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1北京华能达技术介绍(一)研发背景2(二)PM2.5细颗粒物污染及危害严重细颗粒物通常指空气动力学直径小于2.5μm的细颗粒物（PM2.5），燃烧过程是PM2.5的主要一次来源，包括以燃煤和生物质为主的固定源和以燃油为主的移动源。目前，国际上总细颗粒物控制技术虽已达到很高水平，但对于细颗粒物的捕集率却比较低，造成大量细颗粒物排入大气环境，在总悬浮细颗粒物TSP和可吸入物PM10的总体污染情况有所好转的同时，我国PM2.5排放量却呈上升趋势。下图展示世界细颗粒物污染分布情况。细颗粒物世界分布32.1火力发电企业粉尘排放趋势根据权威部门统计预计2015年至2020年火力发电企业粉尘排放将连续提高，具体数值见右侧图表。2.2全国PM2.5排放量预测以下数据引用至2009年7月《环境科学》第30卷第7期《中国人为源颗粒物排放现状与趋势分析》，通过该图表可知电厂及工业锅炉的PM2.5排放占整个PM2.5排放的比例逐渐增加，从2000年不足30%，到2015年近50%。由此可知控制电厂及工业锅炉的粉尘排放是实现减排的重要部分。图3各行业排放PM2.5比例2.3火电厂大气污染物排放标准随着国家经济实力的迅猛提高，人们日益重视环境保护和生态建设，节能减排是当前经济发展的重要主题之一。4火电厂、水泥和冶金等行业的烟尘排放造成了严重的大气污染，其中火电厂的烟尘排放是大气污染的重要来源之一。当前我国以燃煤为主的能源结构将较长期维持,煤炭燃烧是我国粉尘污染的主要来源之一,预计我国燃煤锅炉用煤量2020年达到19.5亿吨,我国燃煤锅炉粉尘污染治理任重道远。根据国家环境保护部《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011，规定自2012年1月1日起，新建火力发电厂燃煤锅炉烟尘排放浓度限值为30mg/m3，自2014年7月1日起，现有火力发电厂燃煤锅炉烟尘排放浓度限值为30mg/m3。另外，《标准》还规定重点地区火力发电厂燃煤锅炉烟尘排放浓度特别排放限值为20mg/m3。而我国目前燃煤锅炉除尘设备其烟尘排放浓度大都处于50-200mg/Nm3的水平，很难满足新标准的要求。由北京华能达公司自主研发的新型径流式电除尘属专利产品，专利号200810116107，涵盖气流进、出口壳体，壳体内安装有放电极和收尘极，该新型径流式电除尘能够有效解决大气细颗粒物（PM2.5）排放高的技术问题。(三)径流式除尘器与传统电除尘器对比53.1工作原理径流式电除尘技术的基本原理是将收尘阳极板垂直于气流方向布置，使电场力的方向与引风力的方向在同一水平线上，使粉尘颗粒在引风力与电场力的共同作用下，在新型阳极板上完成捕集。径流式电除尘原理图如下图所示。6其结构布置图如图5所示，结构特点是：阴阳极均采用横向布置。该新型阳极板与常规阳极板相比有以下优点：对细微颗粒物收集能力更强，对粉尘有一定的物理拦截作用，能适应较高的比电阻工况，减少收尘极数量，运行电压高于常规阳极板。图5径流式除尘器结构布置图3.1.1采用多孔金属材料作为阳极板新型阳极板采用多孔泡沫金属材料，可制成1000mm×1000mm×20mm的收尘板。多孔金属材料和新型阳极板实物图如图6所示。图6多孔金属材料和新型阳极板7多孔金属材料特性：（1）多孔泡沫金属的通孔率达到98%以上，其几乎全通透的结构大大降低了径流式除尘器的运行阻力（≤150Pa）。（2）和普通的阳极板材料相比，相同的体积下多孔泡沫金属具有最大的集尘面积，相当于普通材料的50倍，由除尘效率的公式可以看出，集尘面积越大，除尘效率越高。η=1-e-ωA/QA为总集尘面积，ω为驱进速度，Q为烟气流量。（3）多孔泡沫金属采用镍基材料，具有耐高温（500-600℃）、防腐蚀的特性。3.1.2阴阳极均横向布置改变颗粒物受力收尘阳极板垂直于气流方向布置，不仅对粉尘有一定的物理拦截作用，而且改变了粉尘的受力情况，当粉尘通过旋转电极的前部电场时，粉尘受到的引风力与电场力方向相同，即合力大小等于电场力与引风力之和，与电场力方向相同，增大了粉尘的驱进速度，使除尘效率增加。当粉尘中的细微颗粒物进入旋转电极的后部电场时，电场力与引风力反向，细微颗粒物的速度减慢，延长了细微颗粒物在电场中的停留时间，对于通过扩散作用荷电的细微颗粒物，其荷电量与停留时间成正比，当细微颗粒物的速度减到0时，会在电场中滞留一段时间，此时其荷电量大幅增加，当电场力大于引风力时，细微颗粒物开始反向加速向阳极板运动，直至被阳极板捕集。图8粉尘颗粒在径流式除尘器电场中的受力情况83.1.3多孔结构的阳极板形成立体空间场强普通材料的阳极板其场强只分布在极板表面，而多孔泡沫金属其多孔结构呈三维分布，因此孔与孔之间可以形成立体方向的场强，同时由于孔壁薄且呈带刺状，使电除尘器内两电极的空间改变为类似两个尖端所构成的电场，使局部场强增加。图9普通材料场强图10多孔泡沫金属场强92.技术特点（1）能够捕集PM2.5级细微颗粒物，对细微颗粒物的捕集效率达95%。（2）运行阻力低，一般为20～150Pa。（3）处理烟气量大，可达1万～1000万m3/h。(4)电除尘器耗电量约50KWh(烟气流量180万m3/h)。（5）除尘器出口粉尘浓度低。（6）能够解决反电晕和二次扬尘问题。（7）具有耐高温、耐腐蚀的特性。（8）适应烟温范围宽，可在高温或强腐蚀性气体下操作。（9）使用简单可靠，运行维护费用较低，且无二次污染。(10)径流式除尘器设计除尘效率≥90%；(11)原电除尘器第四电场出口排放浓度≤150mg/Nm3，加装径流式电除尘器后保证径流式电除尘器出口排放浓度≤10mg/Nm3；(12)径流式除尘器烟气阻力≤150Pa；(13)改造后可实现与原风烟系统良好对接；(14)阻力变化量必须能满足锅炉达到额定参数并达到在超出额定负荷的10%的工况下能正常稳定运行；(15)改造后的径流式电除尘器，使用寿命长、操作维护简单，达到与锅炉同步运行；(16)径流式电除尘器采用最新的技术，优质的配件，使系统稳定运行，达到最小的检修率。3.布局设计根据因地制宜，充分利旧，安全可靠，有利操作，经济合理的建设原则。加装的径流式除尘器#8布置在原4电场,占用宽度不超过3.5米，原除尘器四个通道各加装一台径流式除尘器，共布置4台宽度为9米的旋转电极。原除尘器四通道出口烟箱保持不变，壳体不做拆除，漏斗不变。除尘器主要设备（旋转框架，泡沫金属网板、阴极部分）全部布置在末级电场烟道内部。10径流式电除尘器安装布置如右图所示：图11#8机径流式除尘器安装示意图1