火电厂电除尘技术的发展过程回顾

火电厂排放到大气中的主要污染物有烟尘、SO2、NOx、Hg及其化合物，这些污染物是形成PM2.5的重要前体物质，是造成区域灰霾天气的重要原因之一，这也是使我国京津冀、长三角、珠三角等经济发达地区大气能见度日趋下降，灰霾天数不断增加的重要原因之一。此外氮氧化物排放量的增加使得我国酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变。因此，火电厂作为主要的大气污染物排放源，其污染物脱除与协同控制是当前我国能源环境的战略性前沿研究之一。
　　一、火电厂概况及发展趋势
　　1、火电行业发展现状
　　当前我国电力结构以火力发电为主，截至2014年年底，全口径发电装机容量137018万千瓦，其中火电92363万千瓦，水电30486万千瓦，核电2008万千瓦，风电容量9657万千瓦，太阳能发电2486万千瓦；水电、核电、风电、太阳能发电占发电装机容量的比重为32.58%，火电所占比重为67.41%。
　　我国各省电力结构不均衡，火电机组主要分布在华东地区的江苏省、浙江省、山东省、安徽省和上海市，华北的内蒙古自治区、山西省和河北省，华南地区的广东省和华中地区的河南省、湖北省。青海、海南和西藏地区火电机组容量相对较少。截至2014年年底，有7个省份的火电装机容量超过5000万千瓦，装机容量排名前三位的是江苏省7727万千瓦、山东省7203万千瓦、广东省6963万千瓦。
　　2、火电行业发展趋势
　　自“十一五”以来火电机组向着大容量、高参数的方向发展。截至2014年年底，调查范围内火电机组平均单机容量12.51万千瓦。60万千瓦及以上火电机组容量所占比重达到41.54%，单台30万~60万千瓦(不包含60万千瓦)、20万~30万千瓦(不包含30万千瓦)、10万~20万千瓦(不包含20万千瓦)火电机组比重分别为35.75%、6.21%、7.08%。
　　为了控制火电厂大气污染物排放，我国采取了发展清洁发电技术，降低发电煤耗、淘汰落后产能、节能减排、关停小火电机组、推进电力工业结构调整等一系列重要措施，并取得了显著成效。但我国人均装机容量却远低于发达平均水平，我国的能源结构决定了在今后相当长的时间内火电机组装机容量还将不断增长。
　　电除尘技术是一项很重要的防治大气污染环保技术，已广泛应用于各个工业的含尘废气治理、气固分离、粉状物料回收等(如冶金、有色、电力、化工、建材行业)。我们知道，电除尘是利用静电力除尘，又称为静电除尘，它的基本原理利用高压放电，使气体电离，粉尘荷电后向收尘极板移动而从气流中分离出来，从而使锅炉除尘器达到净化烟气的目的。电除尘技术经过近一个世纪的发展，已经取得了很多成果。在这里主要对其发展过程，新进展及发展方向进行简单介绍。
　　二、电除尘技术的发展过程简单回顾
　　早在公元前六百，希腊人就发现了静电吸附现象。我国西汉末年，也有了静电产生吸附作用的文字记载。但将这一现象应用于工业除尘，则是二十世纪初才开始的。 早是1907年柯特雷尔(Cttrell)将电除尘用于气体净化，建立了工业化电除尘装置。随着工业经济发展，电除尘技术发展，取得了一大批技术并发表了大量有关论文，如至1957年为止，美国已有电除尘方面1000多项。1945年，美国和外国出版的有关电除尘沦文有500~600篇，目前每年关于电除尘的论文约1000篇。
　　我国电除尘技术发展大致可以这样概括：起步晚、发展快、潜力大。发展过程大体可以分为两个时期：1972年以前的探索时期，1972年以后的发展时期。
　　1972年以前的探索时期，主要特征是仿造和试用，极板大多是棒帏式，电晕极为细圆线，技术水平较低。我国 早使用的一台电除尘器，是解放前1936年安装在本溪工农兵水泥厂，其断面积为36㎡。1954年仿造了第 一台电除尘器，1965年对电除尘技术开始进行研究，直到1970年，我国投入运行的电除尘器总台数约200台，主要用于有色金属冶炼中贵金属的回收，及建材行业有用物料的回收。
　　1972年以后的发展时期，主要特征是研制、引进、吸收、提高，电除尘技术水平发展。这个时期内，70年代初期和中期，完成了3~60㎡九种规格的SHWB电除尘系列化设计，首 次形成了通用电除尘器系列产品。70年代末至80年代初，通过对系列化产品使用几年的实践总结，并对当时引进Ruthmuhle公司的173㎡和Elex公司81.9㎡电除尘器进行消化吸收，结合自己近10年的研究成果，各工业部门先后开展了新型电除尘样机的研制和新的电除尘器系列化设计。如冶金工业部先后研制的成功用于武钢的60㎡、大冶有色金属公司的40㎡的电除尘器样机，建材行业完成CDWY和CDWH两类电除尘器系列设计。80年代中期以来，为了满足日益严格的环境质量要求，科委将“除尘技术的研究”列入“七五”攻关项目，开展了宽间距电除尘器、脉冲供电电源、烟气调质和板线配置的研究等。我国还先后引进瑞典Flakt公司、德国Lurgi公司、美国GE公司等世界公司的电除尘技术，对我国电除尘设备与技术水平的提高也发挥了重要作用。