降低燃煤电厂烟尘排放改善城市环境

降低燃煤电厂烟尘排放改善城市环境

曾少雁罗海中

曾少雁罗海中中国能源建设集团广东省电力设计研究院510633

摘要：在城市的建设和发展的进程中，燃煤电厂的存在难免会给整个大气环境带来一定的污染。随着人们对生活质量要求的逐步提升，在燃煤电厂的生产过程中，要对污染物进行充分控制和排放监管，逐步减少发电过程产生的有害物质排放，从而更好实现城市环境的净化。

关键词：燃煤电厂；烟尘排放；改善；环境保护

随着我国经济快速发展，环境污染的问题日益严重。由于用电需求不断增长，我国燃煤电厂的装机容量不断提升，导致我国的烟尘等污染物排放也呈现持续增长的状态。有研究表明，燃煤电厂排放的烟尘是城市雾霾的主要来源之一。因此在改善城市环境过程中，必须消减燃煤电厂烟尘的排放。

1燃煤电厂的最新排放要求按照史上最严苛的《火电厂大气污染物排放标准》要求，燃煤电厂烟尘排放限值为30mg/Nm3，重点地区为20mg/Nm3。在发改委颁布了《大气污染防治行动计划》后，许多发达地区对燃煤电厂的烟尘排放限制方面提出了比国家标准更高的要求，有些地区对燃煤电厂的烟尘排放限值为不超过5mg/Nm3。

2高效除尘是环境保护对燃煤电厂提出的新要求燃煤机组最常用的除尘设备是静电除尘器，其效率最高可达99.9%，可使电厂排放的烟尘浓度控制在50~200mg/Nm3，无法满足新的排放标准要求。采用更高效的除尘技术是必然选择。

3燃煤电厂低排放的实现方式3.1实施装机容量与老旧机型的淘汰并重首先从源头上进行把控。主要是对燃煤电厂装机总量的管控。首先需要对装机的数量进行把控，其次要对老旧机型进行淘汰，从源头上减少环境污染源。

3.2实施污染物的总量控制从行业的发展来看，尽管行业内已经出台了污染物排放总量的指标，但是行业内缺乏有力的监管和惩治举措。燃煤电厂在燃烧煤炭的过程中产生的烟尘、NOx、SO2、PM2.5等污染物经过处理后排放到空气中，虽然排放的污染物浓度很低，但排放的烟气量大，常年排放还是会对电厂周边的空气质量造成一定影响。因而，燃煤电厂的污染排放除浓度满足标准要求外，还需对排放总量进行控制，使电厂所在地区污染物排放总量在环境可容纳范围内，避免环境进一步恶化。此外在行业的监管方面，除了出台强有力的规范标准外，制定监督和惩罚制度也必不可少。通过行业规范、监督和惩罚措施降低燃煤电厂的污染物排放。

3.3采用先进的烟尘处理技术，降低燃煤电厂的污染物排放3.3.1高效静电除尘器由于静电除尘器对粉尘、烟气的物理特性较为敏感，在严格的排放限值下，已接近或超过其性能极限，因此近年来一些高效的静电除尘器逐步推向市场，以满足现行标准中对粉尘排放限值要求。

1）配置高频电源高频电源具有数字电源的特点，脉冲宽度、波形和频率可按要求进行调节，平均输出电压高，可以针对不同的飞灰特性调整不同的脉冲波形。一般典型的配置方式为静电除尘器第一电场配置高频电源，强化对粉尘的荷电，减轻后续电场荷电压力，后续电场仍采用传统整流变压器，按常规电压参数运行就可以达到较好的收尘效率。

2）烟气调质装置法国燃煤电厂为了确保电厂在燃煤发电过程中能够有效的降低煤炭燃烧过程中的污染物排放，在锅炉炉膛中直接注入添加调质剂。

添加调质剂，可以改变粉尘的导电特性，可以使其附着在粉尘表面，从而改变粉尘的表面导电特性，改变粉尘总体比电阻来达到改善粉尘荷电能力的目的。烟气调质的调质剂一般有三氧化硫（SO3）、氨气（NH3）、碳酸钠（Na2CO3）、水蒸气等，调质剂可以采用一种，也可以采用可相互作用的多种化合物（例如同时使用SO3和NH3）。

