应对超洁净挑战电除尘迸发强大能量场
———福建龙净环保股份有限公司布局超洁净烟气治理技术系列报道(二)
革故鼎新体现创新之根本，是技术创新、锐意进取、勇于实践、引导潮流的体现。不愿落伍者就应有革故鼎新的勇气，敢为市场先!
当外界铺天盖地在谈论燃煤电厂实现超洁净排放(超低排放、近零排放)的宏伟蓝图时，更多负责任的专家和环保厂家却将精力放到了对应对措施的研讨上。
“对煤电超低排放，要建立在科学、经济可行的基础上，并以最佳可行技术为依据。”中电联秘书长王志轩在10月23日召开的2014年燃煤发电环保技术应用交流会上表示，低成本、低费用的技术才是实现煤电污染控制的长青之树。
本次交流会是中电联主办的“2014中国国际电力节能环保技术和装备展览会上”(EP展)系列活动之一。出于行业龙头企业的责任心，及对煤电污染控制技术升级的积极性，龙净成为本次EP展节能环保展区和本次交流会唯一的协办方，并在会上推出了理念先进的燃煤电厂限值排放协同控制技术，既能实现多污染物综合脱除，又能实现超洁净排放标准，从而备受电厂用户关注。
科技创新解决行业诟病
今年以来，国华舟山电厂、浙能嘉华电厂等超洁净排放项目陆续投运，将湿式电除尘器推到了聚光灯下。一时间，这种在国外已有30年应用历史的大气污染物控制系统的最终精处理技术装备获得极大认可，并被视为燃煤电厂实现超洁净排放的主流技术方案。
华北电科院高工李庆在接受记者采访时表示，在高效干式除尘器和湿法脱硫后加装湿式电除尘器，相当于烟尘进入烟囱前的最后一道手，既可以去除湿法脱硫后的粉尘、石膏浆液雾滴,控制PM2.5排放、脱除汞，还具有无二次扬尘、除尘效率高等显著优点。
据了解，目前国内的湿式电除尘器已形成三大技术流派：金属极板湿式电除尘器、导电玻璃钢极板湿式电除尘器和柔性极板湿式电除尘器。“总体而言，几种湿式电除尘器各具特色，但金属极板电除尘器由于已在国外燃煤机组采用的较多，且有十几年的应用实践，比较成熟。”李庆介绍。
一向注重技高一筹、具有革故鼎新精神的龙净，并未像大多数厂家那样单纯走国外引进路线。其在全国最早研发燃煤电厂湿法脱硫后湿式电除尘器(该项目被列为国家863计划)，并保持了极具节奏的工程实践。
2013年1月，在上海长兴岛电厂投运全国第一台湿法脱硫后湿式电除尘器，实现了3.9~4毫克标立方的超低排放，开国内先河。
2013年10月，研发全国第一台33万千瓦机组湿式电除尘器，在华电淄博电厂成功投运，排放保持在5毫克标立方左右。
2014年6月，研发全国第一台67万千瓦机组湿式电除尘器，在大唐黄岛电厂成功投运，排放小于3毫克标立方。
短短一年时间，龙净的湿式电除尘器已取得20台套的应用业绩。
令记者感兴趣的是，湿式电除尘器流派纷争，龙净自主研发的湿式电除尘器究竟凭靠什么脱颖而出?大唐黄岛电厂的应用情况能很好地回答这个问题。
黄岛发电厂6号炉为67万千瓦机组，配套双室四电场电除尘器、海水脱硫WFGD、SCR脱硝，于2007年建成投运。
“最新的火电厂大气污染物排放标准和重点地区排放限值公布后，我厂的除尘设施面临着巨大的改造压力。另外，烟囱‘落白点’问题也一直困扰着我们。”黄岛电厂副总经理陈继军向记者介绍了该厂进行电除尘改造的客观诉求。“落白点”指的是烟尘在湿法脱硫后有一部分会被带出，产生类似“石膏雨”的灰白色污染物，国内电厂多受其扰。
在选择改造合作伙伴时，黄岛电厂毫不犹豫地选择了龙净。一方面，龙净的技术实力在业内首屈一指，本次应标方案最为科学;另一方面，龙净的工程实力值得信赖，施工期限最有保障，“仅用了50天工期，正好在机组大修期，不影响机组运行”。
黄岛电厂的工况条件和性能要求，给龙净自主研发的WBE型湿式电除尘器创造了大展拳脚的机会。
首先，考虑到项目场地狭窄的问题，WBE型湿式电除尘器采用了复式布置，巧妙地使占地面积缩小了一半。同时采用大喇叭结构，解决了烟道布置问题。
