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摘要:燃煤电厂电除尘技术发展及应用关系到电厂生产效率与员工健康,是我国当前十分重视的技术。除尘器是通过高压电流产生较强磁场,使空气中的悬浮颗粒物受到电场作用而从空气中剥离出来的现代化装置。本文介绍了燃煤电厂电除尘技术的特点,从燃煤电厂电除尘的发展路线出发,对电除尘的发展趋势进行分析,并结合二者浅谈燃煤电厂电除尘技术的具体应用与发展趋势。
关键词:燃煤电厂;电除尘技术;电除尘应用
引言:目前我国燃煤电厂的除尘技术是以电除尘为主,电除尘技术始终贯穿着我国工业生产的发展,自上世纪60年代以来便以开展电除尘技术的自主设计与研发,通过采买进口设备引进技术、消化吸收、再到自助研发与创新,我国在燃煤电厂电除尘领域中已经达到了世界领先水平,目前已经实现了烟尘高效的处理和碳排放量超低标准。预计未来的燃煤电厂电除尘技术将发展更加全面、更为节能与标准化。
一、电除尘技术的特点
电除尘效率高且除尘器可以延伸电场长度使其增大横截面,以提升供电强度及调节烟气中的质量。常规除尘器在参数正常的情况能达到百分之九十八的除尘率,针对较小的颗粒电除尘仍有较高的发挥空间。设备阻力小、能耗低、耐高温是电除尘的主要优势。设备运行、电力设备、加热器、振打与卸灰尘装置是电除尘器主要的能源消耗,其耗能占比与能耗损失要远低于传统的除尘技术。电除尘技术在对大量烟气处理上也有独到之处,对处理大量的烟气有着较为突出的能力。目前一台电除尘装置可以轻松处理超过400平方米的烟气,处理的烟气总量在一小时内可达200万立方米。常规的电除尘装置可用于处理350度以下的烟气,采取特殊设计可处理500度左右的烟气[1]。常规装置针对腐蚀性大的气体处理十分有限,但电除尘技术却可以胜任此类工作,采用湿式电除尘技术便可完美实现对大量腐蚀性烟气的吸收。除上述几点,电除尘技术还有这制造精度高、对操作人员安装与操作要求低、易受工况条件影响等特点。
二、燃煤电厂电除尘技术的发展与趋势
(一)燃煤电厂电除尘技术的发展
燃煤电厂电除尘技术的发明源于国外,而早期主要应用于金属的冶炼,刚研制出电除尘技术时由于技术水平较低,理论不够完善所以导致除尘效率不足。例如上世纪二十年代在美国加利福尼亚州的博拉卡拉铅冶炼厂的电除尘技术仅仅达到百分之九十的除尘率,经过技术人员不断改良,目前博拉卡拉铅冶炼厂的烟尘处理率已达到99.5%。我国燃煤电厂电除尘技术起步较晚,但因其具备除尘率高、适用性强、维护方便深备受燃煤电厂的青睐,因此迅速成为我国燃煤电力行业中的重要设施。伴随电除尘技术的发展,我国烟气排放标准也逐年提高,经过三次修订最终定稿,目前我国已正式成为世界电除尘强国。在1930年初我国燃煤电厂的技术是火力发电厂气力运输,但當时输送技术不足,导致燃煤电厂气力除灰技术应用性性低,因此当时大多采用以水力除尘系统为主,火力除尘为辅助的方式,两套系统互为补充进行除尘处理。而后进入上世纪五六十年代,这是我国重要的除尘技术积累与发展的年代,虽然当时技术与设备还较为落后,但技术人员已逐渐摸索并积累了相当的除尘技术,即3泵2管1条沟的除尘模式,但该模式在应用上仍有较多的难点,为应对这一现实问题,电厂技术人员逐步摸索向多类型除尘模式进行转换,先后发展了气动力除尘、机械除尘、水利除尘三大类除尘技术。虽然那时的技术更新快,但我国的技术水平仍处在世界落后水平。20世纪80年代末期时,随着我国改革开放的成功,我国经济有了长足的进步,国家大力引进先进生产技术,扩大技术投入与规模,电力工业也呈现出飞速发展的态势,机械水平的提升,物理与化学理念的完善,为电力除尘这一领域提供了巨大支持,在这一时期,我国的电力除尘技术飞速发展,对碳排放的要求也逐渐提高,技术的不断革新与国家标准的不断修订,反映出当时技术的革新之快,此时电除尘技术也应用广泛,如烟煤电厂、金属冶炼厂、大型化学生产基地。
