作者：電除塵委員會 劉學(xué)軍 胡漢芳 酈建國 陳麗艷
歲末年初，為了及時反映環(huán)保產(chǎn)業(yè)過往一年的發(fā)展動態(tài)，預(yù)測新一年的發(fā)展趨勢，我會組織各分支機(jī)構(gòu)編寫了《2021年行業(yè)發(fā)展評述和2022年發(fā)展展望》，供環(huán)保企事業(yè)單位、專家和管理者參考。
一、2021年電除塵行業(yè)發(fā)展評述
1 主要政策
1. 1 方向不變，力度不減，行業(yè)迎強(qiáng)政策周期
2021年，國家在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域出臺的政策保持了方向不變、力度不減，體現(xiàn)了政策的穩(wěn)定性和連續(xù)性，各項政策更加細(xì)化精準(zhǔn)。3月，國務(wù)院印發(fā)《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》；10月，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》和《2030年前碳達(dá)峰行動方案》發(fā)布；10月，國家發(fā)展改革委 國家能源局發(fā)布《關(guān)于開展全國煤電機(jī)組改造升級的通知》；11月，中共中央 國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》；11月，生態(tài)環(huán)境部等17部門聯(lián)合發(fā)布《2021-2022年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅方案》；12月，工信部印發(fā)《十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，環(huán)保產(chǎn)業(yè)迎強(qiáng)政策周期。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展
2021年8月，國家市場監(jiān)督管理總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會正式發(fā)布《電除塵器》(GB/T 40514-2021)和《濕式電除塵器性能測試方法》(GB/T 40505-2021)國家標(biāo)準(zhǔn)2項，《低低溫電除塵器用煙氣冷卻器》(JB/T 14090-2020)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)于2021年7月開始實施?！峨姵龎m器》的發(fā)布，解決了電除塵國家標(biāo)準(zhǔn)缺位的問題，規(guī)范了電除塵器技術(shù)參數(shù)、考核指標(biāo)，增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的約束力、執(zhí)行力及影響力，形成了完整的大氣污染控制裝備國家標(biāo)準(zhǔn)簇，對超低排放煙塵治理起到了很好的規(guī)范和引領(lǐng)作用，維護(hù)了我國電除塵技術(shù)和產(chǎn)品在國際上的地位和形象，具有里程碑意義。
2 電除塵行業(yè)發(fā)展
2.1 行業(yè)“增量不增利”現(xiàn)象突出
2021年以來，隨著各省市陸續(xù)發(fā)布“十四五”環(huán)保規(guī)劃，環(huán)保項目加速釋放，電除塵企業(yè)業(yè)績企穩(wěn)，增速基本回歸到疫情前水平，行業(yè)發(fā)展整體保持穩(wěn)定，實現(xiàn)了“十四五”良好開局。
據(jù)不完全統(tǒng)計，2021年度電除塵主要企業(yè)經(jīng)營規(guī)模與上年同比略有上升。但由于電除塵器合同是閉口合同，主要原材料為鋼材(約占90%左右)，且供貨周期長(1——3年)，建造周期中鋼材采購隨行就市。隨著2020年以來鋼材等原材料價格大幅上漲，極大地擠壓了電除塵企業(yè)的利潤空間，企業(yè)經(jīng)常面對的是一個低價的訂單和一個高企的鋼材價格，在項目實施中被動應(yīng)對鋼材等原材料價格上漲，對其引發(fā)的價值損益、利潤指標(biāo)的應(yīng)對保障及對沖措施不及時，造成電除塵企業(yè)“增量不增利”現(xiàn)象突出。
2.2 核心競爭力持續(xù)加強(qiáng)，面臨五大挑戰(zhàn)
電除塵行業(yè)已經(jīng)成為我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)中與國際廠商相抗衡且最具競爭力的行業(yè)之一。低低溫電除塵、濕式電除塵等新技術(shù)的快速應(yīng)用為煤電行業(yè)超低排放提供了堅實的技術(shù)保障，在煤電超低排放中占據(jù)絕對的主流位置。電除塵器依然是燃煤電廠的主流除塵設(shè)備，低低溫電除塵技術(shù)幾乎成為煤電超低排放的“標(biāo)配”，真正意義上實現(xiàn)了我國在世界上的電除塵強(qiáng)國地位。電除塵企業(yè)正進(jìn)一步利用煤電行業(yè)超低排放取得的技術(shù)成果和經(jīng)驗，在鋼鐵、建材、有色、工業(yè)鍋爐等非電行業(yè)超低排放中發(fā)揮重要作用。