紧凑型大喇叭结构虽然解决了场地问题，但同时给气流分配与分布带来不利影响。为此，龙净又在气流分配与分布上动了不少心思，借助CFD计算机数值模拟、物理模型实验等先进技术手段力求气流分配与分布达到完美。
其次，结合烟气流速较快的特点，WBE型湿式电除尘器的阳极板采用龙净独特的818型极板结构，板面上的微型沟槽利于降低风速对水膜分布的影响，同时提高极板刚度;龙净专利的免焊接极线结构及极线与阴极框架连接方式，能有效避免因不锈钢焊接造成的腐蚀断线，提高阴阳级系统的可靠性。
针对一直困扰黄岛电厂的“白色污染”问题，龙净在湿式电除尘器的结构设计上特别注意避免水滴的形成和被气流带出，并在出口喇叭设置除雾器以控制水雾逃逸。
此外，针对烟气中雾滴含量高的特点，龙净结合典型极配形式，针对性设计了三相电源和低压控制装置，有效保证了设备的稳定、高效运行。
“改造后，经过性能测试，湿式电除尘器出口烟尘排放2.8毫克标立方，阻力394.7帕，出口雾滴PH值均在7.5以上，烟囱出口‘白灰点’现象已消除，各项技术参数指标均符合设计要求，烟尘排放达到燃气机组超洁净排放水平。”陈继军高兴地说。
而黄岛电厂湿式电除尘器最大的亮点是总结出了一套科学的喷淋规律，可实现连续、间歇交叉使用的灵活喷淋机制，同时还自主研发出灰水处理系统，能够将排水用于湿法脱硫循环使用，实现了“零水耗”。
“湿式电除尘器目前备受诟病的有两点，一是成本高，二是耗水量巨大。而WBE湿式除尘器配套灰水处理系统，能很好地解决耗水量大和废水处理量大的难题。”李庆介绍，以日本为例，一台30万千瓦机组配套湿式电除尘器的耗水量高达20~30吨/时，而龙净的WBE湿式除尘器可以将水耗降低2/3。
“另外，龙净通过对关键设备自主设计、自主生产的方式，既能进行有效的质量监控，又能最大限度地降低产品费用。”龙净电除尘与脱硝事业部技术策划部部长郭刚表示。
为进一步提高龙净湿式电除尘技术的核心竞争力，目前龙净已引进了日本日立公司的湿式电除尘器技术。未来，自主研发和引进先进将并驾齐驱，实现强强结合、优势互补，将进一步提升龙净湿式电除尘器的技术优势，更有利用于保障性能和效果。
多污染物脱除一体化
对于大多数人而言，或许并不了解火电厂排放的污染物其实是一锅糅合了粉尘、硫氧化物、氮氧化物、汞等重金属污染物的大杂烩。环保压力的集中施压和环保技术经济性的最低化要求，对火力发电厂进行多污染 物协同治理迫在眉睫。
“燃煤电厂污染物协同控制技术已是国内、外环保专家的共识。但如何做到并做得更好却是非常困难的事。”中国电力工程顾问集团公司研发中心副主任、教授级高级工程师龙辉提出，烟气污染治理要建立炉后大系统概念，加强协同，将粉尘、氮氧化物、硫氧化物和细颗粒物的脱除一体化考虑。
龙净在2004年就先于行业提出污染物协同处理的理念，并积极将这种构想付诸于科学研究和工程实践。对低低温电除尘器的开发利用就是具有里程碑意义的成果之一。
2010年，龙净研发的全国第一台“余热利用，低低温电除尘器”在广东梅县粤嘉电力有限公司投运，并在今后几年不断再创新升级，取得了发电机组50台套的应用业绩。
记者了解到，我国燃煤电厂当今较为普遍采用的传统烟气处理技术，被动适应燃煤变化等烟气条件，除尘效率波动大;对于湿法脱硫配套GGH项目，无法根治二氧化硫泄漏逃逸;未配套GGH项目，又存在脱硫耗水量大，带来烟囱水雾长龙视觉污染、石膏雨等环境问题。
龙净研发的低低温电除尘器恰恰具有调温“魔法”，通过特制的换热器，采用热媒体回收烟气余热用于加热汽机冷凝水，不仅节约煤耗，还能使电除尘入口烟温由120~170摄氏度下降到85~110摄氏度的低低温状态。
“在低低温工况下，可降低烟尘比电阻，增强颗粒凝并，使烟气中的三氧化硫可以很好地与烟气水分融合成H2SO4烟酸小液滴，与粉尘粒子共同悬浮于烟气中形成烟酸液滴气溶胶，再通过物理凝并、化学吸附及电除尘作用，可对PM、三氧化硫、汞等多污染物进行协同脱除。”龙辉向记者介绍。
