提升电除尘器收尘效率：印度现场实验与技术路径

IIT Delhi（Avinash Chandra）与NTPC 等机构的现场研究——脉冲充电、碱金属调灰与氨气调理的实证效果

关键词
ESP, India, power plant, collection efficiency, 烟气治理, 电场优化

在全球能源结构中，煤电仍是许多国家保证电力供应的主力，随之而来的烟气治理压力也持续上升。针对火电厂排放的细颗粒物，电除尘器（ESP）是最常用的治理设备，但在以高灰分、低热值、低硫的印煤条件下，ESP面临灰分电阻率高、回冠和击穿电压低等挑战，导致收尘效率和设备经济性受限[1][3]。本文基于印度IIT Delhi（Avinash Chandra）及多家电厂的实地试验，总结了几种在既有ESP上显著提升收尘效率的改造路径，并对中国浆纸、钢铁、水泥与化工等行业的应用价值进行分析。
研究表明，印煤典型指标包括发热量约3500–4500 kcal/kg、灰分35%–45%，粉灰电阻率常在10^11–10^12 ohm·cm量级，导致ESP需更大比表面积（SCA常为130–218 m^2/(m^3/s)）和低迁移速率（约2.8–4.7 cm/s）来满足排放标准[7]。针对这些特点，研究团队开展了三类现场试验：脉冲/间歇充电、碱金属（钠）调灰与药剂调理（氨剂、水雾）。
间歇充电通过周期性触发高峰电压同时限制平均电流，抑制高电阻灰层发生回冠，从而在不显著增加能耗的情况下提高有效迁移速率。IIT Delhi 在现场将充电占空比与拍打（rapping）节律协同优化后，迁移速率最高提升约25%，出厂排放显著下降（见试验组数据表）[8]。
钠调灰通过向煤或炉内添加适量钠盐使飞灰表面电导率增加，实测可将灰电阻率由约2×10^12降至9×10^11 ohm·cm，迁移速率提升约27%–44.6%，出口颗粒物浓度降至基线的16%–25%，极大改善了末端场的收尘负荷并为缩小ESP体积提供可能[9]。
氨气调理则能通过改变烟气化学成分影响颗粒表面电学性质，在试验中最佳投加量（约0.14 ppm）使迁移速率提升约16%–22.8%，部分工况可将排放降至≈100 mg/Nm^3，从而帮助既有机组达标[9]。水雾调湿对电阻率的直接影响有限，但能短期提升允许的操作电压，试验中效果较温和（迁移速率提升约4%–5%）[9]。
上述技术可单独或组合应用，适用于中国浆纸、钢铁、水泥和化工行业：对于电厂和大工业锅炉，钠调灰+间歇充电的组合既可显著降低排放又能在一定程度上减少ESP的占地与投资；氨气调理适合需快速达标或季节性运行的工况。结合艾尼科（Enelco）在极板/极线材料、场形优化与数字化控制方面的技术优势，可提供从电场优化设计、脉冲控制器改造、药剂投加系统到在线监测的整套改造方案，进一步降低运行维护成本并提升整体烟气治理效益。
面向未来，建议推进以CFD驱动的电场优化、在线电阻率监测与智能占空比控制为核心的混合调理策略；同时将ESP改造纳入全厂减排与能效提升规划，以实现排放与成本双重优化。本文的印度现场数据和方法为中国工业烟气治理在高灰、高电阻条件下提供了可参考的工程路径与经济效益评估。

参考文献
[1] E coal. The quarterly newsletter of World coal institute Vol.54, July 2005.
[2] E coal. The quarterly newsletter of World coal institute Vol. 62, August 2007.
[3] Draft Report of Expert Committee on Integrated Energy Policy, Planning Commission, Government of India, New Delhi, December 2005.
[4] E Coal. The quarterly newsletter of World coal institute Vol. 58, July 2006.
[5] Annual Report–2005, Ministry of Power, Government of India, New Delhi, 2005.
[6] High light 2004, Parivesh, published by CPCB, Ministry of Environment & Forest, Feb. 2005.
[7] Assessment of requirement of Bag Filter vies a vies Electrostatic Precipitator in Thermal Power plants, Central Pollution Control Board, Ministry of Environmental Forest, March 2007.
[8] Chandra A, Some investigations on ESP unit: Determination and Improvements of collection efficiency, Proceedings 7th International Conference on Electrostatic Precipitation, 499–507, 1998.
[9] Merchant, G.H. Jr., Evaluation of Sodium Conditioning, Water Fogging and Coal Washing for Environmental Performance Improvement of ESP’s at BALCO Captive Power Plant. Research Report under USAID–India: Green house Gas Pollution Prevention Project (Sept. 1999).