電除塵行業(yè)仍面臨五大挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)大于機(jī)遇。一是新冠疫情、國際形勢復(fù)雜多變的雙重沖擊；二是煤電行業(yè)大氣治理業(yè)務(wù)增長乏力，非電行業(yè)的市場份額受到袋式除塵擠壓競爭；三是鋼材、銅等原材料價格持續(xù)增長、企業(yè)人工成本增加、企業(yè)投融資成本高的經(jīng)營壓力；四是墊資類項目較多、企業(yè)應(yīng)收賬款回收不暢、經(jīng)營性現(xiàn)金流狀況得不到有效改善、工程工期不合理造成的趕工等，這些極大地擠壓了企業(yè)贏利空間；五是因疫情國際市場開拓不暢，國際項目執(zhí)行不確定性加劇。
2.3 “雙碳”目標(biāo)下行業(yè)面臨戰(zhàn)略重塑
電除塵行業(yè)企業(yè)在實現(xiàn)“雙碳”使命的征程中，既面臨多方面的挑戰(zhàn)，同時也擁有百年未有之大變局的機(jī)遇。電除塵企業(yè)在實現(xiàn)“雙碳”使命時，需要“戰(zhàn)略先行”，堅持做“難而正確”的事是電除塵企業(yè)的戰(zhàn)略選擇。“雙碳”目標(biāo)下電除塵企業(yè)面臨戰(zhàn)略重塑，按照合規(guī)、優(yōu)化、重塑、引領(lǐng)四個階段，穩(wěn)字當(dāng)頭，穩(wěn)中求進(jìn)，選擇適合企業(yè)自身的發(fā)展戰(zhàn)略，并借助數(shù)字科技的力量，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。
面對挑戰(zhàn)，電除塵行業(yè)緊抓國內(nèi)國際“雙循環(huán)”和“雙碳”的新發(fā)展機(jī)遇，育新機(jī)開新局，主動作為，主動轉(zhuǎn)型，利用新技術(shù)、新渠道積極開拓市場創(chuàng)新服務(wù)，通過技術(shù)創(chuàng)新、過硬質(zhì)量、精準(zhǔn)服務(wù)來做細(xì)分領(lǐng)域的強(qiáng)者。電除塵主要骨干企業(yè)應(yīng)實現(xiàn)四個轉(zhuǎn)變：從追求規(guī)模轉(zhuǎn)向追求效益發(fā)展，從裝備制造業(yè)向環(huán)境服務(wù)業(yè)方向發(fā)展，從大而全向?qū)＞匦碌姆较虬l(fā)展，從粗放式經(jīng)營向智能化方向發(fā)展。企業(yè)通過不斷加強(qiáng)創(chuàng)新能力建設(shè)，提高核心競爭力和盈利能力，通過技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新創(chuàng)造價值、挖掘增值空間，走高質(zhì)量發(fā)展的道路，向構(gòu)建新發(fā)展格局邁出新步伐。
3 關(guān)鍵技術(shù)
3.1 電除塵深度提效技術(shù)
由菲達(dá)環(huán)保牽頭承擔(dān)的國家重點研發(fā)計劃重點專項 “新型高效靜電除塵裝備”順利通過績效評價。通過建立干式電除塵器對國內(nèi)煤種的適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫，掌握匹配了各煤種下電除塵器設(shè)計重要參數(shù)，研究了水霧荷電耦合顆粒改性-凝并增效靜電除塵技術(shù)、煙氣深度降溫、高性能脈沖電源、多類電源智能控制系統(tǒng)、全流程多場數(shù)值模擬、新型極配型式等電除塵相關(guān)技術(shù)，結(jié)合智能化制造、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等，實現(xiàn)了電除塵器能耗降低10%、出口顆粒物濃度小于10mg/m3。
電除塵器前級增設(shè)低溫省煤器后，由于煙溫降低，需考慮前級脫硝氨泄露引起的硫酸氫銨腐蝕、極線結(jié)瘤和灰斗下灰不暢等問題。現(xiàn)有管殼式翅片管結(jié)構(gòu)的低溫?zé)煔鈸Q熱器在應(yīng)用實踐中暴露換熱管束及翅片磨損、管內(nèi)冷卻水向煙氣中泄漏造成低溫省煤器積灰堵塞，甚至進(jìn)入電除塵等下游設(shè)備的突出問題，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運行。龍凈環(huán)保研發(fā)的“零泄漏真空熱管換熱裝置技術(shù)”將真空熱管技術(shù)成功應(yīng)用于大型燃煤電廠低低溫電除塵系統(tǒng)，較好地解決了上述問題。該技術(shù)2021年9月通過了中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會組織的技術(shù)成果鑒定。菲達(dá)環(huán)保研制的“管式冷凝節(jié)水及多污染物脫除技術(shù)與裝備”，利用金屬、氟塑料等材質(zhì)換熱器，實現(xiàn)中低溫余熱利用，高效節(jié)能，榮獲2021年浙江省生態(tài)環(huán)境科學(xué)技術(shù)二等獎。國電環(huán)保研究院、安徽德源環(huán)境等單位完成的“電除塵多場耦合深度提效技術(shù)研究與應(yīng)用”獲得中電聯(lián)2021年度電力創(chuàng)新獎一等獎。
