引言

超低排放，是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中，采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术，使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值，即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度（基准含氧量6%）分别不超过5 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³，比《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降75%、30%和50%，是燃煤发电机组清洁生产水平的新标杆。

为了实现燃煤电厂烟尘的超低排放，提高空气质量，保障能源安全，我国政府和电力行业采取了一系列的技术措施，包括静电除尘、电袋复合除尘、湿式电除尘、低低温电除尘等。这些技术措施在不同的工况和机组类型下，有着不同的适应性和效果，中国燃煤机组已经全部实施了超低排放改造，但是也存在着一些问题和挑战，需要进一步的研究和优化，针对超低排放后技术有必要进行总结、优化和再提升。

1燃煤电厂烟尘超低排放的技术路线应用总结

根据我国《大气污染防治行动计划》和《燃煤电厂大气污染物排放标准》的要求，燃煤电厂烟尘的排放限值分为两个阶段，第一阶段（2014年1月1日起执行）为30 mg/m3，第二阶段（2017年1月1日起执行）为10 mg/m3。为了达到这些排放标准，燃煤电厂采用了不同的技术路线，主要包括以下几种：

1.1静电除尘技术

静电除尘技术是目前燃煤电厂烟尘治理的主流技术，具有除尘效率高、运行稳定、能耗低、占地少等优点。静电除尘技术主要通过电晕放电对烟气中的颗粒物进行荷电，然后在电场力的作用下，使荷电颗粒物沉积在收尘电极上，再通过振打或刮刀等方式将沉积的颗粒物清除。静电除尘技术的关键部件是高压电源和收尘电极，其性能和结构直接影响着除尘效果和能耗。目前，静电除尘技术已经发展出了多种改进和创新的形式，如变频高压电源、均流式收尘电极、负荷自联动控制技术等，以适应不同的工况和排放要求。

1.2电袋复合除尘技术

电袋复合除尘技术是将静电除尘器和布袋除尘器相结合的一种技术，利用静电除尘器对烟气中的大颗粒物进行预收尘，然后利用布袋除尘器对烟气中的细颗粒物进行深度收尘。电袋复合除尘技术的优点是除尘效率高、适应性强、运行可靠，可以实现烟尘的超低排放。电袋复合除尘技术的关键部件是布袋材料和清灰装置，其性能和结构直接影响着除尘效果和运行寿命。目前，电袋复合除尘技术已经发展出了多种改进和创新的形式，如长袋低压脉冲清灰、高温耐腐蚀布袋、在线清灰等，以适应不同的工况和排放要求。

1.3湿式电除尘技术

湿式电除尘技术是在静电除尘器的基础上，增加了喷淋装置，使烟气在电场中被水雾淋湿，从而提高了颗粒物的荷电效率和沉降速度，同时也将烟气中的SO3、HCl等酸性气体吸收，实现了烟尘和酸性气体的协同治理。湿式电除尘技术的优点是除尘效率高、防腐性能好、运行稳定，可以实现烟尘的超低排放和酸性气体的低排放。湿式电除尘技术的关键部件是喷淋装置和水处理系统，其性能和结构直接影响着除尘效果和水循环质量。目前，湿式电除尘技术已经发展出了多种改进和创新的形式，如金属板式、导电玻璃钢式、多孔收尘电极式等，以适应不同的工况和排放要求。

1.4低低温电除尘技术

低低温电除尘技术是在静电除尘器前增加烟气换热装置，将进入电除尘器的烟气温度降低到90℃左右，从而减少烟气量，改变粉尘性质，提高除尘器性能。低低温电除尘技术的优点是除尘效率高、能耗低、运行稳定，可以实现烟尘的超低排放和余热回收。低低温电除尘技术的关键部件是烟气换热装置和低温省煤器，其性能和结构直接影响着除尘效果和热效率。目前，低低温电除尘技术已经发展出了多种改进和创新的形式，如热媒体气气换热、烟气冷凝回收、烟气干法脱硫等，以适应不同的工况和排放要求。

