我国燃煤电厂电除尘技能打开及运用总述

　　论述了我国燃煤电厂烟尘排放要求演化及排放特征,回忆了燃煤电厂电除尘技能打开进程,介绍了电除尘技能运用状况,并对其打开趋势进行了展望。我国从20世纪60年代起打开电除尘技能自主研制以来,经过技能引入,消化吸收、再立异,历经五十多年打开,现在技能水平已跻身世界强国之列。我国燃煤电厂烟气“超低排放”,及其完结“超低排放”的干流技能备受世界注目!电除尘器一直是我国燃煤电厂颗粒物操控的干流设备,可到达10mg/m3或5mg/m3的超低排放要求,针对高灰煤(Aar>

　　论述了我国燃煤电厂烟尘排放要求演化及排放特征,回忆了燃煤电厂电除尘技能打开进程,介绍了电除尘技能运用状况,并对其打开趋势进行了展望。我国从20世纪60年代起打开电除尘技能自主研制以来,经过技能引入,消化吸收、再立异,历经五十多年打开,现在技能水平已跻身世界强国之列。我国燃煤电厂烟气“超低排放”,及其完结“超低排放”的干流技能备受世界注目!电除尘器一直是我国燃煤电厂颗粒物操控的干流设备,可到达10mg/m3或5mg/m3的超低排放要求,针对高灰煤(Aar

　　电除尘技能最早源于国外，前期首要运用于金属锻炼厂，因未考虑粉尘比电阻，除尘功率相对较低，如1910 年美国加利福尼亚州Balaklala 铅锻炼厂电除尘功率仅有90%[1];后经颗粒电场荷电、分散荷电等理论完善[2-3]，及粉尘层与火花放电联络[4]等的提出，电除尘器的根底理论及工程规划均得到显着前进，实践工程的电除尘功率可达99.5%现在，电除尘器的除尘功率现已可达99.9% 以上。

　　我国电除尘技能尽管起步较晚，但打开迅速，尤其在电力职业运用占绝对优势。我国火电厂燃煤烟气中烟尘排放限值国家规范先后历经3次修订，对应了不同阶段的电除尘技能蓬勃打开，燃煤电厂颗粒物减排成效明显。1979—2016年期间火力发电量增长了17.5倍，单位发电量颗粒物排放强度下降了99.7%，颗粒物排放总量下降了94%。

　　我国电除尘技能水平已取得了长足的前进，尤其是自2014年燃煤电厂烟气超低排放施行以来，电除尘器的规划、制作才能及工程运用，均已到达世界先进水平。

　　1973年，我国公布了《工业“三废”排放试行规范》(GBJ 4—73)，初次以国家规范的方法对燃煤电厂大气污染物排放提出限值要求。该规范归于归纳污染物排放规范，而专门针对燃煤电厂污染物提出限值要求的则是1991 年公布的《燃煤电厂大气污染物排放规范》(GB 13223—1991)，要求烟尘排放最低限值为150 mg/m3。尔后国家别离于1996 年、2003年和2011年对该规范进行了3次修订。从2003年开端，我国燃煤电厂烟尘排放的最低限值降到了50mg/m3;而到了2011年，进一步降至30mg/m3，要点区域为20 mg/m3。

　　2013年12月，浙江省出台了《浙江省大气污染防治行动方案(2013—2017年)》(浙政发〔2013〕59号);2014年1月，广州市发布了《关于广州市燃煤电厂“趋零排放”改造技能方案及造价状况的陈述》;2014年8月，山西省出台了《关于推进全省燃煤发电机组超低排放的施行定见》(晋政办发〔2014〕62号)，均要求烟尘排放限值5mg/m3;2014 年9 月和2015年12月，国家层面的《煤电节能减排晋级与改造行动方案(2014—2020 年)》(发改动力[2014]2093 号)及《全面施行燃煤电厂超低排放与节能改造作业方案》(环发2015[164]号)相继公布，要求烟尘排放限值10mg/m3，超低排放方针在我国全面施行，并要求到2020 年，现役燃煤发电机组改造后均匀供电煤耗低于310g/(kW·h)(600 MW 级及以上机组，除空冷机组外，改造后均匀供电煤耗低于300 g/(kW·h))。到2017年12月，已有河北、上海、河南、浙江、山东5 个省市已出台或将出台超低排放当地强制性规范。我国燃煤电厂烟尘排放要求演化进程如图1 所示。