3.2 均流式靜電除塵技術(shù)
通過改變傳統(tǒng)電除塵器收塵板結(jié)構(gòu)形式，由C型板變?yōu)橐惑w化通透均流式WZ型板，合理控制煙氣流動方向，含塵氣體以蛇形流動方式流經(jīng)陽極板，使顆粒物四次荷電再穿越，延長顆粒物停留時間，對除塵器電場和流場進(jìn)行優(yōu)化，布置卡門渦流導(dǎo)流部件增加局部湍流，促使顆粒聚合，有效解決了反電暈和二次揚塵，提高除塵效率。由北京力博明研制的該技術(shù)已在敬業(yè)集團(tuán)、長信集團(tuán)、東海特鋼等多個燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵中成功應(yīng)用，實現(xiàn)了出口顆粒物低于30mg/m3的穩(wěn)定運行，成為燒結(jié)機(jī)頭電除塵優(yōu)選技術(shù)之一。該技術(shù)入選中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會《2020年重點環(huán)境保護(hù)實用技術(shù)和示范工程名錄》。
3.3 細(xì)顆粒物團(tuán)聚的煙氣電除塵強(qiáng)化技術(shù)
基于斯蒂芬流原理，在電除塵入口煙道中噴入含有團(tuán)聚劑的水溶液，使細(xì)顆粒物團(tuán)聚長大，提高電除塵器效率，成功解決了PM2.5不荷電、不潤濕、易逃逸、難捕獲等關(guān)鍵技術(shù)難題，實現(xiàn)了細(xì)顆粒物、脫硫廢水、SO3和重金屬等污染物的協(xié)同控制。減少硫酸氫銨生成，降低煙氣酸露點，減少了空預(yù)器腐蝕與堵塞風(fēng)險?？墒〗话氲拿汉?，真正達(dá)到節(jié)能降碳增效的目的，使煤電機(jī)組更好地適應(yīng)調(diào)峰需求。由武漢天空藍(lán)環(huán)保與華中科技大學(xué)研發(fā)的該技術(shù)已在華電黃石熱電、湖北能源鄂州發(fā)電、國電長源第一發(fā)電等成功應(yīng)用。該技術(shù)入選生態(tài)環(huán)境部《2021年國家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄》。
3.4 轉(zhuǎn)爐煤氣電除塵干法深度凈化技術(shù)
轉(zhuǎn)爐煤氣電除塵干法凈化系統(tǒng)已成功解決了頻繁泄爆、高溫高濃度顆粒物深度凈化以及粗灰顆粒物原位回用等技術(shù)難題和工藝運行安全問題。裝有自閉式彈簧泄爆閥的圓筒形電除塵器，與濕法除塵工藝相比，循環(huán)水量為其25%，噸鋼節(jié)約4kW•h以上，除塵灰原位回爐實現(xiàn)資源回收利用，顆粒物排放量低于10mg/m3，可在粗灰原位回爐及資源回收方面為鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造更大的價值，實現(xiàn)了“高效凈化-資源回收-節(jié)能降耗-精準(zhǔn)控制”一體化。該技術(shù)已成為鋼廠的首選方案，成為轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收技術(shù)的重要發(fā)展方向。
3.5 水泥超低排放高溫電除塵技術(shù)
“高溫電除塵器+SCR”技術(shù)路線是當(dāng)前水泥行業(yè)超低排放治理的主流技術(shù)之一。高溫電除塵器布置在脫硝反應(yīng)器前段，通過高溫電除塵器大幅降低煙氣顆粒物濃度，有效降低系統(tǒng)能耗、催化劑沖刷和堵塞風(fēng)險，提高SCR催化劑的催化效率和使用壽命。由西礦環(huán)保研發(fā)的該項技術(shù)于2021年6月通過中國建筑材料聯(lián)合會、中國水泥協(xié)會組織的成果鑒定。
3.6 橫置旋轉(zhuǎn)極板電除塵技術(shù)
通過在電除塵出口延伸擴(kuò)容2米加裝旋轉(zhuǎn)極板電除塵電場，或者把原電除塵末級電場改造成頂部電磁振打電除塵電場和旋轉(zhuǎn)極板電除塵電場的組合電場，可以解決現(xiàn)役電除塵的升級改造空間布置問題，同時也解決了旋轉(zhuǎn)極板電除塵的長期連續(xù)運行的可靠性問題。從廈門綠洋環(huán)境研制該技術(shù)已投運的24臺套電除塵運行情況來看，最長應(yīng)用案例滿4年，顆粒物排放持續(xù)保持低于10mg/m3，已具備了大型化條件，可作為電除塵實現(xiàn)超低排放關(guān)鍵技術(shù)之一進(jìn)行推廣。
3.7 脈沖電源等離子體煙氣治理技術(shù)
