火力发电厂电除尘技术探讨与应用

火力发电厂电除尘技术探讨与应用

郑奎剑

江苏久朗高科技股份有限公司 江苏南京 210000

摘要：目前，我国火力发电厂的数量不断增多，在提升电厂运作效率的同时，也要提升环保意识，采取有效的除尘措施，降低排放浓度。根据《火电厂大气污染物排放标准》中给出的指标要求，火电厂应该尽可能降低系统阻力，减少脱硫GGH堵塞的情况，确保风机可以稳定运作，减少磨损问题，保障电除尘的效果。本文介绍了火力发电厂的电除尘器，阐述了电除尘技术的应用策略。

关键词：火力发电厂；电除尘；技术

在火力发电厂中，可以采用电除尘器进行电除尘，也就是在两个曲率半径差距较大的金属阴阳极上，利用高压直流电营造可以使气体电离的静电场。在电离之后，会有电子生成，阴离子和阳离子都会在粉尘上吸附，使粉尘附带电荷。荷电粉尘会受到电场力的影响，电极性相反的电极在电极上运行并沉积，能够分离气体和粉尘。本质上，电除尘就是利用电离捕集烟气中的悬浮颗粒，虽然有很多种类和结构的电除尘器，但基本原理相似。火电厂可以采用电除尘技术，降低火电厂排放，确保火电厂运行达到环保要求。

1. 火力发电厂的电除尘设备

1. 除尘器性能

在评价除尘器性能时，可以根据除尘器出口和入口全压的测定差进行分析，阻力比较低的除尘器，性能指标为△P不超过500Pa；阻力较高的除尘器，△P则在2000-20000Pa区间。电除尘器就是使用电晕放电的方式，使气体中的颗粒附上电荷，通过静电场分离气流中的灰尘颗粒^[1]。放电极和负极连接，集尘极和正极连接。空气中的自由离子会向阴阳两极移动，离子和空气中的中性原子产生高速碰撞，空气变为导体。放电极的负离子、电子受到电场力的影响会移动到正极，在这个过程中会将飞灰撞飞，并且在灰尘颗粒上黏附，向正极移动，也就是集尘极。

2. 电除尘器的结构和特点

电除尘器包括电晕极、集尘极、振打装置和气体均匀分布装置。电除尘器具有很强的适应性，即使在300℃的烟气中也可以使用，可以处理0.05-20μm的灰尘颗粒，负荷变化不会对除尘效率产生影响，受到的阻力约为100-150Pa，相对较小。整体来看，电除尘器的除尘效率可以达到90%-99%。设备具有复杂的控制系统，本体设备规格较大，需要较高的投入成本，在安装、检修、维护等方面都有严格的规范要求。目前，电除尘器在烟气除尘中的应用较为广泛。为了满足环保要求，火电厂普遍采用电气除尘的方式。

电除尘设备的种类和型号有很多，但工作原理基本相同，所以设备构成部分也基本一致，主要包括除尘设备、电气部分和辅助设备三个部分^[2]。设备主体包括清灰器、气流装置、阴阳及系统、灰斗和壳体；电气部分包括高压直流电源、低压控制器；辅助设备包括检修电源、照明、连锁箱等设备。

2. 火力发电厂的电除尘技术应用

1. 技术特点

电除尘技术不仅除尘效果较好，而且耗电量较小，广泛适用于各种除尘要求，可以达到高效除尘的效果。电除尘设备的能源消耗主要受到运作阻力损耗的影响，此类设备的工作阻力普遍较小，通常在200-300Pa，所以能量消耗也比较小，约为1/5带式除尘机的消耗量。不仅如此，部件损坏概率较低，所以使用成本较低。电除尘器具有很强的实用性，可以去除的灰尘颗粒范围较大，即使在恶劣环境中也可以生产运作^[3]。所以在火力发电厂中也可以采用电除尘技术，根据处理灰尘的多少调整电场的长度，通过延长电场的方式可以使收集效果增强。在三个电场除尘器同时应用的情况下，如果空气污染度处于平均水平，则处理效果可以达到99%。增加电场可以进一步提升电除尘器的工作效率，但设备经过长时间的使用，电极腐蚀性作用下，除尘效率会逐渐下降。