　　各国煤电烟尘排放限值因为限制条件、方法等不同，一般不能简略地进行比照，但典型机组在特定条件下，排放限值的比照能够表现不同国家对火电机组遍及性要求的差异。《火电厂大气污染物排放规范》(GB13223 —2011)规则的煤电烟尘排放限值已低于绝大多数国家和区域现行的排放规范。跟着超低排放方针的全面施行，现在我国煤电烟尘排放要求与其他国家和区域排放要求比较现已处于领先水平。部分国家和区域燃煤电厂烟尘排放限值如图2 所示。

　　我国的动力结构呈现“富煤、缺油、少气”的特征，在未来适当长时期内，以煤为主的动力供给格式不会产生根本性改动。依据我国电力企业联合会数据，作为煤炭消费大国，2016年我国煤炭消费量37.8 亿t，约占世界煤炭消费总量的50%。我国煤炭消费中用于发电的份额占49%，而美国和澳大利亚2014 年已有91%的煤炭用于发电，印度的煤炭发电也超越了70%。2016年国家《动力打开“ 十三五” 规划》( 发改动力[2016]2744 号)方针到2020年发电用煤占煤炭消费比重前进到55% 以上，我国电煤份额将进一步添加。超低排放下电煤均匀排放颗粒物约0.21kg/t， 而农村生活散煤均匀排放颗粒物约3.73kg/t，排放强度约为电煤的18 倍。

　　2005—2016年我国电煤消耗量、火电装机容量及煤电颗粒物排放量如图3 所示。

　　由图3 可知，2006—2016年，我国燃煤电厂颗粒物排放量呈现明显的下降趋势，2016 年排放量为35万t，比较于2006 年的390万t，削减了91.0%。2005—2016年， 火电装机容量逐年上升，2005 年火电装机容量为4 亿kW，2016 年为10.5 亿kW(其间煤电为9.5 亿kW)，添加了162.5%。2 0 0 5 — 2 0 1 3 年，电煤消耗量逐年上升，然后因为煤电年运用小时数下降、“上大压小”方针的施行、供电煤耗下降一级原因，电煤消耗量逐年下降。此外， 单位火电发电量颗粒物排放强度由1979年的25.9 / ( k W · h ) 降至2016年的0.08g/(kW·h)，下降了99.7%，已到达世界先进水平。

　　由此可见，尽管近年来煤电打开迅速，但跟着我国对燃煤电厂污染物排放管控加强，电除尘技能的高速打开、设备的大规划运用，燃煤电厂颗粒物排放得到了有用操控，成效明显。值得注意的是，我国近年来火力发电运用小时数继续减小，据中电联《2016 — 2017年度全国电力供需局势剖析猜测陈述》，2016年火电设备运用小时降至4 165h，为1964年以来年度最低。机组低负荷运转已成为常态，在确保颗粒物排放合格的前提下，下降设备能耗将是后续研讨要点。

　　我国环保工业为方针拉动型工业，跟着国家规范和方针对燃煤电厂烟尘排放限值的要求越来越严，我国电除尘技能也阅历了从无到有、飞速打开到成绩斐然的进程。自20世纪60年代开端对电除尘技能打开自主研制以来，已有五十多年的打开前史。从最早列为“七五”科技攻关项目，到浙江大学掌管的“燃煤机组超低排放要害技能研制及运用”荣获2017 年度国家技能创造一等奖以来，我国各大院校、企业、研讨院所等以省部级课题、国家“863”方案、国家要点研制专项(如“燃煤电站低本钱超低排放操控技能及规划配备”课题4“高灰煤超低排放技能与配备集成及运用”)等方法对电除尘技能进行研讨。我国燃煤电厂电除尘技能打开进程如图4 所示。