2目前燃煤电厂烟尘超低排放技术的现状及解决对策

2.1运行优化方面

为了实现燃煤电厂烟尘的超低排放目标，高效的除尘技术只是一个方面，对除尘设备的运行管理和优化同样至关重要。在这方面，需要细致地考虑烟气的多重特性，如流量、温度、湿度、粉尘浓度及粒径分布，并相应地进行除尘设备的布置和匹配。这一步骤的合理性直接关系到避免系统内部的烟气短路、泄漏以及分布不均等问题，从而显著提高除尘效率并降低压力损失。考虑到烟气性质的实时变化，需要着重优化除尘设备的操作参数。这包括根据烟气的变化情况调节工作电压、电流、喷淋量、清灰周期和清灰方式等关键参数，以确保除尘设备始终处于最佳工作状态。通过这样的优化，可以有效防止电晕极化、反吹、结露和堵塞等故障的发生，保障系统的稳定运行。最后，为了确保长期稳定运行和设备寿命，需要定期进行除尘设备的维护和检修。包括清扫、更换、检测和修复等一系列工作，以及时发现和排除潜在故障，维护设备的完好率和可用率，从而有效延长除尘设备的使用寿命。

2.2烟尘测量方面

目前，烟尘的测量方法主要分为两大类：离线测量和在线测量。离线测量涉及将烟气样品采集到实验室进行分析，采用重量法、比色法、电感耦合等离子体发射光谱法等技术。另一方面，在线测量是在烟气流动过程中直接进行的测量，包括β射线法、激光法和光散射法等。尽管在线测量技术得到广泛应用，却存在一些挑战。

其一，在线测量仪器的精度和稳定性容易受到烟气的温度、湿度、流速和组分等因素的影响。因此，需要定期进行校准和校正，以确保测量结果的准确性和可靠性。其二，在线测量仪器的安装和维护相对较为复杂，需考虑烟气的流场、测量截面、采样点以及仪器位置等因素，以避免测量误差和外部干扰。这些因素的综合影响需要谨慎考虑，以确保仪器的可靠运行。其三，当前在线测量技术在适应范围上存在限制，对于超低浓度的烟尘，其灵敏度和分辨率可能无法满足实际需求，因此需要致力于开发更高灵敏度和分辨率的测量技术，以提高在线测量在超低排放环境中的适用性。

3燃煤电厂烟尘超低排放后技术探讨

3.1静电除尘代替电袋复合除尘器

电袋复合除尘器是一种将电除尘器和布袋除尘器相结合的除尘设备，具有除尘效率高、适应性强、运行稳定等优点，但也存在一些缺点，如占地面积大、投资成本高、维护费用高、易受烟气温度和湿度的影响等。因此，为了实现燃煤电厂烟尘超低排放，有必要探索新的除尘技术，如静电除尘代替电袋复合除尘器。

静电除尘是一种利用高压电场使粉尘带电并收集在电极上的除尘方法，具有除尘效率高、能耗低、运行可靠、占地面积小等优点。目前，静电除尘技术已经取得了很多进展，如提高电除尘器的电场强度、增加电除尘器的电极数量、改善电除尘器的电极形状、采用脉冲电源、增加电除尘器的分段数、采用预除尘器等。这些技术的应用可以有效提高静电除尘器的除尘效率，使其达到超低排放的要求。

静电除尘代替电袋复合除尘器的技术路线如下：

（1）在锅炉出口安装低氮燃烧器，降低烟气中的NOx含量，减少烟气中的SO3生成，从而降低烟气的酸度，有利于静电除尘器的运行。

（2）在电除尘器前端安装旋风除尘器或惰性气体喷吹器，预先去除烟气中的大颗粒粉尘，降低电除尘器的入口粉尘浓度，提高电除尘器的除尘效率。

（3）采用高效静电除尘器，如高压高频脉冲电源静电除尘器、多电极静电除尘器、蜂窝式静电除尘器等，增强电除尘器的电场强度和电荷密度，增加电除尘器的分段数和电极数量，改善电除尘器的电极形状，提高电除尘器的除尘效率和可靠性。

