歐洲電廠如何除塵？

在排放標準更為嚴格的歐洲，電廠究竟如何選擇除塵設備？他們又有什么樣的方式，能夠保證電除塵的除塵效果呢？對這些問題，來自歐洲的專家做出了解釋。KjellPorle曾工作于瑞典Flakt/ABB/Alstom，從1966年就開始電除塵的研究、生產(chǎn)和應用工作，第6任國際電除塵學會主席；MichaelJ.Frank現(xiàn)為國際電除塵學會理事，德國E－ON公司Scholven電廠主管，此電廠總裝機容量2300MW，是歐洲最大的燃煤電廠之一；KarstenPoulsen　丹麥F.L.Smith公司全球經(jīng)理，也是全世界最著名的電除塵專家之一。

記者:您認為如何根據(jù)燃煤性質確定電除塵器的選型，以使電除塵器的粉塵出口排放濃度低于30毫克/立方米？

KjellPorle:目前，世界上很多在運行的靜電除塵器出口排放濃度都低于30mg/Nm3。要滿足這一標準，電除塵器需要有合適的運行、高效的設計并保證足夠大的比集塵面積?，F(xiàn)在排放高的問題主要與飛灰的性質有關，尤其是那些高比電阻和難凝并的飛灰都比較難被收集。煤種成分和飛灰特性及鍋爐燃燒工況的不同，均可導致飛灰在除塵器內的遷移速度相差5倍之多。電除塵的設計必須同鍋爐及其他設備作為一個系統(tǒng)來考慮，因為燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣和飛灰性質會影響電除塵器的運行和效率。

西歐目前正在建設的幾個大型鍋爐所用的燃煤都是從世界各地進口，其粉塵排放濃度需要保證10mg/Nm3左右，除塵設備均為靜電除塵器。

KarstenPoulsen:飛灰比電阻是影響除塵效率的關鍵因素，主要由飛灰成分和燃煤的含硫量決定。通常電除塵器選型是以混煤后得到的最大比電阻作為設計依據(jù)，然后比較采用Coromax脈沖發(fā)生器(微脈沖放電)和使用傳統(tǒng)單相電源(直流放電)并加大集塵面積的經(jīng)濟性。

除了使用良好的放電裝置，我們也特別注重氣流的分布和避免氣體泄漏到收塵區(qū)(即放電極和收塵極之間的區(qū)域)以外。同時，高效的振打系統(tǒng)和合理的操控也相當重要。

記者:綜合考慮成本和排放標準，您認為電廠該如何選擇除塵器？歐洲哪種除塵方式使用較多？

KjellPorle:這個問題很難回答，除塵設備的成本除了建設成本外，在很大程度上也取決于其運營和維護成本，而這個成本對于每個國家甚至每個具體的電廠都是不同的。一般而言，布袋除塵器的投建成本低于電除塵器，但其運營維護成本較高。所以，要根據(jù)每個電廠的具體情況來選擇除塵設備。

KarstenPoulsen:關鍵因素還是飛灰的比電阻和運行成本(主要是耗電量)。我們幾年前的一項研究表明，在不考慮運行成本的條件下，運用我們的Coromax脈沖供電系統(tǒng)時，布袋除塵主要應用于飛灰比電阻大于1012Ω·cm的工況。但如果考慮電耗，此臨界比電阻值是1012Ω·cm的4～5倍。

MichaelJ.Frank:在歐洲，電除塵器有最廣泛的應用。在德國，電除塵器仍然是最常見的選擇，煙氣脫硫設備已安裝了80多套，這也進一步提高了系統(tǒng)的除塵效率，盡管這不是煙氣脫硫的目的。這樣，德國電廠可以滿足10mg/Nm3
的排放標準。德國電廠沒有使用大型袋式除塵器，在其他歐盟國家，如意大利近來趨向于安裝袋式除塵器，因為那里有更多實際原因，比如場地不夠、一些老機組上沒有煙氣脫硫系統(tǒng)等，所以將電除塵器改造為袋式除塵器。

除塵器的選擇依賴于現(xiàn)場的具體要求。袋式除塵器也會排放一定量的微細顆粒，并也有阻力大，維護成本高，對運行條件有一定限制等缺點，但在使用燃料的靈活性和場地要求方面，相對來說優(yōu)于電除塵器。電除塵器也有其固有的優(yōu)勢。因此，除塵設備的選擇應根據(jù)整個煙氣凈化系統(tǒng)而定。

