劉含笑， 姚宇平， 酈建國(guó)， 何毓忠， 陳招妹

(浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司,浙江諸暨 311800)

煤燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)顆粒物是造成近年來(lái)重污染灰霾天氣的重要原因之一[1]，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有較嚴(yán)格的煙塵防治標(biāo)準(zhǔn)、政策及法規(guī)等，隨著我國(guó)燃煤電廠煙塵排放要求趨嚴(yán)，對(duì)煙塵處理技術(shù)也提出了更高的要求。針對(duì)電場(chǎng)中細(xì)顆粒物難荷電、高比電阻、反電暈等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要從改善顆粒物特性、強(qiáng)化電源荷電等方面入手，以提高電除塵器對(duì)細(xì)顆粒物的脫除效率。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)燃煤電廠煙塵超低排放的技術(shù)主要有濕式電除塵技術(shù)、低低溫電除塵技術(shù)、超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)、高效協(xié)同除塵濕法脫硫技術(shù)等。日本MHI和Hitachi等公司通過(guò)在電除塵器前布置煙氣冷卻器，使煙氣溫度降低至90 ℃左右，減小了煙塵比電阻，優(yōu)化了飛灰顆粒物特性，以提高電除塵器除塵效率[2-6]。由于低低溫電除塵技術(shù)兼具高效脫除細(xì)顆粒物、可凝結(jié)顆粒物(主要是SO3)及余熱回收節(jié)能效果好等優(yōu)點(diǎn)，且投資費(fèi)用較低，已成為目前國(guó)內(nèi)超低排放改造的主流除塵技術(shù)之一[7-8]。

配置低低溫電除塵器的煙氣污染物治理工藝流程(不包括濕法脫硫裝置和濕式電除塵器)可分為2種：一種主要適用于回收煙氣余熱用于加熱汽輪機(jī)凝結(jié)水，主要由煙氣冷卻器、低低溫電除塵器、管路系統(tǒng)(凝結(jié)水)、煙溫自適應(yīng)控制系統(tǒng)和輔助設(shè)備等組成；另一種主要適用于回收煙氣余熱用于提高排煙溫度，主要由煙氣冷卻器、低低溫電除塵器、管路系統(tǒng)(循環(huán)水)、煙氣再熱器、煙溫自適應(yīng)控制系統(tǒng)和輔助設(shè)備等組成。

國(guó)內(nèi)學(xué)者已對(duì)低低溫電除塵技術(shù)開(kāi)展了部分研究，胡斌等[9]基于燃煤熱態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)低低溫電除塵細(xì)顆粒物及SO3脫除性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，但未涉及現(xiàn)場(chǎng)的工程實(shí)測(cè)；王樹(shù)民等[10]對(duì)三河電廠低低溫電除塵器不同粒徑飛灰樣品的實(shí)驗(yàn)室比電阻進(jìn)行了測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)在溫度低于160 ℃時(shí)，溫度越低，比電阻越小，但未涉及煙氣中SO3冷凝對(duì)飛灰比電阻的影響；壽春暉等[11]基于1 000 MW機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，初步探討了低低溫狀態(tài)下煙氣溫度與除塵效果的關(guān)系。國(guó)內(nèi)對(duì)于低低溫電除塵技術(shù)的適用性、深度提效機(jī)理及污染物減排特性尚缺乏系統(tǒng)研究。筆者分析了低低溫電除塵技術(shù)對(duì)國(guó)內(nèi)近200種煤種的適應(yīng)性，通過(guò)對(duì)3個(gè)典型低低溫電廠的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及提效分析，對(duì)低低溫電除塵技術(shù)在國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用時(shí)最關(guān)注的幾個(gè)核心問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)探討和分析。

1 低低溫電除塵技術(shù)的適用性分析

工程上低低溫電除塵器運(yùn)行時(shí)最關(guān)注的是低溫腐蝕問(wèn)題，實(shí)際上只要煙氣冷卻器入口有足夠的煙塵質(zhì)量濃度，以保證冷凝后的SO3吸附在煙塵顆粒表面，即可有效避免硫酸霧腐蝕金屬壁面[7]。相關(guān)研究表明：當(dāng)灰硫比(即qm,D/qm,SO3，煙氣中的煙塵和氣態(tài)SO3質(zhì)量流量之比)大于10時(shí)，即不會(huì)發(fā)生腐蝕，而實(shí)際低低溫電除塵器投運(yùn)時(shí)灰硫比一般遠(yuǎn)大于100，均未發(fā)生低溫腐蝕現(xiàn)象[3]。