　　我国电除尘技能起步较晚，据相关材料，某水泥厂于20 世纪30 年代最早运用从美国进口的电除尘器， 用于物料收回。20世纪50年代初，化工制酸、有色冶金职业开端运用从苏联和东德进口的电除尘器。20世纪50 年代中期，已有燃煤电厂配备进口的电除尘器，但数量屈指可数。钢铁职业在50年代晚期开端运用从日本进口的电除尘器，首要用于烧结工序除尘。直到1960年，我国运用的电除尘器还缺乏60台。

　　事实上，我国电除尘技能研讨于60年代才正式起步。1965年，原冶金工业部安排武汉安全环保研讨院等单位，榜初次对电除尘技能进行体系研讨，首要针对包头钢铁公司烧结厂含有稀土成分的粉尘净化收回。历时2 年，选用实验研讨与工程实践相结合的方法，深化了解电除尘器根本作业原理及其功能首要影响要素，并对优化其极配型式提出了主张。

　　到1972年，电除尘器首要用于物料收回，在燃煤电厂等运用均较少，且大多数从国外进口。

　　1973年，联合国举行了环境保护大会，我国环保作业也提上日程，同年发布了国家规范初次对燃煤电厂大气污染物排放提出限值要求。自此，电除尘器除了用于物料收回，还被年代赋予了环境保护的任务。

　　20 世纪70年代，由原机械工业部、冶金部和建材部牵头完结了SHWB 系列3~60m2共9种规范的卧式电除尘器的规划。与此一起，原电力部将电除尘器确定为火电厂烟尘管理设备，这项决议方案对我国电除尘技能的打开起到了严重效果。1981年，由联合国方案开发署无偿援建25 万美元、我国出资135 万元人民币组成的诸暨电除尘器研讨所正式建立，成为其时我国榜首家电除尘器研讨所，同年被原机械工业部正式确定为国家二类所，成为我国电除尘器的科研、实验、规划中心，先后规划、制作了6 项较大的专业实验装置。

　　从20世纪80年代起，我国企业开端从瑞典flakt、德国Lurgi、美国CE 等引入代表其时世界先进水平的电除尘技能，如1983 年，诸暨电除尘器厂和上海冶金矿山机械厂从瑞典flakt 公司引入了电除尘技能。80年代初期，我国首台300MW机组配套电除尘器在谏壁电厂投运，1984年，石横电厂300 MW机组电除尘器图纸被瑞典flakt公司技能专家审定为“挨近flakt 公司规划水平”。然后，我国首台600MW机组配套电除尘器在平圩电厂一期机组投运，并到达规划要求，接着二期600 MW 机组配套电除尘器投运。电除尘技能取得突破性打开。

　　1984年，我国初次派代表团赴日本京都参与第二届世界电除尘会议(ICESP)，并在会议上作了宗旨讲话，引起世界广泛重视，我国学者、企业家取得了与世界学者触摸的时机。1985年7月5日，我国环保工业协会电除尘委员会建立，1993年6月19日在此根底上组成了我国环保工业协会电除尘委员会，为我国电除尘技能前进和职业打开贡献了力气。

　　1986年， 电除尘课题被列入我国“七五”(1986—1990年)科技攻关项目，研讨内容包含宽距离电除尘器、电源及操控技能、极配型式、烟气调质技能等。

　　到1990 年，我国已根本把握燃煤电厂电除尘技能，电力职业原运用的旋风除尘器、文丘里水膜除尘器、斜棒栅除尘器等由电除尘器替代而渐成主力设备，市场占有率到达30%，除尘功率为94.2%。

　　1991年，我国公布了专门针对燃煤电厂污染物排放的规范，烟尘排放要求加严;一起我国大规划经济建造到来，燃煤电厂成为动力工业的主力军，其建造进入快速打开阶段，电除尘技能打开亦进入快车道。

　　我国为完结其时提出的“到2000年底，国民经济比1980年翻两番”的方针，有必要大力打开动力工业。20世纪90年代初， 燃煤电厂建造加速，一起为前进发电功率，其机组容量向300 MW、600MW 等打开，所配套的电除尘器也向大型化打开。电力职业一跃成为电除尘器的榜首大用户，燃煤电厂的电除尘器总量已占到我国总量的75%左右。与此一起，我国对燃煤电厂烟尘排放要求加严，电除尘技能快速打开。