可同時脫除顆粒物、SO2、NOx等多種污染物的脈沖放電等離子體煙氣治理技術(shù)，是近年來電除塵行業(yè)重點關(guān)注的技術(shù)。在脈沖放電等離子體反應(yīng)器前增加一個急冷消峰塔，脈沖等離子體反應(yīng)器采用板-線形式，異極距300 mm，線線距離200 mm，采用密針刺線和590型波紋板結(jié)構(gòu)，內(nèi)件上部布置有兩種噴淋層。脈沖等離子電源脈沖寬度達(dá)到納秒級的窄脈沖，脈沖寬度800ns，上升時間低于500ns，最大功率可達(dá)100kW，輸出電壓(峰值)120kV ，電流峰值6kA，頻率可達(dá)600Hz。杭州天明已成功將該技術(shù)應(yīng)用在鋼廠燃?xì)忮仩t煙氣超低排放中，運行成本是傳統(tǒng)技術(shù)路線的30%左右。
3.8 電除塵電控技術(shù)
(1)基于AI技術(shù)的智慧高壓控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
在電除塵IPEC+系統(tǒng)AI技術(shù)應(yīng)用驗證的基礎(chǔ)上，重點在高壓控制器部分的除塵高壓控制工藝中多維信息的標(biāo)識、處理、傳輸和分析，在高壓控制器層開展了嵌入式數(shù)據(jù)驅(qū)動深度學(xué)習(xí)與優(yōu)化技術(shù)研究，經(jīng)過智能感知、智能分析優(yōu)化決策、智能自主控制，實現(xiàn)高壓電源控制器等現(xiàn)場設(shè)備的整體技術(shù)升級以及電除塵精準(zhǔn)提效、深度節(jié)能的主要目標(biāo)。福建龍凈環(huán)保牽頭完成的“變頻脈沖電源關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及其在工業(yè)煙氣污染治理中的應(yīng)用”列入獲中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會2021年度環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎二等獎公示名單，和中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會《2021年重點生態(tài)環(huán)境保護(hù)實用技術(shù)名錄》公示稿。
(2)電除塵器新型節(jié)能高頻高壓供電及控制技術(shù)
三相工頻電整流成直流電，通過逆變電路形成高頻交流電，再經(jīng)升壓整流后，形成高頻脈動電流供給電除塵器。同時通過IFGBT器件和逆變電路動態(tài)補(bǔ)償無功功率、消除諧波，將電網(wǎng)功率因數(shù)提升到0.98以上，大幅降低現(xiàn)有電源能耗。該技術(shù)入選工信部《國家工業(yè)節(jié)能技術(shù)推薦目錄(2021)》。
(3)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的電除塵器運行控制系統(tǒng)技術(shù)
在原有的濁度監(jiān)測、機(jī)組參數(shù)、煤質(zhì)數(shù)據(jù)等閉環(huán)反饋的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的入爐煤的數(shù)字化系統(tǒng)數(shù)據(jù)、配煤摻燒數(shù)據(jù)等，在滿足超低排放和脫硫入口濃度要求的前提下，在電源參數(shù)調(diào)整等方面，配置節(jié)能降耗方案包，優(yōu)化調(diào)整運行控制系統(tǒng)。該項技術(shù)已在南京國電環(huán)保的多個項目實施應(yīng)用，節(jié)能效果突出。
3.9 電除塵技術(shù)研究最新進(jìn)展
(1)電除塵器的能效評估
浙江大學(xué)對199臺不同容量燃煤電站鍋爐電除塵器電耗和設(shè)計運行參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，從耗電率、比電耗、單位集塵面積電耗、脫除每千克顆粒物電耗等指標(biāo)評估不同容量干式靜電除塵器和低低溫電除塵器運行能效，結(jié)合燃煤機(jī)組碳排放核算因子，評估分析了電除塵器電耗間接引起的CO2排放增加量。結(jié)果表明：電除塵器能效評估指標(biāo)均隨機(jī)組容量的升高而降低，提效幅度明顯的低低溫電除塵器存在較大節(jié)能空間。建議基于多電場的梯級除塵能力合理分配能效，采用多電場多通道電除塵智能調(diào)控技術(shù)，在保證除塵性能的前提下，實現(xiàn)能效最優(yōu)，降低碳排放。
(2)負(fù)荷變化對電除塵排放的影響
