电除尘行业将持续行业规范化、标准化

由菲达环保、龙净环保、中钢天澄环保、浙江大学等单位起草的国家标准《电除尘器》已报批。该标准解决了电除尘国家标准缺位的问题，将规范电除尘器技术参数、考核指标，将满足电除尘行业规范化、标准化发展需求。

由菲达环保、龙净环保等单位起草的GB 37484-2019《除尘器能效限定值及能效等级》强制性国家标准已于2019年4月4日正式发布，2020年5月1日起正式实施。该标准是我国大气污染物治理领域首个环保设备强制性能效标准，规定了除尘器的能效等级、能效限定值和能效测试方法。标准将在促进企业节能技术进步，加强节能管理，提升行业技术水平等方面起到积极的推动作用，也必将在我国重点行业节能减排的监督与管理工作中发挥重要作用。

电除尘的节能、高效、稳定运行，对于降低厂用电率，增加上网电量，提高机组技术经济指标，降低发电成本，最终提高火电厂经济效益有着重要的意义。正因为如此，国外大型火电公司、工程公司对电除尘电耗问题非常重视，把电耗摆在与除尘效率相同的考核指标位置，在招标文件中有一整套措施来评估投标方的电耗方案，确保投标方能提供节能、高效的电除尘设施和服务。近年来，我国电除尘行业坚持在机、电、控方面创新，开发了高频电源、脉冲电源、智能节能控制、功率控制振打、反电晕自动控制、机电多复式双区等技术，可大幅度节约能耗。

中国电力工程顾问集团建立了电除尘器数据库，收集了我国236个电厂，机组容量覆盖50~1035MW，燃煤共538种，包含褐煤、烟煤、无烟煤等，硫含量0.11%~5.13%，灰含量6.59%~58.7%，电厂分布在国内各个地区，包含了煤质参数、除尘器设计及运行参数。基于该数据库，提出了不同煤种条件下的颗粒物超低排放技术路线：低低温电除尘技术或高效电除尘技术与湿法脱硫技术或高效除雾技术结合，一般适用于低灰低硫煤、部分中灰中硫煤、排放指标10mg/m3的情况。对于高灰高硫煤或排放指标5mg/m3的情况，需在低低温电除尘技术或高效电除尘技术等一次除尘后，增设湿式电除尘器，起最终把关作用。

自2014年煤电行业实施超低排放以来，以低低温电除尘技术和湿式电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线，经受住了5年的运行考验，为煤电超低排放持续稳定运行做出了巨大贡献。但由于机组工况条件、设计、施工、运行、设备质量等方面原因，目前电除尘多存在运行能耗偏高、设备运行控制方式不合理、烟尘排放波动大等问题。

西安热工研究院通过调查研究典型机组超低排放改造后的运行状况，总结分析多种超低排放除尘系统典型故障，经统计测算，机组超低排放改造后厂用电率增加0.81%，平均供电成本上升超过0.008元/kWh，估算有90%机组除尘系统节能优化空间20%～40%左右。提出对不同等级机组除尘系统运行能耗建议控制目标：300MW级机组除尘系统运行电耗660kWh/h，厂用电率0.22%;600MW级机组除尘系统运行电耗1200kWh/h，厂用电率0.20%;1000MW级机组除尘系统运行电耗1800kWh/h，厂用电率0.18%。运行优化调整过程中，应根据不同技术路线和设备运行状况，分析确定各级设备控制目标，通过除尘系统节能优化试验，建立协同优化除尘控制系统，通过自动控制程序实现智能控制，实现节能优化运行。

随着钢铁企业对能耗、成本的进一步压缩，对吨钢耗的要求越来越高，普遍采用性价比高的原料、燃料及相关配料，导致进入烧结机头除尘器的粉尘的浓度、性质产生较大的变化，例如：粉尘比电阻高、粉尘粒径小、粉尘化学成分复杂等。对机头除尘器收尘效果提出了更大的挑战。

