在黨中央、國(guó)務(wù)院及國(guó)家相關(guān)部委與地方政府的推動(dòng)下，我國(guó)的電力環(huán)保技術(shù)和裝備從“十二五”之前跟蹤學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)消化吸收，走向了結(jié)合國(guó)情的自主創(chuàng)新、深度開發(fā)、集成優(yōu)化，目前污染控制技術(shù)、裝備、指標(biāo)已經(jīng)跟國(guó)際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū)甚至處于領(lǐng)先地位，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。特別是煙塵控制技術(shù)取得了一系列重大突破，形成了多種技術(shù)路線，給電廠的技術(shù)選擇帶來了很大困難。
煙塵超低排放技術(shù)的重大突破
“十二五”期間，我國(guó)燃煤電廠煙塵排放限值經(jīng)歷了從50毫克/立方米到30（20）毫克/立方米再到10（5）毫克/立方米的三級(jí)跳，標(biāo)準(zhǔn)倒逼技術(shù)進(jìn)步。低低溫電除塵、濕式電除塵、移動(dòng)電極電除塵、新型電源（如高頻、高頻脈沖、三相脈沖）等電除塵系列新技術(shù)迅速發(fā)展，并取得重大突破，使得除塵效率大幅提高，除塵系統(tǒng)能耗大大降低；而濾材創(chuàng)新升級(jí)、結(jié)構(gòu)改進(jìn)、流場(chǎng)優(yōu)化等也為電袋復(fù)合除塵、袋式除塵技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了有利條件，為實(shí)現(xiàn)煙塵超低排放控制提供了技術(shù)支持和裝備保證。目前形成了以各類高效電除塵器、電袋復(fù)合除塵器和袋式除塵器為主的煙塵控制和濕法脫硫、濕式電除塵器為主的顆粒物深度脫除技術(shù)格局。
電除塵技術(shù)方面，“十二五”期間，通過優(yōu)化工況條件，改變除塵工藝路線、解決反電暈和二次揚(yáng)塵等方面的研究，開發(fā)出大批新型高效電除塵技術(shù)，使電除塵技術(shù)適應(yīng)范圍擴(kuò)大、除塵效率持續(xù)提高、能耗顯著下降。
?。?）低低溫電除塵技術(shù)。“十一五”末期，我國(guó)環(huán)保企業(yè)對(duì)低低溫電除塵器提效機(jī)理、電除塵效率與粉塵比電阻關(guān)系等進(jìn)行了深入研究，并攻克了余熱利用裝置與電除塵器有機(jī)結(jié)合、余熱利用裝置、煙溫調(diào)節(jié)與電除塵自適應(yīng)控制等關(guān)鍵技術(shù)。實(shí) 際應(yīng)用表明，低低溫電除塵器除了能夠降低電廠供電煤耗、協(xié)同脫除煙氣中的三氧化硫、PM2.5、汞等污染物外，還可降低電除塵器的比集塵面積20%以上，減少電除塵器的設(shè)備投資；節(jié)約脫硫系統(tǒng)水耗；降低整個(gè)煙氣系統(tǒng)約10%的引風(fēng)機(jī)電耗。在超低排放的背景下，該技術(shù)也獲得了應(yīng)用。
?。?）先進(jìn)的供電電源技術(shù)。國(guó)電環(huán)保研究院發(fā)明的基于超微晶材料的高頻電源，2010年成功在上海外高橋第三發(fā)電有限公司100萬(wàn)千瓦機(jī)組上應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電除塵器節(jié)能69.5%，提效51.5%。近5年來，該電除塵器高頻電源累計(jì)投運(yùn)5000套，減少煙塵排放30％～70％，同時(shí)，減少電除塵器能耗50％～80％。高頻脈沖電源現(xiàn)已開發(fā)成功，30萬(wàn)千瓦機(jī)組的應(yīng)用表明，節(jié)能與減排效果更加顯著。先進(jìn)的供電電源全面替代了傳統(tǒng)的工頻電源。此外，電除塵器的節(jié)能優(yōu)化控制等技術(shù)的快速發(fā)展，也推動(dòng)了電除塵器節(jié)能減排性能的深度優(yōu)化。
