准格尔煤与静电除尘器的灰分特性与对策

兰州电力设备制造厂（KE Xiaomin 等）对准格尔煤飞灰物性及电除尘治理性能的系统分析与工程化措施

关键词
准格尔煤, 静电除尘器, 收尘效率, 烟气治理, 超低排放

在我国推进燃煤机组超低排放与节能减排的背景下，准格尔煤作为一种储量大、含硫低（约0.43%）的“绿色煤”，在电厂应用中日益广泛，但其独特的灰分特性给静电除尘器（ESP）的烟气治理带来了挑战。本文基于兰州电力设备制造厂KE Xiaomin、LIANG Kexin、CHENG Xinsheng、HU Hao 等对现场采样与电除尘工程实践的总结，系统归纳了准格尔煤飞灰的物化特征与针对性治理对策，并结合行业应用场景与厂商技术（如艾尼科Enelco在极板、极线与电场优化方面的经验）提出可推广的工程建议[1][2]。

现场化学分析表明，准格尔煤燃烧后飞灰中Al2O3与SiO2占比极高（Al2O3约51.7%，SiO2约40.6%），同时含水低（<2%）、灰分高（约31.7%），Na2O、K2O等碱金属含量极低。这类飞灰颗粒细、比重小且电阻率偏高（现场测得约5.88×10^12～6.57×10^12 Ω·cm），并且多以非晶态、网状空心薄壳形态存在，易发生再悬浮与电驱动的“电性卷吸”现象，导致ESP收尘效率下降并敏感于电场与流速条件。 通过现场试验与工程改造总结出几条关键对策：一是设计上显著提高单位体积收集面积（SCA），实践中大机组设计SCA可达约146.4 m2·s/m2，现场试验显示SCA越高、气速越低（目标场速≈0.7–0.8 m/s）对细颗粒的捕集更有利；二是增加电场单元数（如从常规的3区增加到5区），并在前端场采用不同高度的尖刺、电线（齿形/锯齿、鱼骨线）与辅助电极，以改善初级电离与颗粒迁移；三是优化供电方式，采取简化脉冲供电可提升场强并在降低二次电流的同时提升二次电压（实测脉冲改造后二次电压上升>5 kV、二次电流下降约20%），收尘效率从99.13%提高到99.31%；四是在燃烧方式改变（如CFB锅炉）引起超细颗粒增多时，建议采用ESP+布袋联合治理的混合策略，以兼顾ESP的低阻损与布袋对超细颗粒的高效捕集。

工程案例验证了上述方法的有效性：某330 MW机组通过降低场内气速至0.72 m/s、增设5净化区及采用鱼骨线等措施，实现了达标排放；而在两台2×135 MW CFB锅炉的项目中，由于实际烟气温度高、颗粒中5 μm以下粒级占比较大（近46.3%），且Al2O3含量仍高，使得只按传统PF锅炉经验设计的ESP（设计SCA≈117.8 m2·s/m2，场速≈0.77 m/s）实际效率仅98.5%，低于设计目标99.75%，因而证实了燃烧模式对飞灰特性及ESP性能的决定性影响。

对中国的浆纸、钢铁、水泥与化工等高排放行业而言，采用上述针对准格尔煤特性的电除尘设计与运行策略，可在保证排放达标的同时实现能耗与运维成本的优化。厂商层面（如艾尼科）在极板极线材料、极间距优化、电场分割及脉冲供电技术等方面的积累，是推动解决高阻飞灰治理问题的关键技术资源。展望未来，面向多燃料适应性、在线电场智能优化与ESP/布袋一体化系统，将成为电除尘与烟气治理的主流发展方向，有助于实现更高效、更稳定的超低排放目标。

参考文献
[1] Zhang Dexuan. Precipitation Characteristics of Fly Ash with High Percentage of Aluminum. ICESP VIII, 2002.
[2] Kjell Porle, Keisuke Ishida, Keith Bradburn. On the choice of ESP design for a multitude of world low sulphur coals. ICESP IX, 2005.
[3] KE Xiaomin, LIANG Kexin, CHENG Xinsheng, HU Hao. Analysis and Countermeasures for Fly-ash Feature from Zhungeer Coal with Electrostatic Precipitation. Lanzhou Electric Power Equipment Manufacturer.