早在十一五時(shí)期，國(guó)家就把節(jié)能作為基本國(guó)策之一，要求發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，加快資源節(jié)約型、環(huán)保型社會(huì)建設(shè)。現(xiàn)在已經(jīng)到了十三五階段初期，我國(guó)節(jié)能減排形勢(shì)依然嚴(yán)峻，而且迫在眉睫。電力作為高能源行業(yè)，在降低能源消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益方面發(fā)揮著重要作用。

某火力發(fā)電廠根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)情況和十三五節(jié)能計(jì)劃要求，實(shí)施低溫電除塵效果改造項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)馀熱回收利用，達(dá)到節(jié)能減排效果。同時(shí)，大大降低了SO2氣體排放，提高了除塵效率，在保護(hù)區(qū)域環(huán)境中發(fā)揮了重要作用。

1改造前后的技術(shù)比較和技術(shù)原理

改造前，原煤從煤斗送入鍋爐的煤磨機(jī)，原煤磨成煤粉后進(jìn)入鍋爐燃燒，將水加熱到過(guò)熱蒸汽，推進(jìn)汽輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，整個(gè)過(guò)程從化學(xué)能力到熱能力汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為電能。在發(fā)電過(guò)程中，汽輪機(jī)的無(wú)蒸汽通過(guò)冷凝器冷卻為冷凝水，通過(guò)回?zé)嵯到y(tǒng)加熱后，供水泵再次送入鍋爐的煤燃燒后產(chǎn)生的煙通過(guò)脫硝裝置、空預(yù)器、電除塵、鼓風(fēng)機(jī)、增壓鼓風(fēng)機(jī)、脫硫裝置進(jìn)入煙囪排出到大氣中。

根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，排煙帶走的熱量是鍋爐運(yùn)行中熱損失最大的部分，占鍋爐總輸入熱量的5%~8%，占鍋爐總熱損失的70%~80%。一般來(lái)說(shuō)，排煙溫度每增加15℃~20℃，排煙熱損失增加1%，鍋爐效率相應(yīng)下降1%，煤耗增加。

為了保護(hù)尾部煙道、設(shè)備不被腐蝕，電廠必須將煙氣溫度控制在酸露點(diǎn)以上。根據(jù)國(guó)內(nèi)通常的設(shè)計(jì)，煙氣溫度必須高于酸露點(diǎn)5℃~10℃，因此空預(yù)器出口煙氣溫度通常設(shè)定為120℃~130℃。在濕法脫硫技術(shù)中，吸收塔中的煙氣處于絕熱飽和狀態(tài)，溫度(等蛆過(guò)程)在50℃左右，即120℃~150℃~50℃之間的熱量全部損失。

改造后的工藝流程圖如圖1所示。

改造后，低溫靜電除塵技術(shù)在干式除塵器(DESP)前投入煙草冷凍器，熱煙和汽車(chē)?yán)淠�水進(jìn)行熱交換，降低煙草冷卻，將DESP的運(yùn)行溫度從130℃~150℃降低到85℃~90℃(煙草酸露點(diǎn)以下)

2節(jié)能效果與環(huán)境效益分析

2.1節(jié)能效果分析

實(shí)施低溫靜電除塵技術(shù)后，節(jié)能效果主要體現(xiàn)在馀熱回收中。煙氣冷卻器中，蒸汽冷凝水與煙熱交換，煙氣溫度從120℃~130℃下降到85℃，同時(shí)加熱冷凝水。這不僅可以減少排煙熱損失，還可以預(yù)熱即將返回鍋爐的冷凝水，從而降低煤耗，給機(jī)組帶來(lái)節(jié)能效益，可謂一舉兩得。

2.1.1項(xiàng)目節(jié)能計(jì)算的依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

(1)產(chǎn)品產(chǎn)量的依據(jù)。

單元發(fā)電利用時(shí)間為5500小時(shí)，年發(fā)電量:1000MW×5500小時(shí)=550000萬(wàn)kWh。

(2)能源消耗的依據(jù)。

能源消耗基于火力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)理論。

2.1.2項(xiàng)目實(shí)施前后節(jié)能計(jì)算

根據(jù)煙冷器性能試驗(yàn)結(jié)果，低溫電除塵節(jié)能效果明顯，統(tǒng)計(jì)如下。

在1000MW負(fù)荷下分別投入退煙冷凍器，鍋爐修正后的效率分別為94.445%、94.370%，汽車(chē)修正后的熱耗率分別為7408.58kJ/kWh、7463.14kJ/kWh，修正后的供電煤耗分別為284.16g/kWh，285.97g/kWh，即煙冷凍器改造后，降低單元供電煤耗1.81g/kWh。