　　1992年，我国电除尘器出产企业就现已超越100家，年产值将近10亿元。到2002年，我国电除尘技能已挨近世界先进水平，电除尘器的出产数量及运用数量均位列世界榜首，根本确立了电除尘器大国位置。2000年燃煤电厂电除尘器市场占有率到达80%，除尘功率为98.0%。

　　2003年、2011年，我国别离对燃煤电厂污染物排放规范作了修订，烟尘排放限值大幅下降，《火电厂大气污染物排放规范》(G B13223 —2011)要求烟尘一般排放限值为30mg/m3，特别排放限值为20mg/m3，又推进了电除尘技能的立异和前进，电除尘企业数量攀升，电除尘职业呈现“百家争鸣、百家争鸣”的局势，各种高效电除尘技能相继问世，如旋转电极式电除尘、电凝集、机电多复式双区电除尘、离线烟气调质、新式高压电源等技能。旋转电极式电除尘技能可有用处理高比电阻粉尘收尘难的问题，最大极限削减二次扬尘，且添加电除尘对不同煤种的适应性;电凝集技能能够用较小的价值完结烟尘(尤其是PM2.5)明显减排;机电多复式双区电除尘技能可抑制高比电阻粉尘下的反电晕;烟气调质技能，特别适用于尘埃高比电阻工况;高频电源可给电除尘器供给从纯直流到脉冲的各种电压波形，到达节能减排的效果;三相电源关于中、低比电阻粉尘，需求前进运转电流的场合，能够明显前进除尘功率。

　　值得一提的是，这一时期袋式、电袋复合除尘器等市场份额有所添加。20世纪初，跟着内蒙古丰泰电厂200MW 电除尘器改造为袋式除尘器项目取得成功，燃煤电厂为满意新的烟尘排放规范，部分电除尘器改造为袋式除尘器或电袋复合除尘器，电除尘技能的主导位置遭到应战。2009 年，《火电厂大气污染物排放规范》(征求定见稿)出台之际，曾有人对电除尘器是否仍是我国烟尘管理的干流设备产生怀疑，我国环保工业协会安排编制了《燃煤电厂电除尘器选型规划辅导书》(2010年版)，并在职业界进行宣扬。2010 年11月—2011年3月电除尘委员会用7 个整版在《我国环境报》上宣布了有关我国电除尘职业的报导，2013年9月—10月电除尘委员会再次与《我国环境报》协作，先后用6 个整版在《我国环境报》上宣布有关我国电除尘职业的报导。这些文章触及电除尘一些最灵敏、最要害的问题，剖析了电除尘器合格排放的技能及经济性，扫清电除尘打开的言论妨碍，推进了职业健康打开。《电除尘器选型规划辅导书》经屡次修正、完善，对电除尘器功能影响要素进行了体系、深化的研讨，对我国100多台套电除尘器实测成果进行了计算并剖析，对我国200多种煤种进行剖析及除尘难易性点评，进行了电除尘器适应性研讨和经济性剖析，提出了燃煤电厂电除尘器选型规划辅导定见，以为电除尘器仍是我国烟尘管理范畴满意新规范要求的干流设备，并得到了业界的广泛好评。

　　我国也活跃施行规范化战略，大力推进规范和规范体系建造。特别是2003年以来，建立了国标和行标相结合、协调打开、相对完善的电除尘规范体系，如环保机械职业建立了以3项国家规范、43项职业规范构成的电除尘规范体系，极大地前进了电除尘职业技能水平及管理水平。

　　2010年燃煤电厂国产电除尘器市场占有率到达95%，2013年尽管下降至80%，但仍坚持主导位置。2013 年我国电除尘器出产企业超200 家，销售收入约140亿元，出口额约21 亿元，我国电除尘职业已成为环保工业中能与国外厂商相抗衡且具竞争力的一个工业。

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