2. 电袋复合除尘器

电袋复合除尘器不仅可以发挥电除尘器的优势，也可以展现布袋除尘器的优势，可以满足多项除尘要求。一方面，可以将除尘效果提升，使排放浓度可以控制在30mg/m³以下。另一方面，可以降低能耗，也能延长使用寿命，减少了维护成本的投入。在实际应用的过程中，首先要对滤料进行筛选。对电厂燃煤特性进行分析，烟气温度应该保持在150℃以内，选择与烟气要求相符且性能较高、价格低廉的PPS+PTFE基布滤料制作滤袋，此类滤袋不仅使用安全，且收尘效率较高，可以满足使用要求。

大型电除尘器中，烟气的流动形式普遍为水平流动，袋式除尘器则为下进气的形式，需要对流场分布进行合理调整，结合两种除尘器特点，发挥各自的优势和作用，不仅要保障除尘效果，还要确保滤袋除尘区进气和流畅可以合理分布，避免出现局部流速过高的情况，减少滤袋冲刷磨损问题，使滤袋使用寿命有效延长，尽可能降低设备阻力。根据除尘器烟气流动形式，采用对应的气流均布措施，将两种类型的除尘器结合。采用计算机数值模拟的方式，按照1:10模型试验对电袋的均流装置进行合理设置，并且将导流板添加在布袋下方，确保每个布袋区都可以保持均匀的气量，保持电袋过渡区域保持合理气流，保持上方小、下放大的流动规律，避免气流组织不当，造成除尘效率受到影响，同时也避免对高速气流冲刷布袋产生影响。

在清灰方面，应该对电除尘器的原有空间进行合理利用，采用低压脉冲喷吹的方式进行灰尘清理。在压力相同的情况下，喷吹的效果更好，而且气耗也比旋转喷吹低。这种方式采用矩阵布置的方式，可以提升设备的空间利用率。在实际运行的过程中，应该掌握过滤负荷，并且分析烟气、粉尘的特殊性，对电除尘区域的运行参数进行合理调整，避免区域内出现过量的臭氧，避免滤袋被腐蚀。应该对单元喷吹气源压力进行调增，同时也要根据实际情况狂把控清灰频率。可以采用PLC控制的方式，连接主控室通讯接口，实现实时管理，提升系统运作的效率和自动化水平。

3. 湿式电除尘

湿式电除尘技术也比较常用，在火力发电厂中十分常见。湿式电除尘器中除了主体结构还包括水系统、配套高低压电气控制装置。使用湿式电除尘器，可以直接在电极、电晕区喷洒水雾，在雾化处理之后，电场力、荷电水雾之间会产生作用，在粉尘粒子的捕捉收集中可以发挥作用，具有控制污染物排放的效果，满足除尘、环保的要求。在实际应用的过程中，做好调试工作十分重要。前期准备阶段，应该全面检查设备本体、保温箱等部位，确保所有部位都没有杂物，同时检查各个元器件是否存在老化、松动、损坏等情况，保障各项性能参数符合规范要求。如果对湿式电除尘器接地网接地阻值有明确要求，则在调试之前，应该根据要求进行调整设置，同时设置各类安全警示牌，确保调试工作可以顺利完成。

在湿式电除尘器投入到使用之前，工作人员应该根据法律规范、科学要求落实调试工作。在这个阶段中，工作人员应该对湿式电除尘器内部、绝缘件表面、接地装置等设备进行严格检查，采用无水酒精将灰尘、杂物等及时清洁干净，并且检查是否存在损坏管线、绝缘件，如果发现损坏应该尽快更新。

结语：

综上所述，在火力电厂运行的过程中，为了满足环保要求，应该做好烟气除尘处理。可以采用电除尘技术，该技术具有高效节能的特点。在实际应用时，可以采用电袋复合除尘器和湿式电袋除尘的方式，具体根据需求选择和分析，确保电除尘技术可以充分发挥作用。

参考文献：

[1]何永裕.火力发电厂电袋除尘技术的环保效益[J].资源节约与环保,2017(03):9+11.

[2]邹梅平,侯仰华.湿式电除尘技术在火力发电厂的应用[J].科技展望,2016,26(23):125.

[3]张金柱,吉金芳,易祖耀,苏瑞杰. 火力发电厂除尘技术探讨[C]//.全国煤电节能减排升级与改造技术交流研讨会论文集.,2015:34-37.