華中科技大學(xué)基于1000MW超超臨界燃煤機(jī)組電除塵器，在600、700、800和900MW不同負(fù)荷條件下，分析機(jī)組負(fù)荷變化對電除塵前、后和煙塵進(jìn)口煙氣中的顆粒物排放的影響規(guī)律。機(jī)組負(fù)荷由90%降低至60%時，會導(dǎo)致單位燃煤中PM1、PM2.5和PM10生成量分別增大47.6%、50.1%和38.7%，從而增大了煙氣中顆粒物的脫除難度。70%——90%運行負(fù)荷條件下，負(fù)荷變化對電除塵效率影響不明顯，負(fù)荷降至 60%時，電除塵效率降低較明顯(由99.931%降至99.901%)，濕法脫硫+濕電的除塵效率由30.127%提高至69.517%，保證負(fù)荷變化條件下煙囪顆粒物排放依然可達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)組的低負(fù)荷運行會導(dǎo)致燃燒單位質(zhì)量煤細(xì)的顆粒物生成量增加，增大除塵難度，除去相同質(zhì)量的顆粒物成本增高，不利于顆粒物經(jīng)濟(jì)性高效脫除。因此在低負(fù)荷下要優(yōu)化電除塵和濕電的運行參數(shù)，在保證煙囪顆粒物排放達(dá)標(biāo)的條件下，盡量降低電除塵能耗。
(3)煙氣溫度對電除塵器性能影響的數(shù)值模擬
西安建筑科技大學(xué)基于煙氣溫度，通過自定義函數(shù)(UDF)實現(xiàn)電場、流場、顆粒場和溫度場的四場耦合，研究在20℃(常溫)、90℃(低低溫)、150℃(低溫)、300℃和400℃(高溫)五種典型煙氣溫度下，煙氣溫度對電除塵器電場特性、流場特性和除塵效率的影響。隨著煙氣溫度的升高，離子風(fēng)對主流的影響越來越小。在體積流量相同時，煙氣溫度降低，運行電壓高、顆粒荷電量大、氣體黏度小、顆粒與氣體之間相互作用低等都會導(dǎo)致除塵效率的增大；高溫對大顆粒的捕集效率的抑制作用比小顆粒的強(qiáng)。
(4)濃度閉環(huán)控制技術(shù)對電除塵器節(jié)能的影響
如何實現(xiàn)電除塵器出口煙塵濃度定值控制并降低能耗，是電除塵在“雙碳”背景下發(fā)展的重點之一。目前電除塵器煙塵濃度控制普遍采用手動或開環(huán)控制方式。為防止排放超標(biāo)，電除塵器常處于高參數(shù)運行狀態(tài)，導(dǎo)致較高的能耗。東南大學(xué)基于1000MW超超臨界燃煤機(jī)組電除塵器，采用前三級電場前饋控制與末二級電場反饋閉環(huán)控制相結(jié)合的煙塵濃度控制策略，采用內(nèi)模比例積分微分(IMC-PID)參數(shù)整定方法整定PID 控制器參數(shù)，并在PID反饋控制基礎(chǔ)上加入干擾觀測器，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，最后采用模糊加權(quán)方法實現(xiàn)各負(fù)荷點模型控制作用之間的平滑切換，實現(xiàn)寬負(fù)荷燃煤機(jī)組電除塵器出口煙塵濃度的定值控制，在450MW——1050MW機(jī)組負(fù)荷范圍內(nèi)，閉環(huán)控制方式在全負(fù)荷區(qū)間內(nèi)實現(xiàn)了節(jié)能運行，平均節(jié)能率為30.56%，且在中低負(fù)荷的節(jié)能效果明顯。
(5)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵對重金屬脫除
華中科技大學(xué)在435m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器前安裝化學(xué)團(tuán)聚強(qiáng)化除塵系統(tǒng)，研究化學(xué)團(tuán)聚強(qiáng)化細(xì)顆粒物及重金屬(As、Cr、Cd、Ni、Cu、Pb、Zn等七種)脫除特性。化學(xué)團(tuán)聚有效強(qiáng)化電除塵器除塵效率，細(xì)顆粒物脫除效率提升49%以上，有效降低細(xì)顆粒物排放。電除塵器后煙氣中氣態(tài)與 PM2.5顆粒態(tài)As、Cr、Cd、Ni、Cu、Pb、Zn等重金屬濃度之和均得到下降；As濃度降低29.44%，Cr濃度降低39.22%，Cd、Ni、Cu、Pb、Zn濃度降低均在45%以上。表明化學(xué)團(tuán)聚促進(jìn)氣態(tài)及PM2.5顆粒上重金屬濃度下降、控制重金屬排放作用顯著。
(6)在電除塵器中噴射活性炭脫汞的研究
浙江大學(xué)依托Ansys Fluent平臺建立電除塵器內(nèi)除塵及活性炭汞吸附的數(shù)值模型，多場模型耦合了流場、電場、顆粒吸附、顆粒荷電及顆粒運動等子模型，通過該模型對電除塵器內(nèi)噴射活性炭汞吸附及顆粒收集的機(jī)理和影響因素進(jìn)行探討。結(jié)果表明活性炭顆粒粒徑和電除塵內(nèi)的離子風(fēng)效應(yīng)對于除汞除塵效率均有重要影響?；钚蕴款w粒粒徑越小，除汞效率越高，當(dāng)活性炭粒徑為5μm時，電除塵脫汞效率可達(dá)89.6%。離子風(fēng)的作用對于電除塵內(nèi)兩種汞吸附機(jī)制有著不同的影響。
3.10 示范工程助力藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)