(二)电除尘发展趋势
截止到2020年1月,国际能源总署根据现有技术情况,提出了到2021年燃煤电厂的排放标准为1毫克每立方米到2毫克每立方米之间,到2030年初应达到1毫克每立方米。就现阶段的国情而言,我国大气污染物的排放问题还任重而道远,对技术创新仍有较高的要求,对提升空间仍有较大的展望[2]。在效能方面要完善细化标准,出台相应的政策支持,在发展除尘领域的同时应大力发展相关领域的过滤,在协同控制方面,应更为全面的考虑到除尘的多样化,例如脱硫的处理、脱销的处理。在职能化领域,也应开发相应的监控管理措施,充分利用好互联网技术,对整体数据模型进行建立与分析,通过大数据的加工为技术人员与监管部门提供有力支持。研发创新新型电源技术,电源技术是电除尘设备中耗能的关键因素之一,目前我国研发的新型脉冲电源功效稳定因其在耗能方面的卓越表现而大受应用,预计该技术将会有较大的发展空间。
三、燃煤电厂电除尘的应用
目前燃煤电厂电除尘技术的推广与应用十分普及,电除尘技术对燃煤电厂的意义非凡。自上世纪90年代初,中国在燃煤电厂领域使用电除尘技术比仅为百分之二十九,而后经过改革开放长足的稳步发展,在之后的十年间技术的爆炸式增长与基础理论的日益完善,至2000年底电除尘技术在燃煤电厂的应用已经接近百分之八十,而2005年至2010年间更是稳定在95%上下,但在新兴技术的冲击下,燃煤电厂的电除尘应用占比较之有所下降,但仍是电厂类工厂的除尘技术首选,截止到2018年底,中国发电煤电约为10亿千瓦以上,1990年度至2018年底燃煤电厂电除尘器在市场占有率稳步提升,从1990年的市场占有率30%到2010年达到了最高峰95%,之后随着受袋式、电袋式以及复核式除尘技术的先后问世,燃煤厂电除尘器占有量以慢慢回落到66.2%,虽然有所回落,但电除尘器依然是燃煤电厂的主流除尘设备。伴随火电厂大气污染物排放标准出台以来,旋转电机式电除尘器、电凝聚式、机电复合式电除尘等多项新型高压电源技术先后问世,到2015年初,燃煤电厂实行超低排放标准的政策开始实施[3],低温电除尘和湿式电除尘技术走近大众视野,应用范围也更加广泛被各大燃煤电厂所认可。据数据统计,到2016年1日起,已投入的旋转电级式电除尘器已达110台以上,总装机容量已经达到50000MW,已投入使用的电凝装置达21套之多,总装机容量已升至10000MW,到2019年1月,中国低温电除尘器总装机已达到2.5亿千万占世界比重的百分之四十以上,湿式除尘器总装机2.2亿千万其数值在世界也可屈居领先地位,是行业发展的标杆。电除尘技术发展突飞猛进得益于相关企业的良好发展势头和面对新兴技术的大力推广与技术研发。通过对涉及电除尘的企业进行大数据分析得出了以下结论,在2000年至2015年底,我国使用电除尘器的大型燃煤发电厂企业的工业总产值与环保收入基本稳定在了行业中的半数以上的位置其数值居于60%上下,其中大部分为电除尘产品的新兴使用企业如燃煤电厂。在这15年间,电除尘核心企业的营业额数据呈现不断增长的态势到2017年底达到饱和。现如今燃煤企业电除尘技术以趋于完美,体系全面,利用率与除尘效率也十分搞笑,成为了产业发展的巨大动力。
结束语:电除尘技术在燃煤电厂中的使用占比明显,是目前国际上公认的高效除尘方式,其运行可靠、能耗偏低、维护与操作便捷。随着节能环保和低碳经济的发展,电除尘技术必将迎来更为广阔的发展空间。
参考文献:
[1]刘学军,胡汉芳,鹂建国,陈丽艳.2019年电除尘行业发展评述及展望[J].中国环保产业,2020(02):12-18.