灰硫比可表示為煙氣冷卻器入口煙塵質(zhì)量流量與SO3質(zhì)量流量的比值，可按式(1)計(jì)算。為探討低低溫電除塵技術(shù)對(duì)國(guó)內(nèi)煤種的適用性，統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)近200種煤種的收到基灰分及硫分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并分別利用式(2)和式(3)折算煙氣中煙塵和SO3的質(zhì)量流量[12]。

(1)

(2)

(3)

式中：qm,D為煙氣冷卻器入口煙塵質(zhì)量流量，kg/h；qm,g為鍋爐燃料消耗質(zhì)量流量，kg/h，此處均按250 000 kg/h計(jì)；w(Aar)為燃煤收到基灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%，按實(shí)際煤種取值；Qnet，ar為燃煤收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg，此處均按20 000 kJ/kg計(jì)；q4為鍋爐機(jī)械未完全燃燒熱損失，%，此處均按4%計(jì)；αfh為鍋爐排煙帶出的飛灰份額，此處均按90%計(jì)；qm,SO3為煙氣冷卻器入口SO3質(zhì)量流量，kg/h；k1為燃煤收到基硫轉(zhuǎn)換為SO2的轉(zhuǎn)換率，%，一般煤粉爐取90%；k3為SO2轉(zhuǎn)換為SO3的轉(zhuǎn)換率，%，一般煤粉爐可取1.5%～3%，本文中分別取1.5%、2%和3%進(jìn)行計(jì)算；w(Sar)為燃煤收到基硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%，按實(shí)際煤種取值。

經(jīng)式(1)～式(3)計(jì)算，國(guó)內(nèi)近200種煤種的收到基灰分和硫分?jǐn)?shù)據(jù)以及不同轉(zhuǎn)換率下的灰硫比計(jì)算值如圖1所示。由圖1可知，所有煤種的灰硫比均大于10，且除個(gè)別硫分較高的煤種的灰硫比在100以下，其他絕大部分煤種的灰硫比均遠(yuǎn)大于100。燃用國(guó)內(nèi)煤種的燃煤機(jī)組采用低低溫電除塵技術(shù)不會(huì)發(fā)生低溫腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 煤種的成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及不同轉(zhuǎn)換率下的灰硫比計(jì)算值

Fig.1 Ash/sulfur content in coal and dust/ SO3ratio calculated at different conversion rates

值得注意的是，低低溫電除塵技術(shù)的提效在很大程度上是因?yàn)闅鈶B(tài)SO3冷凝后煙氣的調(diào)質(zhì)作用，即其吸附在煙塵表面，改善了煙塵性質(zhì)，對(duì)于灰硫比過(guò)大的煤種，可能存在煙塵性質(zhì)改善幅度相對(duì)減小、低低溫電除塵器提效幅度有限等問(wèn)題。

另外，根據(jù)國(guó)外工程應(yīng)用情況并結(jié)合國(guó)內(nèi)30多年的選型經(jīng)驗(yàn)，在不同煤種條件及電除塵器進(jìn)口煙塵質(zhì)量濃度時(shí)，對(duì)低低溫電除塵器的配置條件不同。如當(dāng)?shù)偷蜏仉姵龎m器出口煙塵質(zhì)量濃度小于15 mg/m3時(shí)，電場(chǎng)數(shù)量一般應(yīng)不少于5個(gè)；除塵難易性為容易或較容易的煤種，電除塵器所需比集塵面積一般應(yīng)不小于130 m2/(m3/s)；除塵難易性為一般的煤種，電除塵器所需比集塵面積一般應(yīng)不小于140 m2/(m3/s)。

2 深度降溫提效機(jī)理

與常規(guī)電除塵技術(shù)相比，低低溫電除塵技術(shù)提效顯著，分析其原因?yàn)橐韵聨追矫妗?/p>

2.1 飛灰工況比電阻降低

基于某A電廠660 MW機(jī)組設(shè)計(jì)煤種和校核煤種、B電廠1 000 MW機(jī)組和C電廠660 MW機(jī)組飛灰成分?jǐn)?shù)據(jù)及SO3實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(采用控制冷凝法采樣，采用紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)進(jìn)行硫酸根滴定)?；贐ickelhaupt模型[13]，計(jì)算飛灰實(shí)驗(yàn)室比電阻，計(jì)算方法如式(4)～式(6)所示。