2021年，電除塵企業(yè)克堅攻難，承建的一批電除塵示范工程成功投運，為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)做出貢獻(xiàn)。
(1)國內(nèi)綜合發(fā)電煤耗最低燃煤機(jī)組——華能瑞金電廠二期2×1000MW超超臨界高效二次再熱機(jī)組配套低低溫電除塵器成功投運，機(jī)組發(fā)電煤耗將達(dá)到國內(nèi)最低(249.7克/千瓦時)。由龍凈環(huán)保承建的雙列三室五電場高效節(jié)能型低低溫電除塵器，采用高頻電源與高效脈沖電源組合方式，顆粒物濃度排放穩(wěn)定低于10mg/m3。
(2)中越“一帶一路”倡議合作工程——越南沿海二期2×660MW燃煤電廠配套電除塵器成功投運。菲達(dá)環(huán)保在嚴(yán)峻的疫情防控形式下，精心組織、克堅攻難，承建的電除塵成功投運，各項性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，為“一帶一路”建設(shè)貢獻(xiàn)了力量。
(3)中鋼天澄承建的全球“首臺套”大型燒結(jié)機(jī)頭煙氣袋式除塵示范工程——新鋼360m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣袋式除塵示范工程成功投運。顆粒物排放濃度為5.1mg/m3，設(shè)備過濾阻力500Pa——800Pa，與燒結(jié)機(jī)同步作業(yè)率達(dá)到100%。該技術(shù)的示范，將對燒結(jié)機(jī)頭電除塵市場產(chǎn)生較大沖擊。
(4)蘭州電力修造有限公司承建的陜西商洛電廠2×660MW電除塵器成功投運，出口顆粒物排放濃度在12mg/m3左右。采用前后小分區(qū)供電技術(shù)、寬極距技術(shù)和混合極線技術(shù)、大容量的硅整流變壓器等多種技術(shù)，提高了電控效能，提升了運行電暈功率，保證了運行效率。
二、2022 年電除塵行業(yè)發(fā)展展望
4.1 行業(yè)發(fā)展方面
“十四五”期間的污染防治攻堅戰(zhàn)從“堅決打好”向“深入打好”轉(zhuǎn)變，污染防治趨向精細(xì)化、深入化、綜合化，政策支持力度只增不減。展望2022年，國內(nèi)外形勢復(fù)雜多變，電除塵企業(yè)在面臨多重壓力的情況下要穩(wěn)字當(dāng)頭、穩(wěn)中求進(jìn)。既要正視困難，又要堅定信心。中國的電除塵企業(yè)對電除塵的理解、制造和研發(fā)是領(lǐng)先于國際一流水平的，電除塵行業(yè)之所以能夠穩(wěn)中有進(jìn)，除了得益于我國宏觀經(jīng)濟(jì)政策的保駕護(hù)航外，更得益于整個電除塵行業(yè)體量大，主要骨干企業(yè)使命意識和韌性強(qiáng)。電除塵行業(yè)發(fā)展表現(xiàn)最為突出、最為亮眼的就是專精特新小巨人企業(yè)、制造業(yè)單項冠軍等企業(yè)，這些企業(yè)大大激發(fā)了市場發(fā)展活力，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈韌性，提升產(chǎn)業(yè)鏈水平，推動電除塵行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。整體來看，電除塵行業(yè)已處于成熟期，行業(yè)將逐步進(jìn)入有序健康、高質(zhì)量發(fā)展階段，市場越來越往技術(shù)、品牌、資質(zhì)、業(yè)績、信譽(yù)、服務(wù)好的企業(yè)傾斜，技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)、精細(xì)化管理能力高、運營能力突出的電除塵行業(yè)頭部企業(yè)將明顯受益。
4.2、市場方面
4.2.1 煤電行業(yè)
2021年12月的中央經(jīng)濟(jì)工作會議指出要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用。新時代要求煤電行業(yè)向清潔、低碳、高效、智能方向發(fā)展。因此電除塵企業(yè)在煤電行業(yè)“十四五”期間有六大發(fā)展機(jī)遇：
一是至2020年底全國累計約9.5億千瓦煤電機(jī)組實現(xiàn)了超低排放，占煤電總裝機(jī)容量88%，“十四五”期間除了部分淘汰關(guān)停之外，仍有一批煤電機(jī)組需要超低排放深度攻堅，電除塵企業(yè)在燃用低揮發(fā)分無煙煤機(jī)組、未改造的循環(huán)流化床機(jī)組及部分小容量機(jī)組、由于前期超低排放工期緊投資低導(dǎo)致排放不達(dá)標(biāo)的再改造機(jī)組、新建燃煤發(fā)電機(jī)組除塵設(shè)施確保滿足最低技術(shù)出力以上全負(fù)荷范圍達(dá)到超低排放要求、部分新建機(jī)組優(yōu)于超低排放限值的水平等方面，存在較大發(fā)展空間。