[2]庞波.干式电除尘技术在矿井粉尘控制中的应用研究[J].世界有色金属,2020(01):294-295.
[3]郑善江.湿式电除尘技术及在电厂应用与发展探讨[J].科技创新与应用,2019(03):157-158.
关键词:燃煤电厂;电除尘技术;电除尘应用
引言:目前我国燃煤电厂的除尘技术是以电除尘为主,电除尘技术始终贯穿着我国工业生产的发展,自上世纪60年代以来便以开展电除尘技术的自主设计与研发,通过采买进口设备引进技术、消化吸收、再到自助研发与创新,我国在燃煤电厂电除尘领域中已经达到了世界领先水平,目前已经实现了烟尘高效的处理和碳排放量超低标准。预计未来的燃煤电厂电除尘技术将发展更加全面、更为节能与标准化。
一、电除尘技术的特点
电除尘效率高且除尘器可以延伸电场长度使其增大横截面,以提升供电强度及调节烟气中的质量。常规除尘器在参数正常的情况能达到百分之九十八的除尘率,针对较小的颗粒电除尘仍有较高的发挥空间。设备阻力小、能耗低、耐高温是电除尘的主要优势。设备运行、电力设备、加热器、振打与卸灰尘装置是电除尘器主要的能源消耗,其耗能占比与能耗损失要远低于传统的除尘技术。电除尘技术在对大量烟气处理上也有独到之处,对处理大量的烟气有着较为突出的能力。目前一台电除尘装置可以轻松处理超过400平方米的烟气,处理的烟气总量在一小时内可达200万立方米。常规的电除尘装置可用于处理350度以下的烟气,采取特殊设计可处理500度左右的烟气[1]。常规装置针对腐蚀性大的气体处理十分有限,但电除尘技术却可以胜任此类工作,采用湿式电除尘技术便可完美实现对大量腐蚀性烟气的吸收。除上述几点,电除尘技术还有这制造精度高、对操作人员安装与操作要求低、易受工况条件影响等特点。
二、燃煤电厂电除尘技术的发展与趋势
(一)燃煤电厂电除尘技术的发展
燃煤电厂电除尘技术的发明源于国外,而早期主要应用于金属的冶炼,刚研制出电除尘技术时由于技术水平较低,理论不够完善所以导致除尘效率不足。例如上世纪二十年代在美国加利福尼亚州的博拉卡拉铅冶炼厂的电除尘技术仅仅达到百分之九十的除尘率,经过技术人员不断改良,目前博拉卡拉铅冶炼厂的烟尘处理率已达到99.5%。我国燃煤电厂电除尘技术起步较晚,但因其具备除尘率高、适用性强、维护方便深备受燃煤电厂的青睐,因此迅速成为我国燃煤电力行业中的重要设施。伴随电除尘技术的发展,我国烟气排放标准也逐年提高,经过三次修订最终定稿,目前我国已正式成为世界电除尘强国。在1930年初我国燃煤电厂的技术是火力发电厂气力运输,但當时输送技术不足,导致燃煤电厂气力除灰技术应用性性低,因此当时大多采用以水力除尘系统为主,火力除尘为辅助的方式,两套系统互为补充进行除尘处理。而后进入上世纪五六十年代,这是我国重要的除尘技术积累与发展的年代,虽然当时技术与设备还较为落后,但技术人员已逐渐摸索并积累了相当的除尘技术,即3泵2管1条沟的除尘模式,但该模式在应用上仍有较多的难点,为应对这一现实问题,电厂技术人员逐步摸索向多类型除尘模式进行转换,先后发展了气动力除尘、机械除尘、水利除尘三大类除尘技术。虽然那时的技术更新快,但我国的技术水平仍处在世界落后水平。20世纪80年代末期时,随着我国改革开放的成功,我国经济有了长足的进步,国家大力引进先进生产技术,扩大技术投入与规模,电力工业也呈现出飞速发展的态势,机械水平的提升,物理与化学理念的完善,为电力除尘这一领域提供了巨大支持,在这一时期,我国的电力除尘技术飞速发展,对碳排放的要求也逐渐提高,技术的不断革新与国家标准的不断修订,反映出当时技术的革新之快,此时电除尘技术也应用广泛,如烟煤电厂、金属冶炼厂、大型化学生产基地。
(二)电除尘发展趋势