記者:為了滿足排放標準，電除塵器需要多大的比集塵面積？如果灰塵的比電阻很高，需要采取怎樣的特殊措施？

MichaelJ.Frank:在近期的絕大部分情況下，我們正在安裝的電除塵器比集塵面積在120～150m2/(m3/s)之間，同極間距為400mm。這適用于低含硫量的煤，粉塵排放為10～20mg/Nm3。

如果灰塵的比電阻很高，最常見的方法是采用SO3煙氣調質系統(tǒng)，但是，這需要燃料質量相對穩(wěn)定，即硫的產(chǎn)生量相對恒定。否則，為了達到合適的SO3濃度來保證除塵的有效性，SO3需要經(jīng)常進行調節(jié)。

作為一般建議，我們將安裝具有間歇供電和自動反電暈檢測及處理功能的電除塵器控制器。

記者:中國和世界的電除塵市場都需要繼續(xù)著眼于實現(xiàn)降低能耗的同時提高收塵效率，關于電除塵器的節(jié)能問題您有何最新研究進展？

KarstenPoulsen:利用Coromax脈沖系統(tǒng)處理中高比電阻粉塵，可以達到較好的除塵效率，并且能耗很低，一般為2～5W/m2，而如果采用單相電源，能耗將是Coromax脈沖系統(tǒng)的5～6倍。如果采用傳統(tǒng)的單相直流電源和開關式電源，可以根據(jù)具體處理過程，通過間歇供電的方式降低能耗。

收集低比電阻的粉塵(比如，造紙和有色金屬行業(yè)的粉塵)時，必須要有較高的電暈功率。當含塵量低或在較好的工況下，可以將濁度儀的監(jiān)測信號傳輸?shù)诫娫吹淖詣涌刂葡到y(tǒng)，降低輸出功率，降低能耗。這一過程可以通過能量管理控制系統(tǒng)(EMCS)來實現(xiàn)。

記者:您認為，電除塵器在使用過程中還要考慮哪些重要問題？

KjellPorle:電除塵器中煙道進出口的設計；電除塵器內的氣流分布，如果一個電廠內不只有一個室，還要考慮室與室之間的氣流分布；要確保每個室都有相似的煙氣進口條件，包括溫度、濕度和煙氣濃度等。顆粒物粒徑分布必須要已知或者可以預測，鍋爐內的火焰溫度可以改變超細顆粒物的產(chǎn)生量，進而影響電除塵器的運行。機械設計需要保證較長的運行壽命和較高的可用性。合理的設備維護和有效的人員培訓，也是保證高效除塵的關鍵。

KarstenPoulsen:電除塵器應用中應該主要考慮的問題包括工藝條件(煙氣溫度、濕度、煙氣成分、含塵量等)和粉塵比電阻。基于這些條件，還需要選擇最好的電氣條件。根據(jù)顆粒物遷移速度可以確定所需的集塵面積，然后根據(jù)工藝條件確定放電極、收塵極板、灰斗、振打系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)的類型。

記者:在電力行業(yè)之外，電除塵器在其他工業(yè)部門中還有哪些應用？在這些應用中，還要注意哪些問題？

KjellPorle:電除塵器在很多領域都是唯一的選擇。比如，造紙工業(yè)中回收鍋爐的尾氣治理，冶金工藝中高溫煙氣治理等。同時，電除塵器也廣泛應用于燃油鍋爐的顆粒物收集處置。對于大多數(shù)應用領域，使用電除塵器都可以滿足10毫克/立方米的排放標準。

KarstenPoulsen:電除塵器在水泥廠、有色金屬廠、煉鐵廠、造紙廠等都有應用。根據(jù)溫度和粉塵性質，靜電除塵器非常適合于處理水泥熟料冷卻塔產(chǎn)生的粉塵。如果客戶要求使用布袋除塵器，布袋上游需要安裝一個熱交換器，但熟料灰塵的腐蝕性會縮短熱交換器的使用壽命。

造紙廠的堿回收爐是電除塵器的另一個主要應用。堿回收爐產(chǎn)生粉塵的比電阻很低，要達到較高的除塵效率，必須要提高電暈功率。而由于這種粉塵很容易堵塞，所以布袋除塵器并不適用。如同其他種類的低比電阻粉塵，平穩(wěn)的高電壓(低波紋)更有利于滿足高電暈功率的需求。有些電除塵器采用高頻高壓電源，也稱SPMS開關電源，但是我們公司更傾向于使用三相電源。SPMS結構緊湊，其內部的電損耗要求使用更為復雜的冷卻系統(tǒng)，而三相電源質量和所占空間雖然都相對較大，但是其運行更為簡單可靠。與SMPS的有限輸出(額定電壓和電流)相比，三相電源的操作電壓和電流更高。
 

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