新的环保政策要求燃煤电厂烟尘排放浓度低于5mg/Nm3，以达到超低排放标准，为达到标准要求，黑龙江某燃煤电厂对其2、3号机组采用不同渠道进行超低排放改造，对不同改造渠道进行系统研究，分析各改造渠道的技术原理和特点，并对改造后的设备进行性能试验，试验结果显示，2号机组改造烟尘排放浓度为

3.46mg/Nm3、3号机组改造后烟尘排放浓度为3.85mg/Nm3，两种改造渠道均可达到5mg/Nm3的排放浓度，并且要求稳定。

为了使燃煤单元达到5mg/m3或10mg/nm3的超净排放需求，目前的改造方法主要为现有吸尘器提供效果改造和脱硫除尘一体化技术改造或增加湿式电除尘装置改造组合方案。

黑龙江某燃煤电厂对其2号(1×350MW)、3号(1×600MW)单元进行超低排放改造。2号单元锅炉为HG-1170/17.4-YM1型号亚临界，一次中间再加热，自然循环燃煤锅炉，原吸尘器为双室四电场静电吸尘器，每台炉配有两台吸尘器，电源为三相工频电源，脱硫技术采用石灰石-石膏法脱硫技术，一台炉一塔设置。

3号单元锅炉为HG-2030/17.5-YM9型号亚临界，一次再热全悬挂结构π型蒸汽锅炉。原除尘装置为静电除尘器，双室四电场结构，除尘器电源为三相工频电源，原脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，一炉一塔安装。

2号机组烟尘超低排放改造路线采用电除尘器二、三、四电场脉冲电源改造、脱硫塔后增加湿式电除尘器组合路线，3号机组超低排放改造路线采用电除尘器一、二电场高频电源改造、三四电场脉冲电源改造、脱硫除尘一体化改造的组合路线。

现有超低排放对改造路线评价大多从可行性、经济效益和环境效益方面论述，关于超低排放改造环保设备试验验证较少，且多为单一路线或单一机组，通过对300MW和600MW机组不同改造技术路线进行系统介绍，对改造后环保设备进行性能试验，并对试验数据进行分析，充分验证了该改造路线的可行性。

1烟尘超低排放改造路线

现役吸尘器的电动吸尘器单元容量约为79.9%，吸尘器原设计出口烟尘浓度一般为50~100mg/nm3左右，电动吸尘器改造方式有高频电源改造、脉冲电源改造、移动电极改造、电袋改造、低温改造、烟气调质改造等，对吸尘器进行改造后，通常吸尘器出口烟尘排放浓度可控制在20~

30mg/nm3，因此电动吸尘器改造、低温改造、烟气调质改造等改造方式一般为脱硫塔脱硫除尘一体化技术改造，或在脱硫系统后增加湿式电除尘装置。

1.1电动吸尘器效果改造技术

目前应用最多的电动吸尘器效果改造技术是电源改造技术。通常采用高频电源和脉冲电源组合的改造技术。高频电源采用工频交流-直流-逆变交流-升压整流-高频直流的能量变化形式，最终可~40kHz的脉动直流波形。

高频电源工作频率高，输出纹波小，平均电压电流高，转换效率和功率因数高，高频电源在保证荷电强度的同时具有节能效果，适用于处理高浓度烟尘，高频电源难以去除比电阻大的超细烟尘颗粒，因此高频电源多适用于一、二电场改造，三号机组一、二电场电源采用该方式改造。

静电除尘器脉冲电源改造多为直流叠加脉冲形式，在直流电源提供直流高压的基础上，叠加高压脉冲。直流叠加脉冲电源具有较大的电压上升率(μs级)，脉冲电压持续时间短，不易触发闪电，峰值电场强度高，除尘效率高，能更好地抑制反电晕现象，脉冲电源价格高，适用于末级电场改造工作，

2号机组2、3、4号机组3、4号机组3

1.2脱硫除尘一体化技术

燃煤电厂脱硫塔多采用反向喷淋塔形式，烟气中的细微粉尘可通过吸收区域被液滴捕获或通过除雾器清除。在吸收区烟气中粉尘与液滴接触，主要通过惯性碰撞，截留、布朗扩散三种作用被捕获。影响吸收区除尘效率的因素主要包括塔内流场、淋浴密度和液体气比、液滴雾化等。目前，吸收区的效果改造方法主要是增加淋浴层，改造原淋浴层，增加合金托盘，增设或优化导流板，更换喷嘴，增加喷嘴数量。安装合金托盘或在脱硫入口安装导流板可优化塔内流场，主要改造原淋浴层或添加

淋浴层可提高淋浴密度和液体比。

更换喷嘴或增加喷嘴数量可提高雾化效果。除雾区主要依靠重力和惯性冲击作用将液滴从烟中分离出来。除雾器可分为平板式、屋面式和管束式三种。除雾器的使用级数多为1~4级，一般级数越大，除雾效率越高，但上升幅度越低，压力损失和成本相应增加。

