中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心、機(jī)械工業(yè)環(huán)境保護(hù)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會□韓璐遙

1 項(xiàng)目基本情況

2014年6月23日，工業(yè)和信息化部印發(fā)《2014年第二批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》（工信廳科﹝2014﹞114號），標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目 《低低溫電除塵器》 （計(jì)劃號：2014-0500T-JB）獲批立項(xiàng)，為重點(diǎn)項(xiàng)目。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了低低溫電除塵器的術(shù)語和定義，組成與標(biāo)記，參數(shù)，技術(shù)要求，試驗(yàn)方法，檢驗(yàn)規(guī)則，包裝、運(yùn)輸和貯存，安裝，調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)的安全技術(shù)規(guī)范。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于燃煤電廠干式、板式、臥式低低溫電除塵器。

2 項(xiàng)目簡介

（1）項(xiàng)目立項(xiàng)背景

我國煤炭消費(fèi)中用于發(fā)電的比例占49%。燃煤電廠排放的顆粒物等污染物是造成霧霾天氣的重要原因之一。迫于嚴(yán)峻的環(huán)境形勢，GB 13223—2003《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》將我國燃煤電廠煙塵排放的最低限值降到了50mg/m3；2011年修訂后，進(jìn)一步降至30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)為20mg/m3。2013年12月～2014年8月浙江省、廣州市及山西省出臺了更為嚴(yán)格的政策，要求煙塵排放限值5mg/m3。2014年9月～2015年12月國家層面全面實(shí)施超低排放，要求煙塵排放限值10mg/m3。截至2017年12月，更有河北、上海、河南、浙江、山東五個省市出臺或?qū)⒊雠_超低排放地方強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。

在嚴(yán)格的國家政策和嚴(yán)重的環(huán)境污染背景下，常規(guī)電除塵技術(shù)較難滿足超低排放要求，也難以脫除SO3，為有效推進(jìn)燃煤電廠顆粒物治理工作，適應(yīng)我國燃煤電站煤種復(fù)雜、工況多變的現(xiàn)狀，低低溫電除塵技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在國外低低溫電除塵是一種先進(jìn)的煙塵清潔排放新技術(shù)，而在國內(nèi)因復(fù)雜煤種適用性、腐蝕風(fēng)險等主要問題存在爭議，加之國內(nèi)外均無標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范可循，極大地制約了低低溫電除塵技術(shù)進(jìn)步、技術(shù)推廣和行業(yè)發(fā)展。

在低低溫電除塵器標(biāo)準(zhǔn)研制之前，存在以下難題：

1）低低溫電除塵器提效機(jī)理不清晰，入口煙氣溫度的使用條件不明確，導(dǎo)致對 “低低溫電除塵器”的定義存在爭論，常規(guī)電除塵器、低溫電除塵器和低低溫電除塵器概念混淆；

2）低低溫電除塵器在深度煙氣降溫后的腐蝕問題缺乏研究結(jié)論，沒有腐蝕控制的工程應(yīng)用判斷方法；

3）低低溫電除塵器設(shè)備腐蝕、結(jié)露爬電的影響機(jī)制不明，缺乏保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的有效措施；

4）采用低低溫電除塵技術(shù)后二次揚(yáng)塵增加，國外關(guān)斷門隔斷振打技術(shù)存在控制復(fù)雜、需增設(shè)振打通道導(dǎo)致設(shè)備選型偏大等問題，缺乏經(jīng)濟(jì)高效、工程適用性強(qiáng)的二次揚(yáng)塵控制辦法。

在上述背景下，開展了低低溫電除塵技術(shù)研究，并于2013年8月提交了制定 《低低溫電除塵器》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建議書和總體情況說明。本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施引導(dǎo)和規(guī)范了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了低低溫電除塵裝備規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；?/p>

（2）主要技術(shù)內(nèi)容

為解決低低溫電除塵的核心技術(shù)問題，提高設(shè)備性能，項(xiàng)目集合優(yōu)勢力量對低低溫電除塵關(guān)鍵技術(shù)和裝備進(jìn)行了研究，并多次集中了行業(yè)內(nèi)專家對研究成果進(jìn)行了討論，將專家及同行討論后認(rèn)可、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的核心內(nèi)容納入了該標(biāo)準(zhǔn)。

1）給出了低低溫電除塵器的術(shù)語和定義

在通過煙溫調(diào)變降低煙氣溫度至酸露點(diǎn)以下過程中，對SO3的冷凝及與粉塵的吸附反應(yīng)機(jī)制和低低溫電除塵技術(shù)提效機(jī)理進(jìn)行研究，厘清了高溫電除塵器、低溫電除塵器、低低溫電除塵器的本質(zhì)區(qū)別，并在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行了廣泛討論、研究數(shù)據(jù)共享和工程經(jīng)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，提出了低低溫電除塵器的術(shù)語和定義，即入口煙氣溫度在酸露點(diǎn)溫度以下的電除塵器。