江西中电投新昌电厂是受惠低低温电除尘器的典型代表。据记者了解，该厂2台70万千瓦机组于2010年建成投运。前期，受市场电煤价格大幅攀升影响，新昌电厂实际燃烧的煤质波动较大，锅炉排烟温度偏高，长期超过设计烟温运行，导致锅炉热损失大，进而造成电除尘器工作效率下降。
为满足最新的排放标准，新昌电厂经过多方考察及对多种提效方式的研讨，最终决定采用龙净的余热利用低低温电除尘改造技术。
2013年7月底，新昌电厂1号机组锅炉排烟余热回收利用及除尘提效改造项目成功投用。通过168运行后，首先由龙净进行了摸底测试，结果表明，电除尘出口粉尘排放达到8毫克标立方，达到超洁净排放水平。
为进一步验证效果，2013年9月中旬，江西省电科院再次对相关设备分别进行了除尘效率、汽机热耗统计、PM2.5及汞去除率的测试。测试结果显示，改造后经余热利用换热器换热降温幅度最大可达到45摄氏度，粉尘排放从原约60毫克标立方下降到20毫克标立方以下;在66万千瓦负荷下，烟气余热利用装置投运工况较退出工况，修正后机组热耗平均降低54.69千焦/千瓦时、厂用电率平均下降0.13%、供电煤耗平均降低2.57克/千瓦 时;PM2.5脱除率达99.8%以上，PM1.0的脱除效率达99.3%以上;同时还可明显降低烟气中气态汞的含量，降幅达40%。
“实施锅炉排烟余热回收利用及除尘提效改造后，节省运行成本不低于650万元/年。同时，烟气循环节能除尘改造后，降低了电除尘器进口烟温，提高了除尘效率，净化后的烟尘平均排放浓度在10～20毫克标立方，预计可减少烟尘排放量920吨/年，大大减轻了环境污染，也避免了因烟尘浓度超标被环保部门罚款和影响企业环境信用评价。”该厂工作人员向记者介绍。
来自老朋友的肯定
“我们看中的就是低低温电除尘技术的综合减排能力。”华能山西榆社电厂脱硫办副主任郭彦红同样向记者表达了对低低温电除尘器应用情况的满意。
该厂30万千瓦机组由于机组老化及燃煤波动，锅炉排烟温度呈明显升高趋势，夏天高温时排烟温度达到了140摄氏度~150摄氏度，严重影响了机组的正常运行。对环保设施进行升级改造势在必行。
这一次，他们仍然选择了老伙伴———龙净，采用了其烟气余热回收-再热装置及低低温电除尘器技术。
8月8日，该项目成功投运，低低温烟气调温系统各项运行参数正常。其中，热回收器将烟气温度从145摄氏度降至90摄氏度;烟气再热器可将烟温从43摄氏度升至90摄氏度以上;低低温电除尘器平均运行电压可达50千伏以上。摸底测试结果表明，在机组满负荷工况下，低低温电除尘器出口PM排放浓度可达18毫克标立方，经湿法脱硫及水平烟道除雾器进一步处理后，烟囱入口PM排放浓度降至8毫克标立方。
“目前我们正在准备第三方测试工作，虽然最终测试结果还没有出来，但我们有信心。我们与龙净从2004年就开始合作，对他们的技术和产品非常信得过。”郭彦红毫不掩饰对龙净的信赖之情。
技术路线是控制污染排放的核心要素，对于技术路线的选择，则要坚持因地制宜、因煤制宜、因炉制宜、因现有实施情况制宜，已成为公认的技术选择原则。龙净电除尘依托自身强大的研发团队及一流的企业实力，渐成市场应对超洁净挑战的主流声音。
“随着我国热点地区提出的超洁净排放等新要求，秉持龙净在低低温与湿式电除尘技术多年来的实践积累上，具有鲜明龙净特色的燃煤电厂低低温高效烟气处理技术路线必将成为火电行业应对超低排放的最佳选择!”龙净总经理助理廖增安表示。他口中的低低温高效烟气处理技术路线，是龙净在提供系统的燃煤烟气治理岛产品服务基础上，开发应用烟气余热回收、零泄漏烟气调温、高效湿式电除尘以及高效湿法脱硫集成创新技术，形成的新一代燃煤电厂低低温高效烟气处理系统。
“该技术能够在满足超洁净排放的同时，集除尘、除三氧化硫、节水、节煤于一体，将有着广阔的市场应用前景。”龙辉表示。
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