中钢天澄环保通过大量调查研究烧结机头电除尘运行状况，总结分析出烧结机头、球团焙烧电除尘系统典型故障，提出实现超低排放技术措施。除新建电除尘外，现有烧结机头电除尘，三、四电场配置居多，普遍存在设计比集尘面积小、烟气流速高、现场空间小扩容改造空间受限、运行电压低电流小、高压供电电源匹配不足等问题;此外，钢铁企业留给电除尘工程的施工工期短，一般大修只有7天，改造20天，无法对原电除尘器进行彻底检修或改造，造成出口粉尘排放浓度高、运行不稳定。为实现烧结机头烟气的超低排放，电除尘器提标改造是关键，可以通过增加收尘面积、降低风速、采用高效供电电源、增设辅助收尘拦截逃逸粉尘、消减电场外区域的粉尘逃逸、改善振打、烟气调质等技术措施，挖掘现役电除尘器潜力。同时，从烧结机源头污染控制、联合脱硫脱硝等方面进行系统考虑，确保实现超低排放。

电除尘器作为转炉煤气干法除尘系统中的关键除尘设备，技术取得突破。经过西矿环保、西安建筑科技大学等单位多年的创新攻关，彻底解决了业内普遍担心的系统频繁泄爆、高温高浓度粉尘深度净化以及粗灰粉尘原位回用等技术难题和工艺运行安全问题，形成了高效净化-资源回收-节能降耗-精准控制一体化净化技术，电除尘出口排放浓度10mg/m3。

在水泥行业有较多的电除尘器使用，随着对粉尘排放要求日益严格，水泥企业开始了大规模的改造，部分水泥厂根据自身情况选择电除尘技术来实现超低排放。西矿环保在海螺水泥4500t/d窑头电除尘改造项目中，通过增加收尘面积、更换成设备结构、侧部振打、增加必要的减少二次扬尘的装置、增加气流均布装置、采用高频+三相+脉冲电源的高压电源配置、气体调质等一系列措施，电除尘出口排放浓度10mg/m3。实践证明，水泥行业原有电除尘器，只要工况良好，选择电改电技术改造措施，并对设备的工艺、生产、安装等严格把控，完全可以实现粉尘的超低排放。

水泥行业实施超低排放势在必行，可采用高温电除尘+SCR脱硝技术路线实现超低排放。高温电除尘器入口颗粒物浓度通常为80~100g/m3，出口排放浓度20-40g/m3，除尘效率达到50-80%即可。在280-330℃的高温下，电除尘的高温放电性能、绝缘性能和机械结构件均需要特殊的技术措施，即采用耐高温极板、耐高温绝缘子、内部结构零件选用耐高温材料等。进入电除尘器的烟气在电场断面上分布均匀性直接影响电除尘器的效率。脱硝高温电除尘器仅有1-2个电场，含尘烟气在电场内停留时间4-12秒，气流均布尤其重要。应利用CFD流体仿真技术，模拟气体在除尘器内部的流向，辅助设计导流引流装置，引导气体在电场内均匀流动从而提高除尘效率。采用的高温电除尘技术和装置可大幅降低烟气粉尘浓度，有效提高后续SCR催化剂的机械及化学寿命，大幅降低了氨水用量和氨逃逸，实现SCR脱硝装置与水泥窑系统的有机结合。

针对氧化铝焙烧炉烟气，龙净环保历经六年自主研发的高温超净电袋复合除尘技术在中铝山西新材料公司成功运用，解决了氢氧化铝焙烧炉行业无超低排放除尘技术的难题，可稳定实现颗粒物5mg/m3，设备阻力小于500Pa，达到较优水平。

针对氧化铝熟料窑粉尘浓度高(30g/m3,甚至更高)、烟气温度高(正常210~230℃，最高可达280℃)、粉尘湿度大(正常30%)、粉尘黏性特别强等工况特点，厦门绿洋环境充分利用现役常规电除尘器的场地条件和空间进行多优化和升级改造：在进口喇叭处加装三角翼湍流器流场导流装置，前级电场阴极系统采用顶部电磁振打和小分区供电，中电场采用通透型百叶式变流电场和顶部电磁振打，末电场采用横向旋转极板和钢刷摩擦清灰系统，选用新型三相高效脉冲节能高压电源，采用高低压一体化智能振打控制系统，加装远程移动终端实时监控系统。有效克服了气流分布不均、振打清灰不彻底、微细粉尘捕集效率低、机械振打产生二次扬尘等多项技术瓶颈，电除尘器出口排放浓度10mg/m3。