在750MW負(fù)荷下分別投入煙霧冷凍器，鍋爐修正后的效率分別為94.397%、94.289%，汽車(chē)修正后的熱消耗率分別為7511.86kJ/kWh、7571.31kJ/kWh，修正后的供電煤消耗量分別為289.51g/kWh，291.81g/kWh，即煙霧冷凍器改造后降低機(jī)組供電煤消耗量2.30g/kWh。

在500MW負(fù)荷下分別投入煙霧冷凍器，鍋爐修正后的效率分別為94.381%、94.494%，汽車(chē)修正后的熱消耗率分別為7691.92kJ/kWh、7769.63kJ/kWh，修正后的供電煤消耗量分別為300.67g/kWh，302.71g/kWh，即煙霧冷凍器改造后降低機(jī)組供電煤消耗量2.04g/kWh。

相關(guān)單元的運(yùn)行負(fù)荷分布按表1計(jì)算。

2.1.3節(jié)能計(jì)算

改造前單元年綜合能耗=2000h×1000mw×285.97g/kwh+2250h×1000mw×291.81g/kwh+1250h×1000mw×302.71g/kwh=1606900tce。

改裝后單元年綜合能耗=2000h×1000mw×284.16g/kwh+2250h×1000mw×289.51g/kwh+1250h×1000.67g/kwh=159555tce。

從上述計(jì)算可以看出，項(xiàng)目實(shí)施前后每年節(jié)標(biāo)準(zhǔn)量=1606900tce-159555tce=11345t煤炭標(biāo)準(zhǔn)量。

2.2環(huán)境效益分析

2.2.1排除SO3

排除煙氣中的SO3主要是空預(yù)器和靜電吸塵器之間配置的煙氣冷卻器。是SO3緩慢凝結(jié)的地方。煙氣溫度降低到酸露點(diǎn)以下時(shí)，由于灰塵的總表面積遠(yuǎn)大于熱交換器外殼和管道表面積，硫酸蒸汽優(yōu)先冷凝灰塵粒子表面，與灰塵中的堿性金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫酸鹽，然后與灰塵一起被電除塵設(shè)備收集，煙氣中的硫酸蒸汽量大幅減少

2.2.2提高除塵效率

(1)煙塵比電阻決定除塵效果。

灰比電阻在104~1011ω區(qū)間時(shí)，吸塵器的吸塵效果最好，比電阻過(guò)大或過(guò)小，吸塵效率急劇下降。如果電阻過(guò)小，電荷煙塵達(dá)到集塵極快釋放電荷，容易從極板返回氣流的電阻過(guò)大，電荷粒子在集塵極慢釋放電荷，煙塵積累容易產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象。影響灰飛比電阻大小的因素很多，如灰飛堿性金屬含量、煤的硫含量和水分等，一般高硫煤的比電阻低于低硫煤。

(2)低溫靜電吸塵器的優(yōu)點(diǎn)。

其中之一是傳統(tǒng)的靜電吸塵器操作溫度在120℃~150℃之間，此時(shí)灰飛揚(yáng)的比電阻最高，低溫靜電吸塵器的出口溫度在85℃左右，灰飛揚(yáng)的比電阻大幅度降低，靜電吸塵器也能有效地除塵。另外，飛灰表面吸收SO3后，比電阻更低，可以通過(guò)后續(xù)的干式靜電吸塵器去除。

其二，煙塵入口濃度不變，在靜電吸塵器總集塵面積相同的條件下，出口煙塵濃度與接近速度和體積流量有指數(shù)關(guān)系。當(dāng)煙氣溫度從150℃降低到85℃，煙氣體積將減少16%左右，在相同條件下，意味著比集塵面積提高了16%，飛灰趨近速度可增加70%左右，可提高ESP對(duì)細(xì)顆粒的捕集效率。

3結(jié)論

（1）與傳統(tǒng)的煙氣治理技術(shù)相比，低低溫靜電除塵技術(shù)具有脫除SO3、提高除塵效率、降低排煙溫度從而減少熱損失以及余熱回收利用的特點(diǎn)。

(2)項(xiàng)目實(shí)施后，每年可節(jié)約11345t標(biāo)準(zhǔn)煤炭，減少生產(chǎn)煤炭消耗，同時(shí)減少SO2排放量5447.7kg。不僅為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，還為環(huán)境大氣保護(hù)做出了巨大貢獻(xiàn)。

(3)該項(xiàng)目技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行穩(wěn)定、可控，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，符合國(guó)家十三五節(jié)能計(jì)劃的要求和行業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃，促進(jìn)地區(qū)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)和地區(qū)環(huán)境保護(hù)事業(yè)齊頭并進(jìn)。