JB/T 12591—2016《低低温电除尘器》简介

中机生产力促进中心、机械工业环境保护机械标准化技术委员会□韩璐遥

1 项目基本情况

2014年6月23日，工业和信息化部印发《2014年第二批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科﹝2014﹞114号），标准项目 《低低温电除尘器》 （计划号：2014-0500T-JB）获批立项，为重点项目。

本标准规定了低低温电除尘器的术语和定义，组成与标记，参数，技术要求，试验方法，检验规则，包装、运输和贮存，安装，调试、运行、维护的安全技术规范。

本标准适用于燃煤电厂干式、板式、卧式低低温电除尘器。

2 项目简介

（1）项目立项背景

我国煤炭消费中用于发电的比例占49%。燃煤电厂排放的颗粒物等污染物是造成雾霾天气的重要原因之一。迫于严峻的环境形势，GB 13223—2003《火电厂大气污染物排放标准》将我国燃煤电厂烟尘排放的最低限值降到了50mg/m3；2011年修订后，进一步降至30mg/m3，重点地区为20mg/m3。2013年12月～2014年8月浙江省、广州市及山西省出台了更为严格的政策，要求烟尘排放限值5mg/m3。2014年9月～2015年12月国家层面全面实施超低排放，要求烟尘排放限值10mg/m3。截至2017年12月，更有河北、上海、河南、浙江、山东五个省市出台或将出台超低排放地方强制性标准。

在严格的国家政策和严重的环境污染背景下，常规电除尘技术较难满足超低排放要求，也难以脱除SO3，为有效推进燃煤电厂颗粒物治理工作，适应我国燃煤电站煤种复杂、工况多变的现状，低低温电除尘技术应运而生。在国外低低温电除尘是一种先进的烟尘清洁排放新技术，而在国内因复杂煤种适用性、腐蚀风险等主要问题存在争议，加之国内外均无标准、规范可循，极大地制约了低低温电除尘技术进步、技术推广和行业发展。

在低低温电除尘器标准研制之前，存在以下难题：

1）低低温电除尘器提效机理不清晰，入口烟气温度的使用条件不明确，导致对 “低低温电除尘器”的定义存在争论，常规电除尘器、低温电除尘器和低低温电除尘器概念混淆；

2）低低温电除尘器在深度烟气降温后的腐蚀问题缺乏研究结论，没有腐蚀控制的工程应用判断方法；

3）低低温电除尘器设备腐蚀、结露爬电的影响机制不明，缺乏保障设备安全稳定运行的有效措施；

4）采用低低温电除尘技术后二次扬尘增加，国外关断门隔断振打技术存在控制复杂、需增设振打通道导致设备选型偏大等问题，缺乏经济高效、工程适用性强的二次扬尘控制办法。

在上述背景下，开展了低低温电除尘技术研究，并于2013年8月提交了制定 《低低温电除尘器》行业标准的建议书和总体情况说明。本标准的发布实施引导和规范了行业技术进步，实现了低低温电除尘装备规范化、产业化和规模化。

（2）主要技术内容

为解决低低温电除尘的核心技术问题，提高设备性能，项目集合优势力量对低低温电除尘关键技术和装备进行了研究，并多次集中了行业内专家对研究成果进行了讨论，将专家及同行讨论后认可、对产业发展有创造性贡献的核心内容纳入了该标准。

1）给出了低低温电除尘器的术语和定义

在通过烟温调变降低烟气温度至酸露点以下过程中，对SO3的冷凝及与粉尘的吸附反应机制和低低温电除尘技术提效机理进行研究，厘清了高温电除尘器、低温电除尘器、低低温电除尘器的本质区别，并在行业内进行了广泛讨论、研究数据共享和工程经验分析的基础上，提出了低低温电除尘器的术语和定义，即入口烟气温度在酸露点温度以下的电除尘器。

2）首次明确并规定了低低温电除尘器入口烟气温度的使用条件

只有烟气温度降至酸露点以下，烟气中的大部分气态的SO3才能转化为液态的硫酸雾，粘附在粉尘表面，大幅降低烟气粉尘的比电阻，改善粉尘性质，并去除烟气中的大部分SO3，因此低低温电除尘器需在烟气酸露点温度以下运行，最低温度应满足湿法脱硫系统工艺温度要求，同时需保证灰的流动性。根据国内燃煤数据进行统计分析、酸露点温度估算方法研究、实际运行烟气酸露点温度调研等研究结论，标准中明确并规定了低低温电除尘入口烟气温度的使用条件，一般为90℃±5℃。

3）给出了烟气灰硫比＞100的低低温电除尘技术工程应用准则

低低温电除尘器的烟气入口温度在酸露点以下，该技术最早应用于日本的低硫低灰精洗煤机组，可实现烟尘的清洁排放。但长期以来我国对SO3冷凝引起的低温腐蚀机制缺乏清晰认识，因此无法明确该技术的工程应用条件，进而无法应对我国燃煤机组煤质复杂多变的难题，致使该技术没有得到推广应用。基于存在的问题，标准工作组成员研究了不同煤种和运行工况下，烟气灰硫比、飞灰组分、温-湿度等因素对材料腐蚀速率的影响规律，发现烟气灰硫比是关键因素。当烟气灰硫比＞100时，烟尘可充分吸附SO3，材料基本不腐蚀，首次给出了烟气灰硫比＞100的低低温电除尘技术应用准则，并以资料性附录形式给出了燃煤电厂烟气灰硫比估算方法等。通过对国内200种煤种的烟气灰硫比估算，90%以上煤种的灰硫比＞100，表明低低温电除尘技术对我国煤种具有广泛适应性。实现了烟气冷却器入口烟温控制在酸露点以下5℃～10℃时，局部位置采用普通不锈钢或ND钢防腐条件下，电除尘器采用普通碳素钢即可长期运行，经济高效地解决了低低温电除尘技术适应我国复杂煤质的关键技术问题，实现了低低温电除尘器的长期、高效及稳定运行，为低低温电除尘器成为燃煤电厂烟气颗粒物超低排放的主流技术奠定了基础。