式中：ρv、ρs、ρvs分別為飛灰體積比電阻、表面比電阻和實(shí)驗(yàn)室比電阻，Ω·cm；w1、w2、w3分別為飛灰中Li+Na、Fe、Mg+Ca的原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；E為電場(chǎng)強(qiáng)度，kV/cm；T為溫度，K；w為水汽質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

工況比電阻需考慮飛灰表面沉積的硫酸霧對(duì)其比電阻的影響，其修正量可用式(7)表示：

(7)

式中：φ(SO3)為SO3的體積分?jǐn)?shù)。

工況比電阻計(jì)算公式為：

(8)

計(jì)算飛灰實(shí)驗(yàn)室比電阻和工況比電阻，結(jié)果示于圖2。由圖2可知，存在一個(gè)溫度使比電阻獲得最大值，低于該溫度時(shí)，溫度越低，飛灰實(shí)驗(yàn)室和工況比電阻越小，且因?yàn)镾O3修正的原因，飛灰工況比電阻低于其實(shí)驗(yàn)室比電阻。

(a) 實(shí)驗(yàn)室比電阻

(b) 工況比電阻

Fig.2 Flue gas temperature vs. laboratory/on-line specific resistance of fly ash

采用便攜式煤灰取樣器在線等速采集120 ℃左右煙氣溫度時(shí)的飛灰樣品，采用圓盤法測(cè)定飛灰實(shí)驗(yàn)室比電阻，測(cè)試方法符合GB/T 16913—2008和JBT 8537—2010的規(guī)定，實(shí)測(cè)結(jié)果如圖3(a)中折線圖所示，150 ℃以下時(shí)，溫度降低，飛灰實(shí)驗(yàn)室比電阻明顯下降。采用華北電力大學(xué)研發(fā)的飛灰工況比電阻測(cè)試儀(型號(hào)為TH2681A)測(cè)定不同溫度下飛灰工況比電阻，測(cè)試方法符合GB/T 16913—2008的規(guī)定，實(shí)測(cè)結(jié)果如圖3(b)所示。根據(jù)文獻(xiàn)[3]中公式，4個(gè)煤種的煙氣酸露點(diǎn)分別為103 ℃、96 ℃、99 ℃和97 ℃，煙氣運(yùn)行溫度降低，飛灰工況比電阻明顯下降。

一般煙氣溫度在150 ℃以下時(shí)，溫度降低，飛灰實(shí)驗(yàn)室比電阻下降，且鑒于煙氣溫度在酸露點(diǎn)以下，絕大部分的氣態(tài)SO3會(huì)冷凝成硫酸霧，并黏附到飛灰顆粒表面，可大幅度降低飛灰工況比電阻。

2.2 起暈電壓及擊穿電壓均上升

陳士修等[14]的研究表明，煙氣溫度從200 ℃降低至100 ℃時(shí)，電場(chǎng)起暈電壓計(jì)算值與實(shí)測(cè)值分別提高26.77%和14.58%，擊穿電壓計(jì)算值與實(shí)測(cè)值分別提高45.49%和45.51%。當(dāng)前實(shí)際工程應(yīng)用表明，一般煙氣溫度每降低10 K，電場(chǎng)的擊穿電壓將會(huì)上升3%左右。而在低低溫條件下，由于其有效地避免了反電暈，使得擊穿電壓會(huì)有更大程度的提升。

2.3 降低煙氣量及煙氣流速

煙氣溫度降低，煙氣量會(huì)下降，比集塵面積就會(huì)增大，一般煙氣溫度下降10 K，煙氣量便會(huì)下降2.5%左右。另外，煙氣量降低還會(huì)降低煙氣流速，增加飛灰顆粒在電場(chǎng)的停留時(shí)間，這也會(huì)提高除塵效率。

2.4 電除塵器入口平均粒徑增大

煙溫低于酸露點(diǎn)后，氣態(tài)SO3冷凝形成硫酸霧，硫酸霧具有極強(qiáng)的吸水性，吸附到飛灰表面后一定程度上增加了飛灰的黏性和吸濕性，當(dāng)飛灰顆粒表面包裹一層酸性液膜時(shí)，顆粒表面張力減小，當(dāng)顆粒間液膜接觸時(shí)，表面極易發(fā)生“搭橋”而凝并成團(tuán)。