（3）移動(dòng)電極電除塵技術(shù)?！笆晃濉蹦┢?，我國(guó)建成了熱態(tài)移動(dòng)電極電除塵中試裝置、移動(dòng)電極電場(chǎng)等試驗(yàn)裝備，完成了大量試驗(yàn)驗(yàn)證，全面掌握了核心技術(shù)，攻克了設(shè)備的可靠性等多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，并對(duì)陽(yáng)極板同步傳動(dòng)方式、清灰刷組件結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高了設(shè)備的可靠性。
?。?）其它電除塵技術(shù)。粉塵凝聚、煙氣調(diào)質(zhì)、隔離振打、關(guān)斷氣流斷電振打等一批新型電除塵技術(shù)，已成功應(yīng)用在大型燃煤機(jī)組。這些新型電除塵技術(shù)在不同煙氣工況條件下的組合應(yīng)用，也成為應(yīng)用電除塵實(shí)現(xiàn)超低排放控制的重要技術(shù)。
電袋復(fù)合除塵技術(shù)方面，解決了大型化應(yīng)用、氣流均布、荷電粉塵過濾機(jī)理、濾料選型配方等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，工程推廣應(yīng)用十分迅猛。截至2014年底，累計(jì)配套應(yīng)用裝機(jī)容量突破20萬(wàn)兆瓦，形成了一 個(gè)全新的除塵產(chǎn)業(yè)。實(shí)踐表明，電袋復(fù)合除塵器具有長(zhǎng)期穩(wěn)定的低排放、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)5毫克/立方米以下的超低排放。
袋式除塵技術(shù)方面，隨著火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，袋式除塵器在濾料、清灰、系統(tǒng)阻力等方面均有很大突破，尤其是濾料在強(qiáng)度、耐溫、耐磨以及耐腐蝕等方面綜合性能有了大幅度提高。
濕法脫硫深度脫除顆粒物技術(shù)方面，隨著超低排放的推進(jìn)，空塔噴淋層應(yīng)用越來越少，不少煤電機(jī)組將原來的空塔改為旋匯耦合塔、帶1～2層托盤的托盤塔、雙pH值循環(huán)塔、串聯(lián)塔、U型塔等，除霧器也改為管式除塵除霧器、3層屋脊式除霧器或2層屋脊式加1層管式除霧器，脫硫與除塵除霧效果均明顯提高。
濕式電除塵深度脫除顆粒物技術(shù)方面，近3年來濕式靜電除塵（WESP）技術(shù)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，已經(jīng)形成了金屬極板WESP、導(dǎo)電玻璃鋼WESP、柔性極板WESP三種主要技術(shù)流派，均得到了工程應(yīng)用，為超低排放的實(shí)現(xiàn)提供了可靠保障。
煙塵超低排放技術(shù)的使用狀況
2012年國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院牽頭在湖南益陽(yáng)電廠建成了我國(guó)首臺(tái)30萬(wàn)千瓦機(jī)組濕式電除塵器示范工程，采用的是柔性電極。與此同時(shí)，福建龍凈牽頭在上海長(zhǎng)興島電廠的65噸/小時(shí)的鍋爐上建成了首臺(tái)工業(yè)性的示范裝置，采用的是金屬極板。運(yùn)行檢測(cè)結(jié)果表明，濕式電除塵器對(duì)煙氣中的各種細(xì)顆粒物、三氧化硫、汞及其化合物等均具有很好的脫除效果。此后，各種形式的濕式電除塵器成為燃煤電廠超低排放的標(biāo)配。
隨著煙氣脫硫的要求越來越高，不少電廠采用旋匯耦合+管式除霧器工藝、雙pH值循環(huán)脫硫+3層屋脊式除霧器或2層屋脊式+1層管式除霧器等脫硫除塵一體化 工藝，均起到了很好的除塵效果。因此也形成了多元化的煙塵超低排放技術(shù)路線。
技術(shù)路線選擇的基本原則
考慮到我國(guó)的環(huán)境狀況，國(guó)家對(duì)煤電企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管日益嚴(yán)格，燃煤電廠在選擇超低排放技術(shù)路線時(shí)，應(yīng)選擇技術(shù)上成熟可靠、經(jīng)濟(jì)上合理可行、運(yùn)行上長(zhǎng)期穩(wěn)定、易于維護(hù)管理、具有一定節(jié)能效果的技術(shù)。鑒于以上要求，筆者提出煙塵超低排放技術(shù)路線選擇時(shí)應(yīng)遵循“因煤制宜、因爐制宜、因地制宜、統(tǒng)籌協(xié)同、兼顧發(fā)展”的基本原則。