3）低温静电除尘器日本三隅电厂采用了低温静电除尘器，在静电除尘器前设置了换热装置，使静电除尘器入口温度降低，运行在90～95℃范围内，烟气中一些酸性物质在粉尘表面的微孔中结露，形成电解质的表面，降低了表面比电阻，使粉尘变的容易荷电与清除。烟气温度降低以后，烟气容积减小，粉尘之间空间间距变小，一些微小颗粒与飞灰碰撞的概率增加，吸附在飞灰上的细小颗粒比例增加，有利于总体除尘效率的提高。

4）移动电极静电除尘器为解决常规静电除尘器振打清灰二次扬尘的问题，日立公司开发出移动电极静电除尘器。移动电极静电除尘器最末一个电场阳极板被分割为小块的长条形，依次悬挂在一圈链条上。链条由上部驱动轴带动，使阳极板缓慢运动，在阳极板底部设置有一个旋转清灰刷，采用机械清除方式把极板上的粉尘扫入灰斗。由于极板清洁度高，因此移动电极区的粉尘趋进速度要比常规电场高，有利于捕集高比电阻或者粒径较小的粉尘。

3.3.2电袋除尘器电袋除尘器由静电区和滤袋区组成，经过静电预除尘后，袋区的除尘负荷下降，吹扫周期可以延长，滤袋的粉尘层带有电荷较为疏松，透气性较好。但是主流的电袋除尘器的电场区只是起到预除尘效果，最终排放指标仍受滤袋区控制。一般的电袋除尘器，排放指标可以达到30～40mg/Nm?；需要进一步提高收尘效率时，可以采用增加滤料的容重、降低过滤风速（即增加滤布面积）、滤料表面覆膜、取消烟气旁路等措施，可以使排放指标达到排放指标可以达到5～10mg/Nm?。

3.3.3湿式电除尘器湿式除尘器最早在化工行业中应用，主要用于净化烟气中的酸雾。当这项技术转移到电力行业使用时，湿式除尘器的主要用途用于捕集细小颗粒、升华金属冷却后的凝固颗粒、净化脱硫后烟气携带的酸性气溶胶，附带功能是去除脱硫塔逃逸出来的石膏浆液。

湿式电除尘器的原理是在阴极线与阳极之间建立高压电场，使气体电离产生带正电荷的离子与负电荷的电子，电荷与颗粒碰撞后使其带电，在电场力作用下趋向电极，最后捕获并收集。湿式静电除尘器对细小颗粒以及酸雾、气溶胶等有很高的捕集效率，细小颗粒捕集效率保证值可以达到70%～90%，对酸雾的捕集效率可以达到50%～80%。日本的碧南电厂就使用了湿式电除尘器进行燃煤后产生的烟气的处理，其烟尘的排放浓度始终保持在5mg/Nm3以下。

4．总结燃煤电厂的存在虽然对日常用电起到了一定的推动作用，但其在发电过程中所产生的污染和废气也往往会严重威胁到周边的环境。目前我国的雾霾现象越来越严重，所以如何有效的进行环境的保护，降低空气中污染物的含量成为当前环保工作的新主题。燃煤电厂在日常运营的过程中，其产生的污染物虽经处理后排放到空气中，但长期排放对空气质量的恶化造成了一定的影响。本文在研究中重点对燃煤电厂的污染物排放进行了探讨，提出了有利于推动燃煤电厂废气中污染物特别是烟尘含量降低的方式。通过本文的研究，希望能够推动行业内规范标准的建设，同时也促使整个行业的煤炭消耗和废气排放都能够实现双重降低。

参考文献[1]涂忆江、杨家宽.燃煤火电厂推行清洁生产的有利条件分析[J].环境研究与监测，2014年02期[2]王慧、宋耀平、蒋秋静.燃煤火电厂锅炉粉尘的分布特征及防治对策[J]。科技情报开发与经济，2013年06期曾少雁（1980-），女，广东汕头人，硕士，工程师，长期从事火电厂环保和脱硫设计工作。Email:zengshaoyan@gedi.com.cn罗海中（1981-），男，广东河源人，硕士，工程师，长期从事火电厂环保和脱硫设计工作。Email:luohaizhong@gedi.com.cn