已有研究通過(guò)LSI3320激光粒度儀測(cè)得煙氣降溫前后的顆粒粒徑分布，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象明顯[15]；張緒輝[16]還研究了硫酸液滴對(duì)飛灰粒徑分布的影響，初步闡述了煙氣降溫過(guò)程中由于SO3凝結(jié)等原因使飛灰中細(xì)顆粒團(tuán)聚變大的機(jī)理。

筆者采用商業(yè)CFD軟件，基于雙流體歐拉坐標(biāo)系，通過(guò)UDF引入顆粒群平衡方程，在不考慮顆粒破碎的情況下模擬顆粒團(tuán)聚[17-20]，計(jì)算公式如下：

(9)

式中:?n(v1,t)為體積v1的顆粒在t時(shí)刻的個(gè)數(shù)濃度分布；β(v1,v2,t)為體積分別為v1和v2的顆粒在t時(shí)刻的團(tuán)聚核函數(shù)；vmax、vmin分別為所研究的顆粒體系中顆粒體積的最大值和最小值。

為定性分析顆粒的團(tuán)聚作用，通過(guò)UDF引入湍流團(tuán)聚+熱團(tuán)聚核函數(shù)[17]，而增濕團(tuán)聚核函數(shù)簡(jiǎn)化為常量，取值1×10-11。定義顆粒按粒徑段分為8個(gè)區(qū)間，且為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)初始分布為單分散體系，分布數(shù)據(jù)如表1所示。采用分區(qū)算法進(jìn)行求解，計(jì)算結(jié)果如圖3所示。隨著時(shí)間的推移，顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象明顯，小粒徑段顆粒減少，大粒徑段顆粒增加，顆粒平均粒徑逐漸增大，當(dāng)t=0.6 s以后，顆粒平均粒徑趨于平穩(wěn)。

(a) 不同時(shí)刻粒徑分布點(diǎn)線圖

(b) 不同時(shí)刻粒徑分布柱狀圖

(c) 顆粒平均粒徑隨時(shí)間的演變

序號(hào)平均粒徑/μm體積分?jǐn)?shù)/%個(gè)數(shù)濃度/(個(gè)·m-3)1130002640033200416005800640072008111×1013

為進(jìn)一步驗(yàn)證顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象，采用電子低壓撞擊器(ELPI)測(cè)定某A電廠660 MW機(jī)組燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)煙氣冷卻器進(jìn)口和出口的顆粒粒徑分布，采樣槍加熱，并配置旋風(fēng)切割器和兩級(jí)稀釋器，以適應(yīng)較高煙塵質(zhì)量濃度的采樣環(huán)境。測(cè)定結(jié)果如圖4所示，與煙氣冷卻器進(jìn)口相比，出口顆粒的個(gè)數(shù)濃度在多個(gè)粒徑段存在不同程度的降低，如曲線標(biāo)注位置。但值得注意的是，鑒于ELPI各級(jí)撞擊器的分級(jí)原理基于慣性分離，在分級(jí)過(guò)程中存在不同程度的顆粒破碎現(xiàn)象，會(huì)干擾測(cè)試結(jié)果，如有條件，應(yīng)采用光學(xué)儀器進(jìn)行原位測(cè)定。

圖4 煙氣冷卻器進(jìn)出口顆粒粒徑分布

3 顆粒物及SO3減排特性

3.1 顆粒物減排實(shí)測(cè)

對(duì)某A電廠660 MW機(jī)組設(shè)計(jì)煤種和校核煤種、B電廠1 000 MW機(jī)組和C電廠660 MW機(jī)組在滿負(fù)荷情況下開(kāi)展煙塵現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，采用3012H 型自動(dòng)煙塵測(cè)試儀進(jìn)行抽氣，配合采樣槍等速采集飛灰樣品，其中低低溫電除塵器(簡(jiǎn)稱ESP)進(jìn)口采用常規(guī)煙塵采樣槍，配國(guó)產(chǎn)玻璃纖維濾筒，低低溫電除塵器出口采用嶗應(yīng)1085D型低濃度煙塵多功能取樣槍，配進(jìn)口石英濾膜，采樣時(shí)間應(yīng)保證采集到足夠多的飛灰樣品，采用天平稱重。經(jīng)測(cè)定，3個(gè)電廠煙氣冷卻器投運(yùn)前后低低溫電除塵器進(jìn)出口煙塵質(zhì)量濃度及除塵效率如圖5所示。煙氣溫度從120 ℃或130 ℃降低至90 ℃或95 ℃后，電除塵器出口煙塵質(zhì)量濃度均明顯下降，除塵效率均明顯提高。其中，A電廠設(shè)計(jì)煤種及校核煤種除塵效率分別提高0.17和0.02百分點(diǎn)，B電廠和C電廠除塵效率分別提高0.01和0.04百分點(diǎn)，原有除塵效率越低，提效幅度越大。

