快，但我國的技術(shù)水平仍處在世界落后水平。20世紀(jì)80年代末期時(shí)，隨著我國改革開放的成功，我國經(jīng)濟(jì)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，國家大力引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，擴(kuò)大技術(shù)投入與規(guī)模，電力工業(yè)也呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，機(jī)械水平的提升，物理與化學(xué)理念的完善，為電力除塵這一領(lǐng)域提供了巨大支持，在這一時(shí)期，我國的電力除塵技術(shù)飛速發(fā)展，對(duì)碳排放的要求也逐漸提高，技術(shù)的不斷革新與國家標(biāo)準(zhǔn)的不斷修訂，反映出當(dāng)時(shí)技術(shù)的革新之快，此時(shí)電除塵技術(shù)也應(yīng)用廣泛，如煙煤電廠、金屬冶煉廠、大型化學(xué)生產(chǎn)基地。

（二）電除塵發(fā)展趨勢(shì)

截止到2020年1月，國際能源總署根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)情況，提出了到2021年燃煤電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)為1毫克每立方米到2毫克每立方米之間，到2030年初應(yīng)達(dá)到1毫克每立方米。就現(xiàn)階段的國情而言，我國大氣污染物的排放問題還任重而道遠(yuǎn)，對(duì)技術(shù)創(chuàng)新仍有較高的要求，對(duì)提升空間仍有較大的展望[2]。在效能方面要完善細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)相應(yīng)的政策支持，在發(fā)展除塵領(lǐng)域的同時(shí)應(yīng)大力發(fā)展相關(guān)領(lǐng)域的過濾，在協(xié)同控制方面，應(yīng)更為全面的考慮到除塵的多樣化，例如脫硫的處理、脫銷的處理。在職能化領(lǐng)域，也應(yīng)開發(fā)相應(yīng)的監(jiān)控管理措施，充分利用好互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)整體數(shù)據(jù)模型進(jìn)行建立與分析，通過大數(shù)據(jù)的加工為技術(shù)人員與監(jiān)管部門提供有力支持。研發(fā)創(chuàng)新新型電源技術(shù)，電源技術(shù)是電除塵設(shè)備中耗能的關(guān)鍵因素之一，目前我國研發(fā)的新型脈沖電源功效穩(wěn)定因其在耗能方面的卓越表現(xiàn)而大受應(yīng)用，預(yù)計(jì)該技術(shù)將會(huì)有較大的發(fā)展空間。

三、燃煤電廠電除塵的應(yīng)用

目前燃煤電廠電除塵技術(shù)的推廣與應(yīng)用十分普及，電除塵技術(shù)對(duì)燃煤電廠的意義非凡。自上世紀(jì)90年代初，中國在燃煤電廠領(lǐng)域使用電除塵技術(shù)比僅為百分之二十九，而后經(jīng)過改革開放長(zhǎng)足的穩(wěn)步發(fā)展，在之后的十年間技術(shù)的爆炸式增長(zhǎng)與基礎(chǔ)理論的日益完善，至2000年底電除塵技術(shù)在燃煤電廠的應(yīng)用已經(jīng)接近百分之八十，而2005年至2010年間更是穩(wěn)定在95%上下，但在新興技術(shù)的沖擊下，燃煤電廠的電除塵應(yīng)用占比較之有所下降，但仍是電廠類工廠的除塵技術(shù)首選，截止到2018年底，中國發(fā)電煤電約為10億千瓦以上，1990年度至2018年底燃煤電廠電除塵器在市場(chǎng)占有率穩(wěn)步提升，從1990年的市場(chǎng)占有率30%到2010年達(dá)到了最高峰95%，之后隨著受袋式、電袋式以及復(fù)核式除塵技術(shù)的先后問世，燃煤廠電除塵器占有量以慢慢回落到66.2%，雖然有所回落，但電除塵器依然是燃煤電廠的主流除塵設(shè)備。伴隨火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)以來，旋轉(zhuǎn)電機(jī)式電除塵器、電凝聚式、機(jī)電復(fù)合式電除塵等多項(xiàng)新型高壓電源技術(shù)先后問世，到2015年初，燃煤電廠實(shí)行超低排放標(biāo)準(zhǔn)的政策開始實(shí)施[3]，低溫電除塵和濕式電除塵技術(shù)走近大眾視野，應(yīng)用范圍也更加廣泛被各大燃煤電廠所認(rèn)可。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2016年1日起，已投入的旋轉(zhuǎn)電級(jí)式電除塵器已達(dá)110臺(tái)以上，總裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到50000MW，已投入使用的電凝裝置達(dá)21套之多，總裝機(jī)容量已升至10000MW，到2019年1月，中國低溫電除塵器總裝機(jī)已達(dá)到2.5億千萬占世界比重的百分之四十以上，濕式除塵器總裝機(jī)2.2億千萬其數(shù)值在世界也可屈居領(lǐng)先地位，是行業(yè)發(fā)展的標(biāo)桿。電除塵技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)得益于相關(guān)企業(yè)的良好發(fā)展勢(shì)頭和面對(duì)新興技術(shù)的大力推廣與技術(shù)研發(fā)。通過對(duì)涉及電除塵的企業(yè)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析得出了以下結(jié)論，在2000年至2015年底，我國使用電除塵器的大型燃煤發(fā)電廠企業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值與環(huán)保收入基本穩(wěn)定在了行業(yè)中的半數(shù)以上的位置其數(shù)值居于60%上下，其中大部分為電除塵產(chǎn)品的新興使用企業(yè)如燃煤電廠。在這15年間，電除塵核心企業(yè)的營業(yè)額數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)到2017年底達(dá)到飽和?，F(xiàn)如今燃煤企業(yè)電除塵技術(shù)以趨于完美，體系全面，利用率與除塵效率也十分搞笑，成為了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大動(dòng)力。

結(jié)束語：電除塵技術(shù)在燃煤電廠中的使用占比明顯，是目前國際上公認(rèn)的高效除塵方式，其運(yùn)行可靠、能耗偏低、維護(hù)與操作便捷。隨著節(jié)能環(huán)保和低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電除塵技術(shù)必將迎來更為廣闊的發(fā)展空間。

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