二是“十四五”期間對供電煤耗在 300克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時以上的煤電機(jī)組，節(jié)煤降耗改造規(guī)模不低于3.5億千瓦，鼓勵現(xiàn)有燃煤發(fā)電機(jī)組替代供熱改造規(guī)模力爭達(dá)到5000萬千瓦，加大自備煤電機(jī)組節(jié)能減排力度，確保自備電廠嚴(yán)格執(zhí)行公用燃煤電廠的最新大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和總量控制要求等，煤電機(jī)組改造升級也給電除塵行業(yè)帶來較大的發(fā)展機(jī)遇。
三是隨著國家標(biāo)準(zhǔn)《電除塵器》(GB/T 40514-2021)和《除塵器能效限定值及能效等級》(GB 37484-2019)的實施，煤電機(jī)組能量梯級利用改造和鍋爐尾部煙氣余熱利用大力推廣，預(yù)計未來幾年電除塵及電控設(shè)備也存在改造機(jī)會。
四是節(jié)能降耗是實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域碳中和的可行路徑之一，隨著能耗雙控趨嚴(yán)，常態(tài)化疊加煤電價格機(jī)制市場化改革等政策出臺，倒逼高耗能企業(yè)節(jié)能降耗改造。對于高耗能企業(yè)而言，節(jié)能將由“選做題”變?yōu)?ldquo;必做題”，逐步成為剛需，這將顯著驅(qū)動電除塵節(jié)能市場規(guī)模擴(kuò)展。
五是電除塵在燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)(農(nóng)林廢棄殘余物、市政污泥的資源化)發(fā)電中的應(yīng)用，以及在特殊煤種(低熱值煤及高灰煤)的應(yīng)用等領(lǐng)域存在機(jī)會。
六是為實現(xiàn)多污染物深度控制和協(xié)同控制，電除塵在協(xié)同處置煤電廢氣、廢液、煤氣、固廢、重金屬等非常規(guī)污染物方面會發(fā)揮重要作用。
4.2.2 非電行業(yè)
隨著煤電超低排放改造趨于完成，非電煙氣治理改造需求持續(xù)升溫。鋼鐵、焦化、水泥、石化、有色等行業(yè)一部分企業(yè)仍未能完成超低排放改造工作。電除塵技術(shù)需要在適應(yīng)性、可靠性、穩(wěn)定性等多方面進(jìn)行深入研究，以應(yīng)對非電行業(yè)不同工況條件、不同運維水平、不同除塵技術(shù)等方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，要充分發(fā)揮電除塵高效率、低阻力、長壽命的特長以及顯著的節(jié)能效果，提高電除塵在非電市場的占有率。
鋼鐵行業(yè)：以“雙碳”為目標(biāo)，超低排放改造、能耗“雙控”考核，對鋼鐵行業(yè)低碳綠色發(fā)展提出了更高的要求。目前全國共237家企業(yè)約6.5億噸粗鋼產(chǎn)能已完成或正在實施超低排放改造，占全國粗鋼產(chǎn)能的61%左右。保守估算，若全面實現(xiàn)超低排放，全行業(yè)需投入約2600億元資金，每年增加運行費用500億元以上。我國將全面落實鋼鐵行業(yè)超低排放，但是在鋼鐵超低排放改造實施過程中，還存在相關(guān)技術(shù)儲備不足、現(xiàn)有技術(shù)裝備投資運行成本高昂、忽視非常規(guī)污染物等問題。為彰顯超低排放績效評級工作的示范性、引領(lǐng)性和嚴(yán)肅性，對不能穩(wěn)定達(dá)到超低排放的企業(yè)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。這些為電除塵企業(yè)提供了“優(yōu)勝劣汰、良幣驅(qū)逐劣幣”的競爭環(huán)境和市場機(jī)遇。
水泥行業(yè)：工信部《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》提出要穩(wěn)步實施水泥、焦化等行業(yè)超低排放改造。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《重污染天氣重點行業(yè)應(yīng)急減排措施指定技術(shù)指南(2020年修訂版)》中也明確要求，環(huán)境評級A級企業(yè)必須達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。一部分省市已經(jīng)發(fā)布《水泥行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》《水泥行業(yè)超低排放改造實施方案》等。高溫電除塵是電除塵器在水泥行業(yè)新的應(yīng)用方向，其高效穩(wěn)定的運行對維持水泥脫硝效率、保證水泥行業(yè)超低排放具有舉足輕重的影響。截至2020年底，全國新型水泥干法生產(chǎn)線約為1609條(剔除部分關(guān)停和拆除生產(chǎn)線)，脫硝市場總量約500億元，其中水泥SCR脫硝按照60%比例計算，其脫硝市場總量約為300億元，未來電除塵器市場可期。