圖5 低低溫電除塵器總塵減排

為進(jìn)一步探討低低溫電除塵器對(duì)煙塵的減排特性，采用DEKATI生產(chǎn)的PM-10對(duì)B電廠1 000 MW機(jī)組電除塵器出口的粒徑分布進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法符合DL/T 1520—2016的規(guī)定。經(jīng)測(cè)定，煙氣冷卻器投運(yùn)前后電除塵器出口各粒徑段煙塵的減排情況如圖6所示。各粒徑段煙塵均有不同程度減排，PM1、PM2.5、PM10和TSP(總塵)的減排幅度分別為66.0%、48.3%、33.4%和51.0%。

圖6 B電廠1 000 MW機(jī)組電除塵器出口各粒徑段煙塵減排情況

Fig.6 Reduction in PM emission at outlet of LLT-ESP for the 1 000 MW unit in power plant B

3.2 SO3減排實(shí)測(cè)

在滿負(fù)荷情況下對(duì)B電廠1 000 MW機(jī)組和C電廠660 MW機(jī)組開(kāi)展SO3的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。為提高采樣精度，對(duì)GB/T 21508—2008規(guī)定的SO3采樣方法進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)，采用控制冷凝(2級(jí)冷凝盤管)+異丙醇冰浴吸收相結(jié)合的方法，采樣槍采用ZR-D03A型高溫采樣槍，溶液樣品中的硫酸根采用紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)測(cè)定，煙氣冷卻器投運(yùn)前后，B電廠、C電廠的低低溫電除塵器出口SO3質(zhì)量濃度如圖7所示，2個(gè)電廠的煙氣酸露點(diǎn)分別為99 ℃和97 ℃，煙氣降溫至酸露點(diǎn)以下后，SO3減排明顯，B電廠、C電廠的低低溫電除塵器出口SO3質(zhì)量濃度降幅分別為87.3%和96.6%。

采用便攜式飛灰取樣器在線等速采集A電廠煙道中飛灰樣品，并收集電除塵器灰斗中的飛灰樣品；采用5E-IRSⅡ紅外測(cè)硫儀測(cè)定飛灰樣品中的硫元素；采用792 Basic IC離子色譜儀，配IonPac AS14分離柱和IonPac AG14抑制器，測(cè)定飛灰樣品中的硫酸根質(zhì)量分?jǐn)?shù)。經(jīng)測(cè)定，A電廠燃用設(shè)計(jì)煤種、校核煤種時(shí)，煙氣冷卻器投運(yùn)前后不同位置飛灰樣品中硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其增加幅度見(jiàn)圖8。設(shè)計(jì)煤種和校核煤種的煙氣酸露點(diǎn)分別為103 ℃和96 ℃，煙氣溫度降低至酸露點(diǎn)以后，氣態(tài)SO3冷凝成酸霧，并吸附在飛灰表面，導(dǎo)致飛灰中硫元素富集增加。由圖9可知，電除塵器進(jìn)口飛灰、第1電場(chǎng)灰斗收集飛灰、第2電場(chǎng)灰斗收集飛灰中硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有不同程度增加，其中設(shè)計(jì)煤種和校核煤種的飛灰中硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加幅度分別為55.2%～87.5%和 33.3%～85.7%。

圖7 B電廠、C電廠機(jī)組電除塵器出口SO3減排數(shù)據(jù)

Fig.7 Reduction in SO3emission at outlet of LLT-ESP for power plants B and C

(a) 設(shè)計(jì)煤種(b) 校核煤種

圖8 A電廠飛灰樣品中硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其增加幅度

Fig.8 Content and increase rate of sulfur element in fly ash of power plant A

(a) 設(shè)計(jì)煤種(b) 校核煤種

圖9 A電廠飛灰樣品中硫酸根質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其增加幅度

Fig.9 Content and increase rate of sulfuric acid root in fly ash of power plant A