（4）在电除尘器后端安装湿式电除尘器或湿式喷淋器，进一步去除烟气中的细微粉尘和SO3，降低烟气的粉尘浓度和酸度，提高烟气的清洁度。

3.2电除尘器新技术

更新改造电除尘器的目标在于对原有结构和性能进行优化，以提高其除尘效率，从而实现烟尘的超低排放标准。

通过增加电除尘器的电场数或电极面积，系统的处理能力和收集效率可显著提升。这种改进不仅增加了电场的覆盖范围，还优化了粉尘的捕集过程，使得除尘器在更广泛范围内展现出更高的性能。改变电除尘器的电极形状或布置方式也是一种有效的改进手段。通过此种方式，可以优化电场分布和电晕放电特性，从而提高整个系统的稳定性和可靠性。这样的优化有助于降低能耗、减少故障率，并提高电除尘器的长期运行效果。另外，增加电除尘器的电源类型或数量也是一项有效的改造策略。通过提高电除尘器的电压和电流水平，可以增强电场强度，从而提高对粉尘的收集能力。这种改进方法不仅使电除尘器更加适应高负荷运行环境，同时提高了系统在处理大气污染物方面的适应性。

多场耦合电除尘器新技术已经可以是电除尘器出口粉尘排放达到小于10mg/m³，甚至达到小于5mg/m³的技术水平。这样的超低排放意义重大，为烟气的回收利用（减碳）或者直接进行海水脱硫，奠定非常好的保证条件。

3.3低（低）温电除尘器

低（低）温电除尘器是一种在低温或超低温条件下工作的电除尘器，主要用于处理燃煤电厂的低温烟气。它能够有效去除烟气中的细微粉尘和SO3，提高烟气的清洁度，降低烟气的酸度，减少对后续设备的腐蚀，延长设备的寿命。此外，低（低）温电除尘器还能回收烟气中的潜热，提高燃煤电厂的热效率，降低能耗，减少二氧化碳排放。同时，它还能减少烟气的体积，降低排放量，改善视觉效果。然而，低（低）温电除尘器的技术难点也不容忽视。首先，电场强度和电荷密度受到烟气温度的影响，需要采用特殊的电源和电极以保证除尘效率和稳定性。其次，电极和收集板容易结露或结冰，需采用特殊的材料和结构防止结露或结冰。最后，灰层容易结块或粘附，需采用特殊的清灰方式和设备以保证清灰效果和可靠性。因此，低（低）温电除尘器的应用需要综合考虑各种因素，以实现高效、稳定、可靠的运行。

3.4粉尘超低排放运行维护AI技术

为了保证燃煤电厂烟尘超低排放的长期稳定运行，需要对除尘设备进行有效的运行维护，提高除尘设备的性能和寿命，降低除尘设备的故障率和维修成本，减少除尘设备的停机时间。为了实现这一目标，可以采用人工智能（AI）技术，利用大数据、云计算、物联网、机器学习等手段，对除尘设备的运行数据进行实时采集、分析、优化和控制，实现除尘设备的智能运行维护。

粉尘超低排放运行维护AI技术通过安装传感器、摄像头、通讯模块等设备，实现除尘设备的在线监测，实时获取除尘设备的运行参数，如电压、电流、电阻、火花、灰层厚度、清灰周期、清灰效果、烟气温度、烟气湿度、烟气流量、烟气成分、烟气压力、烟气粉尘浓度等。利用机器学习、深度学习、神经网络等方法，对除尘设备的运行数据进行数据挖掘、特征提取、模式识别、故障诊断、故障预测、故障预防等，提高除尘设备的运行效率和可靠性。

结论

燃煤电厂烟尘超低排放技术是保障大气环境质量的重要手段，目前已有多种成熟的除尘技术可供选择，但各种技术都有其适用范围和局限性，需要根据燃煤电厂的具体情况，综合考虑除尘效率、能耗、投资、运行维护等因素，选择最优的技术路线。同时，随着电除尘器技术的不断进步，电除尘器出口粉尘排放浓度可以达到电袋或布袋的同等水平小于10mg，且综合能耗低的优势比较明显，因此，电除尘器仍然是燃煤电厂烟尘超低排放的主流技术。此外，利用人工智能技术对除尘设备进行智能运行维护，是提高除尘设备性能和寿命，降低除尘设备故障率和维修成本，减少除尘设备停机时间的有效途径，值得进一步研究和推广。

参考文献

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