旋转电极式电除尘、电凝聚电除尘、化学团聚电除尘、导电滤槽高效收尘装置、机电多复式双区电除尘、离线振打电除尘、径流式电除尘、离子风电除尘、电膜除尘、新型高压电源等高效电除尘技术，不断地丰富电除尘技术，在实际工程中均有应用，推动电除尘技术的发展进步。

径流式电除尘技术在技术与材料工艺上取得重大突破，由北京华能达公司自主研发的该技术已应用到50余台火电机组。该技术采用一种新型的镂空式导电阳极板，将阳极板布置方向与烟气的流动方向垂直，使烟气在流动过程中穿透阳极板流动。径流式干式电除尘器出口粉尘浓度可降低到20mg/m3，径流式湿式电除尘器能够将烟囱出口粉尘排放浓度降到1mg/m3以下，对雾滴以及SO3等污染物去除效率达80%以上。

供电电源技术取得长足进步。我国电源及配件技术一直是较活跃、具创新力的，从工频电源、高频电源、三相电源、恒流电源，到脉冲电源、等离子电源等，技术和产品不断推陈出新，实现从单一的电源控制到电除尘器的整体控制，以及环保岛协同控制，电源技术的进步不断推动电除尘整体技术的进步。如何让电除尘能够达到长期稳定高效的超低排放，未来还有很长的路要走，行业需要研发出更加高效、节能、智能化的电源产品。

脉冲等离子体烟气脱硫脱硝除尘脱汞一体化技术，利用高压脉冲电晕放电产生的高能活性粒子，将烟气中的SO2和NOx氧化为高价态的硫氧化物和氮氧化物，最终与水蒸气和注入反应器的氨反应生成硫铵和硝铵。该技术具有一次性投资较低、运行维护操作简单等优点，主要应用于烟气多污染物协同控制实现超低排放。目前该技术的研究及应用备受业内关注。

(1) 菲达环保基于电湍耦合凝并机制，对PM2.5捕集增效装置进行研究。常规电除尘器存在PM2.5荷电困难的技术瓶颈，电湍耦合凝并技术可经济高效实现PM2.5凝并，帮助电除尘器对PM2.5高效脱除。通过对烟道PM2.5捕集增效装置进行结构优化，确定双极荷电区、湍流聚合区关键部件结构及主要参数，总烟尘可减排20.3%，PM2.5减排30.1%;研发出封头PM2.5捕集增效装置，确定双极异性荷电颗粒较佳掺混方案，总尘可减排17.3%;与旋转电极+低低温电除尘器耦合后，PM2.5可减排37%;多种布置及组合方式，可灵活适应工程实际条件的不同需求，满足燃煤电厂PM2.5治理的环保急需。

(2) 龙净环保对湍流团聚促进电除尘器脱除PM2.5微细粉尘进行研究。结果表明湍流团聚可有效促进细颗粒粉尘团聚长大，提高电除尘器效率。湍流团聚应用于低低温电除尘器可结合两者的技术特点，可充分实现细颗粒粉尘的团聚长大，并有效提高电除尘器对PM2.5的脱除能力，从而提高电除尘器效率，是一种有前景的组合技术。在大型化应用中，需着重考虑结构稳定性、布置方式、防磨损、防积灰等问题。

(3) 国电环境保护研究院对我国燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物控制存在问题进行了研究，发现烟气治理设施中的低低温电除尘器、湿式电除尘器、湿法脱硫等工艺，对SO3具有明显的协同脱除作用，但不同电厂的脱除效率相差较大;提出应充分发挥现有烟气治理设施中的低低温电除尘器、湿式电除尘器、湿法脱硫等工艺对SO3的协同脱除作用，可以将SO3控制在5 mg/m3以下。

(4) 西安热工研究院对电除尘器效率公式(Deutsch公式)进行了深入分析研究。针对Deutsch公式应用中出现的一些问题，通过对Deutsch公式k值的分析研究，提出要根据原电除尘器的比集尘面积、电场数及除尘效率选取不同的k值对电除尘器进行分析研究，提出了Deutsch公式应用中不同工况下k值的选取规律和范围。