因煤制宜，不僅要考慮設(shè)計(jì)煤種、校核煤種，更要考慮隨著市場(chǎng)變化，電廠可能燃燒的煤種與煤質(zhì)波動(dòng)，要確保在燃用煤質(zhì)條件下，煙塵能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放。對(duì)于煤質(zhì)較為穩(wěn)定、灰份較低、易于荷電、灰硫比較大的煙氣條件，選擇低低溫電除塵器+脫硫除塵一體化的脫硫工藝，不失為一種經(jīng)濟(jì)合理的選擇。對(duì)于煤質(zhì)波動(dòng)大、灰份較高、荷電性能差、灰硫比較小的煙氣條件，可選擇電袋復(fù)合除塵器或袋式除塵器，后面是否加裝濕式電除塵器，則取決于除塵器的出口濃度及后面采用的脫硫工藝的除塵效果。
因爐制宜，主要考慮不同爐型對(duì)飛灰成份與性質(zhì)的影響。如循環(huán)流化床鍋爐，一般用于燃燒煤矸石等劣質(zhì)燃料，灰份含量高，且燃燒過程添加石灰石脫硫，會(huì)造成飛灰中鈣成份較高，降低飛灰的荷電性能，一般宜采用電袋復(fù)合除塵器或袋式除塵器。燃用無煙煤或低揮發(fā)份煤的W型火焰鍋爐或者煤粉爐，則要關(guān)注飛灰中的含炭量，炭的存在影響電除塵器的除塵效率。
因地制宜，既要考慮改造機(jī)組的場(chǎng)地條件，也要考慮機(jī)組所處的海拔高程。如采用雙塔雙循環(huán)脫硫工藝、加裝濕式電除塵器等一般都需要場(chǎng)地或空間條件。對(duì)于高海拔的燃煤電廠，還應(yīng)考慮高程的空氣影響煙氣條件，從而影響電除塵器的性能?！ ?nbsp; 統(tǒng)籌協(xié)同。煙氣超低排放是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，各設(shè)施之間相互影響，在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行過程中，要統(tǒng)籌考慮各設(shè)施之間的協(xié)同作用，全流程優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)控制效果好、運(yùn)行能耗低、成本最經(jīng)濟(jì)的最佳狀態(tài)。
兼顧發(fā)展，不僅要滿足現(xiàn)在的排放要求，還應(yīng)考慮排放要求的發(fā)展以及技術(shù)、市場(chǎng)的發(fā)展變化。如目前我國(guó)對(duì)煙氣中的三氧化硫排放沒有要求，對(duì)汞及其化合物的排放要求還比較寬松，技術(shù)路線選擇時(shí)應(yīng)考慮下一步排放限值的發(fā)展。此外，污染防治技術(shù)也在不斷發(fā)展，需要考慮技術(shù)進(jìn)步及其改造的可能性。煤炭市場(chǎng)、電力市場(chǎng)等均處于不斷變化之中，煤質(zhì)穩(wěn)定性有無保障、電力負(fù)荷的變化、煤電深度調(diào)峰對(duì)煙氣成份的影響等也應(yīng)綜合考慮。
總之，燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)路線的選擇不是一件容易的事，既要考慮一次性投資，也要考慮長(zhǎng)期的運(yùn)行費(fèi)用；既要考慮投入，也要考慮節(jié)能減排的產(chǎn)出效益；既要考慮技術(shù)的先進(jìn)性，也要考慮其運(yùn)行可靠性；既要考慮超低排放的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，也要考慮故障時(shí)運(yùn)行維護(hù)的方便性；既要立足現(xiàn)在，也要兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)；是對(duì)決策者能力與智慧的綜合考驗(yàn)。
（作者系國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院副院長(zhǎng)）