2）首次明確并規(guī)定了低低溫電除塵器入口煙氣溫度的使用條件

只有煙氣溫度降至酸露點(diǎn)以下，煙氣中的大部分氣態(tài)的SO3才能轉(zhuǎn)化為液態(tài)的硫酸霧，粘附在粉塵表面，大幅降低煙氣粉塵的比電阻，改善粉塵性質(zhì)，并去除煙氣中的大部分SO3，因此低低溫電除塵器需在煙氣酸露點(diǎn)溫度以下運(yùn)行，最低溫度應(yīng)滿足濕法脫硫系統(tǒng)工藝溫度要求，同時需保證灰的流動性。根據(jù)國內(nèi)燃煤數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、酸露點(diǎn)溫度估算方法研究、實(shí)際運(yùn)行煙氣酸露點(diǎn)溫度調(diào)研等研究結(jié)論，標(biāo)準(zhǔn)中明確并規(guī)定了低低溫電除塵入口煙氣溫度的使用條件，一般為90℃±5℃。

3）給出了煙氣灰硫比＞100的低低溫電除塵技術(shù)工程應(yīng)用準(zhǔn)則

低低溫電除塵器的煙氣入口溫度在酸露點(diǎn)以下，該技術(shù)最早應(yīng)用于日本的低硫低灰精洗煤機(jī)組，可實(shí)現(xiàn)煙塵的清潔排放。但長期以來我國對SO3冷凝引起的低溫腐蝕機(jī)制缺乏清晰認(rèn)識，因此無法明確該技術(shù)的工程應(yīng)用條件，進(jìn)而無法應(yīng)對我國燃煤機(jī)組煤質(zhì)復(fù)雜多變的難題，致使該技術(shù)沒有得到推廣應(yīng)用?；诖嬖诘膯栴}，標(biāo)準(zhǔn)工作組成員研究了不同煤種和運(yùn)行工況下，煙氣灰硫比、飛灰組分、溫-濕度等因素對材料腐蝕速率的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)煙氣灰硫比是關(guān)鍵因素。當(dāng)煙氣灰硫比＞100時，煙塵可充分吸附SO3，材料基本不腐蝕，首次給出了煙氣灰硫比＞100的低低溫電除塵技術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)則，并以資料性附錄形式給出了燃煤電廠煙氣灰硫比估算方法等。通過對國內(nèi)200種煤種的煙氣灰硫比估算，90%以上煤種的灰硫比＞100，表明低低溫電除塵技術(shù)對我國煤種具有廣泛適應(yīng)性。實(shí)現(xiàn)了煙氣冷卻器入口煙溫控制在酸露點(diǎn)以下5℃～10℃時，局部位置采用普通不銹鋼或ND鋼防腐條件下，電除塵器采用普通碳素鋼即可長期運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)高效地解決了低低溫電除塵技術(shù)適應(yīng)我國復(fù)雜煤質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了低低溫電除塵器的長期、高效及穩(wěn)定運(yùn)行，為低低溫電除塵器成為燃煤電廠煙氣顆粒物超低排放的主流技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

4）將保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的系列技術(shù)納入了標(biāo)準(zhǔn)范疇

通過實(shí)驗(yàn)研究、中試試驗(yàn)和項(xiàng)目跟蹤調(diào)研，對低低溫電除塵器設(shè)備腐蝕、結(jié)露爬電的影響機(jī)制進(jìn)行了聯(lián)合攻關(guān)研究，提出了關(guān)鍵部件防腐蝕、防結(jié)露、防堵灰裝置及主要零部件設(shè)計(jì)要求。

在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了陰極線的型式和材料，避免了低低溫電除塵器煙氣溫度降低后陰極線積灰和腐蝕影響除塵效率問題。標(biāo)準(zhǔn)中給出了灰斗卸灰角度、板材和加熱措施的要求，人孔門結(jié)構(gòu)和材質(zhì)要求，解決了低低溫電除塵器因灰溫低導(dǎo)致粉塵流動性變差而易堵灰的問題和灰斗、人孔門設(shè)備腐蝕問題。在標(biāo)準(zhǔn)中給出了瓷絕緣子防結(jié)露措施，避免了因溫度降低后結(jié)露積灰引起瓷套爬電的設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險。

5）推薦和規(guī)范了二次揚(yáng)塵控制技術(shù)

通過低低溫電除塵二次揚(yáng)塵形成規(guī)律和實(shí)際測試數(shù)據(jù)研究，在該標(biāo)準(zhǔn)中寫入了振打優(yōu)化、旋轉(zhuǎn)電極式電除塵、離線振打等二次揚(yáng)塵控制系列技術(shù)。解決了煙氣溫度降低后因粉塵比電阻下降導(dǎo)致粉塵與極板的靜電吸附力減小而引起二次揚(yáng)塵適當(dāng)增加問題和國外關(guān)斷門隔斷振打技術(shù)存在控制復(fù)雜、需增設(shè)振打通道導(dǎo)致設(shè)備選型偏大等問題。