4.2.3 國際市場
國際市場開拓面臨四個方面的挑戰(zhàn)：一是習(xí)近平總書記在第七十六屆聯(lián)合國大會一般性辯論并發(fā)表重要講話中提出“中國將大力支持發(fā)展中國家能源綠色低碳發(fā)展，不再新建境外煤電項目”。中國相關(guān)出口成套總包公司在國際上的燃煤電站建設(shè)是中國的一個強(qiáng)項，現(xiàn)在該部分市場面臨枯竭和轉(zhuǎn)型的問題，相關(guān)公司將由燃煤轉(zhuǎn)其他清潔能源市場的總包建設(shè)。二是國際新冠疫情仍然存在不確定性，嚴(yán)重影響基礎(chǔ)建設(shè)工程的新建和改造的開工及進(jìn)度。三國際形勢對于正在執(zhí)行的國際項目和需要調(diào)試服務(wù)的國際項目，以及國際市場的開拓造成較大的影響和傷害。四是國際供應(yīng)鏈問題導(dǎo)致原材料價格尤其是鋼材價格和運費的不確定性，嚴(yán)重影響建設(shè)總包公司采購和工程的進(jìn)度。
以上四個因素將嚴(yán)重影響電除塵器國際市場的開拓，電除塵產(chǎn)業(yè)在國際市場的開拓將面臨較大的困難和挑戰(zhàn)，現(xiàn)階段以消化在手項目為主，新電除塵器項目將向國際總包公司分包采購市場、國際業(yè)主窯爐電除塵器改造提效市場開拓轉(zhuǎn)變，對電除塵設(shè)備質(zhì)量的要求更高、面臨的品類更多樣、市場開拓周期更長、貨款回籠的風(fēng)險更大，2022年電除塵國際市場訂單不容樂觀。
4.3 技術(shù)方面
1、“雙碳”背景下，節(jié)能將是提高電除塵核心競爭力的主題。電除塵技術(shù)將從“粗放”向“效能”轉(zhuǎn)型，主要包括深度節(jié)能降碳技術(shù)、優(yōu)化運行、長壽命技術(shù)。電除塵器能效評測、電除塵器能效等級評定將為用戶減污降碳提供新的手段。電除塵的節(jié)能增效，以及其在煤電機(jī)組能量梯級利用改造和鍋爐尾部煙氣余熱利用所起的作用，將是電除塵技術(shù)重要發(fā)展的方向之一。
2、協(xié)同提效和精細(xì)化提效技術(shù)將是電除塵技術(shù)未來的發(fā)展趨勢之一。電除塵技術(shù)將從“通用技術(shù)”向“難、特”“協(xié)同”技術(shù)轉(zhuǎn)型，主要為特殊煤種超低排放技術(shù)，與SO3、PM2.5、氣溶膠、汞、脫硫廢水等多種污染物協(xié)同脫除技術(shù)，高溫電除塵技術(shù)，煤氣等特殊場合電除塵技術(shù)等。
3、電除塵實現(xiàn)適度優(yōu)于煤電機(jī)組超低排放限值的技術(shù)、在多煤種寬負(fù)荷下實現(xiàn)超低排放的技術(shù)，將在煤電機(jī)組改造升級工作中發(fā)揮重要作用。
4、電除塵高壓電源作為電除塵核心裝置，是電除塵提效、節(jié)能的關(guān)鍵抓手之一，將向控制智慧化、運維智能化、能耗節(jié)約化發(fā)展。納秒電源在VOCs、工業(yè)廢水等方面已有應(yīng)用；電除塵用高端設(shè)計、制造、控制等專用軟件向國產(chǎn)化發(fā)展；等離子體電源技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，將有利于基于電除塵的除塵脫硫脫硝一體化方向發(fā)展。
5、垃圾焚燒行業(yè)電除塵在垃圾焚燒行業(yè)中對電場電流封閉、高溫環(huán)境下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、適應(yīng)不穩(wěn)定工況等方面的技術(shù)升級；高溫電除塵器在水泥窯協(xié)同處置廢棄物過程中旁路放風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用；堿回收行業(yè)電除塵技術(shù)在極板腐蝕和輸灰密封性方向的改進(jìn)；濕式電除塵器在工業(yè)窯爐領(lǐng)域發(fā)展中遇到的起停頻繁和微細(xì)顆粒物電暈封閉等問題的解決等。
6、電除塵技術(shù)在智能化、資源化、標(biāo)準(zhǔn)化三個方向會加大發(fā)展力度。通過大數(shù)據(jù)尋找特定工況下相對最優(yōu)的數(shù)據(jù)，對照實時工況，為智慧運行提供參考，通過精準(zhǔn)運維和智慧運維，實現(xiàn)精準(zhǔn)故障診斷、超前預(yù)測等增值功能，滿足用戶對環(huán)境治理精細(xì)化、科學(xué)化管理的需求，實現(xiàn)精準(zhǔn)、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)治理，真正實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、第五代移動通信(5G)等新興技術(shù)在電除塵行業(yè)的深度融合。
原標(biāo)題：2021年電除塵行業(yè)發(fā)展評述和2022年發(fā)展展望