管束式除雾器主要由管束筒体、增速器、分离器、汇流环、导流环等结构构成。细小的液滴和粒子在高速运动条件下凝聚、聚集，实现气相分离，管束式除雾器通常用于一级除雾器。

目前超低排放改造技术大多是拆除原有的除雾器，新增3~4级除雾器，一级除雾器采用管式除雾器，二级至四级除雾器采用屋脊式除雾器，57可保证出口雾滴浓度在30mg/nm3以下。脱硫除尘一体化改造技术系统简单，日常运行维护方便，改造工期短，运行费用和投资费用和湿式电动吸尘器相对较低。3号

机组脱硫塔改造采用脱硫除尘一体化技术，改造增设一层喷淋层，增加装气流均布装置，更换喷淋层所有喷嘴，设置一层管式除雾器和三级屋脊式高效除雾器。

1.3湿式静电除尘技术

湿式电除尘器安装在脱硫设施与烟囱之间，用于除去脱硫后饱和湿烟中的烟尘、石灰石、石膏等细微颗粒。粉尘负荷原理与干式电除尘技术相同，湿式电除尘器在集尘极端形成连续的水膜，流动水将捕获的粉尘冲刷到灰斗中排出水。运行阻力小，对微粒子和重金属粒子的去除效果好，受煤种变化影响小。

湿式电动吸尘器可以同时除去粉尘和雾滴，没有振动装置，不会产生二次灰尘。根据烟气流动方式，湿式电吸尘器分为贯流式和径流式，贯流式湿式电吸尘器阳极板平行于气流方向配置，径流式湿式电吸尘器阳极板垂直于气流方向配置。湿式电动吸尘器运行可靠稳定，可保证烟尘排放浓度在5mg/nm3

以下，但在现有环境保护设施的基础上需要追加装置，系统复杂，维护工作量大，改造工期长，占地面积大，投资费用和运行费用高。2号单元改造增加湿式除尘器。

2性能试验

2.1试验方法

对2、3号机组进行超低排放改造环保设施进行性能试验。2号单元对电动吸尘器和湿式电动吸尘器进行性能试验，3号单元对电动吸尘器和脱硫塔进行性能试验，试验状况选择单元负荷≥90%时的状况，试验标准根据DL/T414-2012《火力发电站环境监测技术规范》、GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定

固定和气态污染物采样方法》、GB/T13931-2002《电动吸尘器性能测定方法》、GB/T21508-208《煤气脱硫设备性能测定方法》和GB/T18-2002测试位置选择吸尘器出入口、脱硫塔出入口、湿式吸尘器出入口烟道断面。除尘器出入口各4个烟道，脱硫塔出、入

口各1个烟道，湿式电除尘器出入口各1个烟道。测试位置图如图1、图2所示。

图23号机组试验位置

当锅炉负荷、吸尘器及脱硫塔运行稳定时，各截面采用格栅布点法，同时测量烟气量、温度、氧气量、湿度，将实测烟气量折算为标准状态、干基、6%O2时的烟气量。采用等速采样法采集烟尘样品，吸尘器入口采样滤筒，吸尘器出口、脱硫塔出口、入口和湿式电吸尘器出口、入口采样滤膜，采样前后

分别干燥滤筒、滤膜，根据采样前后滤筒的重量和情况采样体积计算烟尘浓度。计算主体阻力和除尘效率。详细测试项目、仪器、方法见表1。计算公式见式(1)~(4)。

表1检查项目、仪器和方法

烟尘浓度计算公式:

公式:c为折算烟尘浓度，mg/nm3g2为滤筒、滤膜终重、gggg1为滤筒、滤膜初重、gvnd为情况采样体积、la为实测空气过剩系数的1.4为6%O2的空气过剩系数。

除尘效率计算公式:

2.2试验结果

2号机组电除尘器阻力满足性能保证值，除尘效率满足性能保证值，但出口烟尘浓度未满足设备性能保证值，主要原因是电除尘入口烟尘浓度大于设计入口烟尘浓度。2号机组湿式电除尘器的本体阻力、除尘效率、出口烟尘浓度均满足设备性能保证值。湿式电除尘入口烟尘浓度低于电除尘器出口烟尘浓度

17.85mg/Nm3，这部分除尘主要是脱硫塔除尘。具体的试验结果如表2、表3。试验表明，2号机组经过超低排改后，可达到烟尘排浓度≤5mg/Nm3的超低排要求，改装路线可行，效果良好。

3号机组电除尘器主机阻力、除尘效率、出口烟尘浓度均可满足设备性能保证值要求，3号机组吸收塔阻力、出口烟尘浓度均可满足性能保证值。具体的验结果见表4、表5。试验表明，3号机组经过超低排放改造后，可达到烟尘排放浓度≤5mg/Nm3的超低排放要求，改造路线可行，效果良好。

表2 2号机组电除尘器性能试验结果

表3 2号机组湿式电除尘器性能试验结果

表4 3号机组电除尘器性能试验结果

表5 3号机组脱硫系统性能试验结果

3结论

要达到烟尘的排放小于10mg/Nm3或5mg/Nm3或更低的排放要求，必须对现役机组除尘设备进行全面升级改造，同时对脱硫塔进行脱硫除尘一体化改造或者增加湿式电除尘器装置，通过对黑龙江某燃煤电厂2、3号机组超低排放改造性能试验研究表明，电除尘器脉冲电源增加湿式电除尘器改造的组合方式和电

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