6）在顆粒物高效脫除的同時，首次提出了高效協(xié)同脫除SO3的技術(shù)要求

針對SO3脫除及反電暈問題，研究了煙氣調(diào)變過程中溫度、濕度和氣相成分等對SO3的影響，結(jié)合飛灰微觀結(jié)構(gòu)分析，探明了復(fù)雜多變條件下SO3冷凝對顆粒物粒徑的影響規(guī)律和對除塵效率幅度變化，厘清了不同灰分下SO3吸附特性，揭示了飛灰顆粒比表面積和孔隙率對SO3的吸附特性影響規(guī)律。

低低溫電除塵技術(shù)采用深度降溫改善煙氣工況突破PM2.5脫除效率低及高比電阻粉塵導(dǎo)致反電暈等技術(shù)瓶頸，突破了常規(guī)電除塵器難以達(dá)到15mg/m3的技術(shù)限值，在達(dá)到15mg/m3甚至5mg/m3以下的顆粒物排放的同時，兼具80%以上的SO3脫除效率，實(shí)現(xiàn)了顆粒物與SO3的高效協(xié)同脫除，并大幅提高了電除塵效率。

基于上述研究，在標(biāo)準(zhǔn)中提出了顆粒物與SO3的高效協(xié)同脫除要求，填補(bǔ)了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)無SO3脫除效率和指標(biāo)要求的空白。

3 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

該標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施后，促進(jìn)了低低溫電除塵技術(shù)進(jìn)步，推動了標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，進(jìn)一步完善了環(huán)保裝備標(biāo)準(zhǔn)體系，對我國環(huán)境保護(hù)發(fā)揮了的巨大作用。

（1）促進(jìn)了低低溫電除塵技術(shù)進(jìn)步

該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是我國目前開展燃煤電廠顆粒物超低排放和SO3高效減排工程建設(shè)的重要基礎(chǔ)，為國內(nèi)外低低溫電除塵器供貨商在設(shè)備選型、工程建設(shè)及國內(nèi)業(yè)主在系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)和性能驗(yàn)收測試等方面提供了重要依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)得到了供應(yīng)商、用戶和科研機(jī)構(gòu)的廣泛采納和應(yīng)用，引領(lǐng)了企業(yè)走“技術(shù)專利化——專利標(biāo)準(zhǔn)化——標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化”的自主創(chuàng)新發(fā)展之路。

（2）推動了標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

2015年國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了低低溫電除塵器在煙溫85℃～95℃條件下的示范運(yùn)行，爾后最大等級1000MW機(jī)組及一系列適用于我國復(fù)雜煤質(zhì)及工程條件的低低溫電除塵技術(shù)和裝備陸續(xù)推廣，推動了標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，大幅度提高了產(chǎn)品質(zhì)量，極大地引導(dǎo)和規(guī)范了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了裝備規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；?，推動了電除塵器從中國制造走向中國創(chuàng)造。

（3）進(jìn)一步完善了環(huán)保裝備標(biāo)準(zhǔn)體系

通過該標(biāo)準(zhǔn)的首次制定，進(jìn)一步完善了環(huán)保裝備標(biāo)準(zhǔn)體系。在JB/T 12591—2016《低低溫電除塵器》的基礎(chǔ)上，針對國內(nèi)復(fù)雜的煤種、苛刻的工程條件、不同電廠需求及全球最嚴(yán)的排放要求，工作組制定了涵蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)及性能測試等全流程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列，為實(shí)現(xiàn)我國燃煤顆粒物超低排放起到了重要作用。通過標(biāo)準(zhǔn)化宣貫、實(shí)施，成功實(shí)施并推動了標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略，引導(dǎo)和提升了煙氣除塵行業(yè)的創(chuàng)新水平，促進(jìn)了煙氣除塵行業(yè)的整體技術(shù)進(jìn)步。

（4）實(shí)現(xiàn)了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會每年定期對國內(nèi)50家電除塵企業(yè)的經(jīng)營情況統(tǒng)計(jì)，50家企業(yè)產(chǎn)值約占全國電除塵總產(chǎn)值的85%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2017年12月，應(yīng)用低低溫電除塵技術(shù)的裝機(jī)容量約2.3億kW，實(shí)現(xiàn)合同額約125億元，其中2016年和2017年實(shí)現(xiàn)累計(jì)合同額約85億元。

4 結(jié)語

該標(biāo)準(zhǔn)已在國內(nèi)燃煤煙氣治理中大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，對鋼鐵、建材及化工等非電行業(yè)污染物控制起到了借鑒的作用。但非電行業(yè)污染物成分及參數(shù)差異巨大，較難用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范，具體項(xiàng)目應(yīng)充分考慮其特點(diǎn)，進(jìn)行針對性、個性化設(shè)計(jì)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的燃煤電廠低低溫電除塵器技術(shù)指標(biāo)世界領(lǐng)先，未來應(yīng)積極響應(yīng) “一帶一路”倡議，將項(xiàng)目成果推廣至世界范圍，讓全世界共享中國標(biāo)準(zhǔn)和智慧。