A電廠分別燃用設(shè)計(jì)煤種、校核煤種時(shí)，煙氣冷卻器投運(yùn)前后不同位置飛灰樣品中硫酸根質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其增加幅度見(jiàn)圖9。電除塵器進(jìn)口飛灰、第1電場(chǎng)灰斗收集飛灰、第2電場(chǎng)灰斗收集飛灰中硫酸根質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有不同程度增加，其中設(shè)計(jì)煤種和校核煤種的飛灰樣品中硫酸根質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加幅度分別為33.9%～56.3%和12.0%～22.6%。

4 測(cè)試誤差分析及其控制

誤差的存在是普遍和必然的，如何控制和規(guī)避誤差，提高測(cè)量結(jié)果的精確度是本次實(shí)驗(yàn)研究的關(guān)鍵。可將測(cè)試結(jié)果的精確度劃分為精密度和準(zhǔn)確度兩部分，如圖10所示。

圖10 測(cè)試結(jié)果精確度示意圖

測(cè)量的精密度主要依靠精密度較高的測(cè)量?jī)x器來(lái)控制，如本次總塵樣品稱重采用0.01 mg天平；低濃度煙塵采樣采用嶗應(yīng)1085D型低濃度煙塵多功能取樣槍(一體化采樣頭)，并整體稱重；SO3采樣采用ZR-D03A型高溫采樣槍，采樣時(shí)槍體溫度加熱至280 ℃；總塵及SO3抽氣泵每年進(jìn)行質(zhì)檢及標(biāo)定。

準(zhǔn)確度主要考量的是測(cè)試方法，本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除嚴(yán)格按照相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)操作之外，對(duì)某些采樣及測(cè)定環(huán)節(jié)給出了更高的要求。例如：總塵采樣首先過(guò)濾材質(zhì)應(yīng)選用石英過(guò)濾材料，當(dāng)采用濾筒時(shí)，應(yīng)采用大流量采樣儀，低濃度時(shí)采用一體化采樣頭；采樣槍應(yīng)采用保溫加熱槍，且確保稱重環(huán)境恒溫、恒濕、無(wú)塵、無(wú)風(fēng)、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲，并去除靜電影響。同時(shí)還開(kāi)展空白實(shí)驗(yàn)研究，以對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)[21-22]。以煙塵質(zhì)量濃度較低的B電廠1 000 MW機(jī)組和C電廠660 MW機(jī)組電除塵器出口實(shí)測(cè)結(jié)果為例，數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)如圖11所示。實(shí)際采樣增重遠(yuǎn)超最大空白值的5倍，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高。對(duì)于SO3采樣，采用自制控制的冷凝(2級(jí)冷凝盤管)+異丙醇冰浴吸收相結(jié)合的方法，最大限度地提高SO3捕集效率，且不受SO2影響。經(jīng)測(cè)定，不同采集單元捕集的SO3質(zhì)量濃度比例如圖12所示。由圖12可知，第1級(jí)冷凝盤管捕集的SO3質(zhì)量濃度僅占總量的64%～87%，因此與常規(guī)的單級(jí)冷凝盤管采樣方法相比，本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度可大幅提高。

(a) B電廠

(b) C電廠

Fig.11 Evaluation on total outlet dust measurements in power plants B and C

(a) B電廠121 ℃

(b) B電廠95 ℃

(c) C電廠130 ℃

(d) C電廠90 ℃

5 結(jié) 論

(1) 統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)近200種煤種的收到基灰分和硫分?jǐn)?shù)據(jù)以及不同轉(zhuǎn)換率情況下的灰硫比數(shù)據(jù)，除個(gè)別硫分較高的煤種灰硫比在100以下外，其他絕大部分煤種的灰硫比均遠(yuǎn)大于100。燃用國(guó)內(nèi)煤種采用低低溫電除塵技術(shù)不會(huì)發(fā)生低溫腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

(2) 理論計(jì)算及實(shí)測(cè)結(jié)果表明，低低溫電除塵技術(shù)可大幅減小飛灰比電阻，并增大電除塵器進(jìn)口的飛灰平均粒徑，且提高電場(chǎng)起暈及擊穿電壓，降低煙氣量及煙氣流速，這些變化均可提高電除塵器的除塵效率。

(3) 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，與常規(guī)煙溫工況相比，采用低低溫電除塵技術(shù)后，除塵效率提高了0.01～0.17百分點(diǎn)，各粒徑段顆粒均有不同程度減排，SO3質(zhì)量濃度降幅高達(dá)90%以上。