(5) 西安建筑科技大学对横置极板电除尘器电场性能优化进行了研究。通过有限元法求出四种放电极(平齿线、90齿线、十齿线、加强型RS线)与横置极板匹配时其电位与场强的空间分布，通过实验测量了90齿线分别与横置极板和C480板匹配时的极板表面电流密度的大小及分布，以板电流密度平均值和板电流密度几何标准差为电极配置电场性能优劣的评价指标，研究对电除尘器不同电极配置参数下其电场性能优劣，通过调整电极配置几何参数优化电场性能。

(6) 广州广一大气治理工程有限公司研发的高过滤精度的电膜除尘器采用可荷电纳米滤膜，结合电除尘对细颗粒的荷电凝并、静电吸附功能与滤膜除尘的过滤功能，取长补短形成一种新式电膜除尘器。通过对除尘效率、显微镜图、电镜图的对比和分析表明，膜除尘器加荷电功能成为电膜除尘器后，对细颗粒物的净化效率可提高30%以上，可实现粉尘排放浓度低于1 mg/m3。

(7) 厦门绿洋环境建立了电除尘远程无线管理服务器与智能手机APP设备云助手。基于网络把现场电除尘上位机集中管理系统的实时运行工作状态，通过云组态方式，镜像到远程无线管理服务器和智能手机移动终端，实现多平台同步监控管理，大幅提升远程无线监控和技术服务水平。通过智能手机APP设备云助手，可随时随地掌控现场设备的运行状态，实时保驾护航。借助互联网+5G物联网高速通讯技术，还将实现数据和视频一体化实时监控管理，实现施工现场远程监控管理和远程施工指导等。

(8) 日本大阪府立大学研究了电除尘器两相离子流的流体动力学分析。首先提出了一个关于离子风的基本方程组。基于基本方程，采用层流模型和湍流模型，对采用点型放电极电除尘器中3D流动的相互作用进行研究。结果表明，基于层流模型的二次流分布形成一对从每个电晕或簇电晕产生的有规律的环形，而湍流模型形成的环形没有规律。其次，考虑到电除尘器处理的废气温度有时达到200℃或更高，因此研究了废气温度对细颗粒行为、二次流以及对收尘效率降低的影响。电除尘器将成为未来关于颗粒物去除的核心技术并得到越来越多的研究和关注。下一步将对纳米颗粒的行为从流体动力学的角度进行详细的分析。

(9)德国勃兰登堡科技大学对管式静电除尘器内强化传质与传热的电流体力学湍流进行了研究。电除尘器中因电流体动力诱导流动造成的强化传热传质为过程工业多种新应用提供了潜在机遇。提出压力梯度的测量在技术设计原则中的重要作用，并且研究了运行参数(如电压极性和气溶胶条件)带来的外部影响。通过实验测试验证了强化传质传热的可行性。提出了等效平均流速和湍流扩散系数等简化工程概念的测量方法。

(10)美国密歇根大学对电除尘器内汞吸附进行了研究。在一定条件下，使用表面积加权平均值可以精确地演绎受颗粒沉降影响的质量传递过程和相应的粒径分布演变。电除尘条件更适合低阶模型，即那些特征水力时间尺度(如，通过通道长度所需的平均流体时间)比特征颗粒沉淀时间尺度(如通过通道宽度所需的平均颗粒时间)短的那些模型。在这样的条件下，可以基于表面积加权平均粒径模拟气体-颗粒传质，并且可以大大减少计算时间。除了这些条件，使用表面积加权平均粒径进行电除尘器内的气体-颗粒传质计算得到的结果，其相对于全粒径分布的误差随着更快的颗粒沉降速率或更低的烟气流速呈线性增加。

