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确保达标排放电除尘器本体设计方案探讨

分析了某些电除尘器有时不能达标排放的主要原因，认为对电除尘器投资少，电除尘器体积小和没预留、无规划，是其中最主要原因。对五种设计方案进行了比较，指出我国电除尘器扩容设计，尤其是规划设计是应推荐的最佳设计方案，基本可保障电除尘器做到时时达标和长期达标。
关键词：电除尘器；设计方案；除尘效率；达标排放

1、引言
提高电除尘器（EP）除尘效率，降低烟尘排放浓度，是EP始终追求的一项最主要目标。我国不同时期均制定了日趋严格的烟尘排放标准，当前执行的是≤30mg/Nm3的排放标准。我国EP正面临严峻考验：①EP运行时达标排放不太稳定；②EP需扩容改造时无场地等。如何让EP做到长期达标，是摆在我们面前的重要课题。需要我们认真总结这些年EP发展的经验和教训，更好地适应形势的需要，推动电除尘技术健康发展。
2、某些EP有时不能达标之原因分析
当某些EP有时烟尘排放不能达标时，除了EP本身结构等出现故障的技术原因外，还有以下主要原因。
（1）燃煤灰份过大
机组运行时，设计煤种和校核煤种有时得不到保障，燃用的劣质小窑煤灰份过高，往往导致EP入口烟气含尘浓度大大超过电厂给定浓度。由于EP出口烟尘排放浓度与入口含尘浓度成正比，所以会使烟尘排放超标。
（2）锅炉烟气量远大于给定值
EP设计时所用的修正烟气量虽然已大于电厂给定值，但机组实际运行时，尤其机组满负荷或超负荷运行时所产生的烟气量往往远大于修正烟气量。多依奇除尘效率公式指出，EP除尘效率与所处理烟气量成反比，烟气量增大导致除尘效率下降，使EP出口烟气含尘浓度增加。
（3）反电晕严重
燃煤电厂EP，绝大部分运行在不同程度的反电晕状况。反电晕危害，会使除尘效率下降[1]，烟尘排放浓度增加，电能消耗上升。
（4）EP容量偏小
目前，工业发达国家和印度等国允许烟尘排放浓度低于30mg/Nm3，通常均采用EP实现达标排放。EP的比集尘面积一般为170～300m2/m3/s，单室电场数可多达7～8个。而我国的EP，比集尘面积一般为90～110m2/m3/s，单室电场数为4～5个。这一现象很值得思考。
3、不同设计方案主要技术参数比较与特点分析
对EP的要求是：①时时无条件达标。②长期无条件达标。EP欲达到这样的要求，首先在设计上应充分论证，认真对待，做到科学合理地设计。
（1）给定参数设计方案
①依据用户）给定的锅炉满负荷烟气量Q（m3/h），给定的设计和校核煤种下的烟气含尘浓度C入、EP出口允许排放浓度C出等进行设计；
②设计时，对烟气量等不进行修正；
③这种设计，比集尘面积小，总集尘面积最少，投资最少；
④实际运行时，烟气量等参数往往会超过给定值，EP出口烟尘排放浓度通常会达不到设计值，并超过国家允许排放标准。
（2）常规设计方案
这是我国目前通常采用的一种设计方案。
①这种设计与给定参数设计的不同点是对给定烟气量进行了修正，修正幅度约5～10%。不同的EP生产厂，修正量有较大区别；
②实际运行时，由于欲想达到设计值和国家允许排放标准，对运行参数的要求较严格。当满足设计条件时能达标，当不满足设计条件时则不能达标，暂称为“有条件达标设计”。由于燃煤煤种难以保障，再加烟气量往往超过设计值，达标排放常常会出现被动局面；
③被动者一是电厂、二是EP制造厂，三是EP本身。一旦烟尘排放超标，环保局首先找电厂领导，厂领导马上找EP车间，厂领导又要找EP制造厂，若问题解决不了，就有人怀疑是否EP不行。
（3）扩容设计方案
①该种设计与常规设计的不同点一是采用小窑劣值煤时的最大入口含尘浓度，二是修正烟气量至少比给定值增加20%；
②这种设计，总集尘面积有所增加，EP体积有所加大，投资比常规设计约增加20%；
③；这种设计基本属于“无条件达标设计”，即实际运行时，无论燃煤种种变化，还是机组负荷变化，基本均能达标排放。用增加20%的投资，将被动变为主动，这是值得的；
④当烟气量超过20%，燃煤灰份更大时，或由于某些故障，停运一些电场或反电晕非常严重时，达标排放仍较困难。
（4）扩容Ⅱ设计方案
①该种设计与扩容Ⅰ设计方案不同点是将EP出口烟气含尘浓度≤30（mg/Nm3）做为设计要求；
②比集尘面积约为162（m2/m3/s），总集尘面积约为131000m2+22000m2，二台双室六-七电场EP，其中各室第七电场可作为预留备用电场；投资比常规设计约增加20～35%；
③属于“无条件达标设计”，除极困难煤种外，无论燃煤煤种变化，还是机组负荷变化，或某电场因故障停运，均能时时达标排放；
（5）规划设计方案
①该种设计与扩容Ⅱ设计方案不同之处是将EP出口烟气含尘浓度≤20（mg/Nm3）作为设计要求，即为环保标准升级做出规划；
②比集尘面积约为185（m2/m3/s），总集尘面积约为131000m2+44000m2，第七、八电场可只预留场地，暂不建设。一旦将来国家烟尘排放标准要求≤20mg/Nm3时再进行扩建；
③属于“长期（15～20年后）无条件达标设计”；
从以上EP五种设计方案特点分析可见，某些EP排放有时不能达标的原因中，除了EP本体与电气故障等技术原因外，对EP投资少EP体积过小是最主要原因。
4、结论与建议
（1）我国对EP投资少、EP体积小、没预留、无规划，是影响EP达标排放的重要原因。
（2）为了使EP达到时时和长期无条件达标排放，扩容设计尤其是规划设计是值得探讨的最佳方案，是节省资源，降低投资，避免浪费和保障达标排放的优化选择。
（3）EP设计时把好入口关，即采用最恶劣参数：①入口烟气含尘浓度采用劣质煤时的最大值；②处理烟气量亦采用超负荷运行和锅炉尾部漏风严重时的最大值。
（4）EP设计时把好出口关，即采用最严格的排放浓度：①出口烟气含尘浓度可采用低于现标准，如≤30mg/Nm3作为当前扩容设计应满足的排放标准；②采用预估升级后的标准，如≤20mg/Nm3作为规划设计方案应满足的排放标准。
（5）新建EP是否需满足以下条件：①比集尘面积约≥130-160m2/m3/s；②每室亦可预留一个电场作为备用电场，或预留1-2个电场空间，作为排放标准升级时EP收尘电场扩建用地。
（6）由某权威机构组织制定EP统一的设计指标，如比集尘面积，预留场地等的最低下限。
（7）规范招投标及评标方法，防止最低价中标和低价恶性竞争。

参考文献
[1]胡满银，赵毅，刘忠编著，除尘技术，北京：化学工业出版社，2006年6月。
[2]黎在时编著，静电除尘器，北京：冶金工业出版社，1993年12月。
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