4）将保障设备安全稳定运行的系列技术纳入了标准范畴

通过实验研究、中试试验和项目跟踪调研，对低低温电除尘器设备腐蚀、结露爬电的影响机制进行了联合攻关研究，提出了关键部件防腐蚀、防结露、防堵灰装置及主要零部件设计要求。

在标准中规定了阴极线的型式和材料，避免了低低温电除尘器烟气温度降低后阴极线积灰和腐蚀影响除尘效率问题。标准中给出了灰斗卸灰角度、板材和加热措施的要求，人孔门结构和材质要求，解决了低低温电除尘器因灰温低导致粉尘流动性变差而易堵灰的问题和灰斗、人孔门设备腐蚀问题。在标准中给出了瓷绝缘子防结露措施，避免了因温度降低后结露积灰引起瓷套爬电的设备运行风险。

5）推荐和规范了二次扬尘控制技术

通过低低温电除尘二次扬尘形成规律和实际测试数据研究，在该标准中写入了振打优化、旋转电极式电除尘、离线振打等二次扬尘控制系列技术。解决了烟气温度降低后因粉尘比电阻下降导致粉尘与极板的静电吸附力减小而引起二次扬尘适当增加问题和国外关断门隔断振打技术存在控制复杂、需增设振打通道导致设备选型偏大等问题。

6）在颗粒物高效脱除的同时，首次提出了高效协同脱除SO3的技术要求

针对SO3脱除及反电晕问题，研究了烟气调变过程中温度、湿度和气相成分等对SO3的影响，结合飞灰微观结构分析，探明了复杂多变条件下SO3冷凝对颗粒物粒径的影响规律和对除尘效率幅度变化，厘清了不同灰分下SO3吸附特性，揭示了飞灰颗粒比表面积和孔隙率对SO3的吸附特性影响规律。

低低温电除尘技术采用深度降温改善烟气工况突破PM2.5脱除效率低及高比电阻粉尘导致反电晕等技术瓶颈，突破了常规电除尘器难以达到15mg/m3的技术限值，在达到15mg/m3甚至5mg/m3以下的颗粒物排放的同时，兼具80%以上的SO3脱除效率，实现了颗粒物与SO3的高效协同脱除，并大幅提高了电除尘效率。

基于上述研究，在标准中提出了颗粒物与SO3的高效协同脱除要求，填补了国内标准无SO3脱除效率和指标要求的空白。

3 经济效益和社会效益

该标准颁布实施后，促进了低低温电除尘技术进步，推动了标准的产业化应用，进一步完善了环保装备标准体系，对我国环境保护发挥了的巨大作用。

（1）促进了低低温电除尘技术进步

该行业标准是我国目前开展燃煤电厂颗粒物超低排放和SO3高效减排工程建设的重要基础，为国内外低低温电除尘器供货商在设备选型、工程建设及国内业主在系统运行维护和性能验收测试等方面提供了重要依据。该标准得到了供应商、用户和科研机构的广泛采纳和应用，引领了企业走“技术专利化——专利标准化——标准产业化”的自主创新发展之路。

（2）推动了标准的产业化应用

2015年国内首次实现了低低温电除尘器在烟温85℃～95℃条件下的示范运行，尔后最大等级1000MW机组及一系列适用于我国复杂煤质及工程条件的低低温电除尘技术和装备陆续推广，推动了标准的产业化应用，大幅度提高了产品质量，极大地引导和规范了行业技术进步，实现了装备规范化、产业化和规模化，推动了电除尘器从中国制造走向中国创造。

（3）进一步完善了环保装备标准体系

通过该标准的首次制定，进一步完善了环保装备标准体系。在JB/T 12591—2016《低低温电除尘器》的基础上，针对国内复杂的煤种、苛刻的工程条件、不同电厂需求及全球最严的排放要求，工作组制定了涵盖产品设计制造、安装调试、运行维护及性能测试等全流程的技术标准系列，为实现我国燃煤颗粒物超低排放起到了重要作用。通过标准化宣贯、实施，成功实施并推动了标准化战略，引导和提升了烟气除尘行业的创新水平，促进了烟气除尘行业的整体技术进步。

（4）实现了显著的社会效益和经济效益

根据中国环境保护产业协会电除尘委员会每年定期对国内50家电除尘企业的经营情况统计，50家企业产值约占全国电除尘总产值的85%。据不完全统计，截止2017年12月，应用低低温电除尘技术的装机容量约2.3亿kW，实现合同额约125亿元，其中2016年和2017年实现累计合同额约85亿元。

4 结语

该标准已在国内燃煤烟气治理中大规模工业化应用，对钢铁、建材及化工等非电行业污染物控制起到了借鉴的作用。但非电行业污染物成分及参数差异巨大，较难用统一标准加以规范，具体项目应充分考虑其特点，进行针对性、个性化设计。该标准规定的燃煤电厂低低温电除尘器技术指标世界领先，未来应积极响应 “一带一路”倡议，将项目成果推广至世界范围，让全世界共享中国标准和智慧。