美国在煤炭发电问题上尚存争议，欧洲、加拿大持续提高可再生能源发电比例，燃煤电厂将被逐步淘汰直至完全关闭，越南、印尼、印度、蒙古已出台政策停建或缓建煤电机组，但改造市场仍具潜力。另外，部分国家存在对设备质量要求较高、市场准入难、高关税、地方保护主义盛行等现象。例如：印度对进口中国电力设备实施高关税壁垒，进口关税高达28%，并强制要求国有电力项目必须有一定比例的本土生产设备(印度国家电力公司NTPC要求不小于70%，邦政府电力公司要求不小于50%)，致使大部分出口印度的电力项目亏损、资金短缺，评标过程中人为因素多、废标几率大，在施工服务方面对中国承包的项目实施工作签证人员数量限制且工作签证办理手续繁琐周期长，项目工期不确定，大部分项目存在业主恶意拖欠、克扣设备款，如果通过法律手段催讨，诉讼周期相当长，且结案率非常低，导致应收账款回收困难。这些因素造成了电除尘项目风险增加及项目成本的不确定性，严重削弱了我国电除尘企业的海外竞争力和国际市场拓展的积极性。

2020年是十三五收官之年，环保攻坚战力度不减。2019年12月10日召开的中央经济工作会议确定2020 年要打好污染防治攻坚战，坚持方向不变、力度不减，突出精准治污、科学治污、依法治污，推动生态环境质量持续好转。要重点打好蓝天、碧水、净土保卫战，完善相关治理机制，抓好源头防控。根据国家以及各省、市及地区发布的政策导向，大气污染治理仍将作为2020年环保的重点工作，其中非电行业将成为烟气治理的重点领域。

煤电行业超低排放市场回落并趋于平稳，但由于前期超低排放有一批低价中标导致质量下降的项目，预计未来几年会有一批超低排放二次改造项目机遇。

非电烟气治理改造需求持续升温。钢铁、焦化、水泥等行业中的大量企业仍未能完成超低排放改造或未达到新特别排放限值要求，相关市场空间前景广阔。同时，民营企业融资难融资贵问题将得到较大改善。随着生态环境治理体系建设、生态环境损害赔偿机制、环境执法监督机制等的完善，环保产业将步入强监管时代，这将助推大气环保市场的景气度，利好电除尘企业。

国际市场的燃煤机组建设放缓，我国海外总包市场中燃煤电站建设项目减少，冶金、水泥等建设项目增加有限，电除尘分包市场竞争激烈;随着国际环保法规的趋严，2020年除了东南亚生物质锅炉除尘市场外，印尼、印度、越南存在燃煤电站电除尘、脱硫脱硝系统的改造和新建市场。由于受国际单边主义和美元回流等影响，电站建设和改造资金缺乏，改造资金无法落实，新增项目落地数量不容乐观等因素，电除尘关键设备供货、项目本土化、技术转让、技术合作等或将逐步成为电除尘行业开拓国际市场的新方式。

国际能源署根据当前的技术发展情况，指出了2020年燃煤电厂污染物排放目标，烟尘排放目标为1mg/m3~2mg/m3，2030年目标小于1mg/m3。可见，中国大气污染物控制仍任重道远，技术创新仍有较大空间。预计电除尘技术将向低排放、节能降耗、协同控制、智能化、标准化、国际化方向发展。

(1) 精细化提效技术将是电除尘技术未来的发展趋势之一。电除尘技术将从通用技术向难、特、协同技术转型，主要包括高灰煤超低排放技术、SO3、PM2.5、气溶胶、汞等多种污染物协同脱除技术;从粗放向效能转型，主要包括节能技术改造、优化运行、降耗技术;从传统行业向相关行业延伸，主要包括非电行业、生物质发电、工业锅炉等。

(2) 现投运的超低排放机组多燃用优质煤，但仍有较多燃用劣质煤的电厂;同时大部分煤电机组利用小时数持续下降，许多机组在低负荷下持续运行，因此电除尘在多煤种、宽负荷、变工况下实现超低排放的技术需要进一步研究。

(3) 进一步挖掘电除尘器潜力，开发基于超低排放技术下的降耗技术、节水型湿式电除尘技术。在协同控制方面，电除尘与脱硫、脱硝设备间的协同控制将进一步发展。

(4) 电源技术是电除尘设备提效、节能、降耗的关键点之一。继续研究新型供电电源与电除尘优化配合技术，以实现节能减排目标。等离子体电源应用于电除尘脱硫脱硝一体化工艺的研发进展值得关注。