截止到2020年1月,国际能源总署根据现有技术情况,提出了到2021年燃煤电厂的排放标准为1毫克每立方米到2毫克每立方米之间,到2030年初应达到1毫克每立方米。就现阶段的国情而言,我国大气污染物的排放问题还任重而道远,对技术创新仍有较高的要求,对提升空间仍有较大的展望[2]。在效能方面要完善细化标准,出台相应的政策支持,在发展除尘领域的同时应大力发展相关领域的过滤,在协同控制方面,应更为全面的考虑到除尘的多样化,例如脱硫的处理、脱销的处理。在职能化领域,也应开发相应的监控管理措施,充分利用好互联网技术,对整体数据模型进行建立与分析,通过大数据的加工为技术人员与监管部门提供有力支持。研发创新新型电源技术,电源技术是电除尘设备中耗能的关键因素之一,目前我国研发的新型脉冲电源功效稳定因其在耗能方面的卓越表现而大受应用,预计该技术将会有较大的发展空间。
三、燃煤电厂电除尘的应用
目前燃煤电厂电除尘技术的推广与应用十分普及,电除尘技术对燃煤电厂的意义非凡。自上世纪90年代初,中国在燃煤电厂领域使用电除尘技术比仅为百分之二十九,而后经过改革开放长足的稳步发展,在之后的十年间技术的爆炸式增长与基础理论的日益完善,至2000年底电除尘技术在燃煤电厂的应用已经接近百分之八十,而2005年至2010年间更是稳定在95%上下,但在新兴技术的冲击下,燃煤电厂的电除尘应用占比较之有所下降,但仍是电厂类工厂的除尘技术首选,截止到2018年底,中国发电煤电约为10亿千瓦以上,1990年度至2018年底燃煤电厂电除尘器在市场占有率稳步提升,从1990年的市场占有率30%到2010年达到了最高峰95%,之后随着受袋式、电袋式以及复核式除尘技术的先后问世,燃煤厂电除尘器占有量以慢慢回落到66.2%,虽然有所回落,但电除尘器依然是燃煤电厂的主流除尘设备。伴随火电厂大气污染物排放标准出台以来,旋转电机式电除尘器、电凝聚式、机电复合式电除尘等多项新型高压电源技术先后问世,到2015年初,燃煤电厂实行超低排放标准的政策开始实施[3],低温电除尘和湿式电除尘技术走近大众视野,应用范围也更加广泛被各大燃煤电厂所认可。据数据统计,到2016年1日起,已投入的旋转电级式电除尘器已达110台以上,总装机容量已经达到50000MW,已投入使用的电凝装置达21套之多,总装机容量已升至10000MW,到2019年1月,中国低温电除尘器总装机已达到2.5亿千万占世界比重的百分之四十以上,湿式除尘器总装机2.2亿千万其数值在世界也可屈居领先地位,是行业发展的标杆。电除尘技术发展突飞猛进得益于相关企业的良好发展势头和面对新兴技术的大力推广与技术研发。通过对涉及电除尘的企业进行大数据分析得出了以下结论,在2000年至2015年底,我国使用电除尘器的大型燃煤发电厂企业的工业总产值与环保收入基本稳定在了行业中的半数以上的位置其数值居于60%上下,其中大部分为电除尘产品的新兴使用企业如燃煤电厂。在这15年间,电除尘核心企业的营业额数据呈现不断增长的态势到2017年底达到饱和。现如今燃煤企业电除尘技术以趋于完美,体系全面,利用率与除尘效率也十分搞笑,成为了产业发展的巨大动力。
结束语:电除尘技术在燃煤电厂中的使用占比明显,是目前国际上公认的高效除尘方式,其运行可靠、能耗偏低、维护与操作便捷。随着节能环保和低碳经济的发展,电除尘技术必将迎来更为广阔的发展空间。
参考文献:
[1]刘学军,胡汉芳,鹂建国,陈丽艳.2019年电除尘行业发展评述及展望[J].中国环保产业,2020(02):12-18.
[2]庞波.干式电除尘技术在矿井粉尘控制中的应用研究[J].世界有色金属,2020(01):294-295.
[3]郑善江.湿式电除尘技术及在电厂应用与发展探讨[J].科技创新与应用,2019(03):157-158.