通過對燃煤火電機組燃用煤種多變性、變工況現象及穩定實現超低排放的政策要求和《電力發展“十三五”規劃》的研究，對我國多煤種、變工況運行對實現顆粒物超低排放的影響進行了分析，並對除塵技術對多煤種、變工況的適應性進行分析。
研究顯示，在多煤種、變工況的新常態下，低低溫電除塵技術更好地提升了電除塵技術的適應性，而溼式電除塵能夠適應新常態下的工況變化，起到終端把關作用，溼法煙氣脫硫+溼式電除塵器對於硫酸氣溶膠和細顆粒物有很高的脫除效率，滿足顆粒物超低排放及控制PM2.5、硫酸霧和脫汞的要求。同時，對相關技術的發展進行了展望。
2016年，全國6000kW及以上的火電廠發電設備利用小時數為4165h，比上一年降低164h。隨著全社會用電需求增速放緩，以及核電機組、新能源機組的大規模發展，火電利用小時數預計將有所減少。
非化石能源裝機佔比從2010年的27%提高到2015年的35%；非化石能源在一次能源消費中的比重從2010年的9.4%提高到2015年的12%。隨著新能源利用小時數的提高，降低了部分燃煤火電機組的利用小時數。
根據《電力發展“十三五”規劃》，風電、太陽能、核電、燃煤火電、火電靈活性改造市場增量情況。
如表1所示：
表1 電力發展“十三五”規劃
《電力發展“十三五”規劃》要求全面推動煤電機組靈活性運行，熱電機組約1.33億kW，純凝機組改造約8200萬kW；燃煤火電機組參與調峰的頻度和幅度不斷增加，部分供熱機組將改為調峰運行。
1、穩定實現超低排放的政策要求
為了達到競價上網、降低成本的要求，燃煤電廠可能購買成本相對較低的煤，例如為了系統效益、地域效益，改燃系統內供應煤或當地煤，特別是在煤資源緊張時，買到什麼煤就燒什麼煤，導致機組燃用的煤種多變。煤種的變化，直接導致機組運行工況的多變性。隨著燃煤火電機組靈活性改造工作的全面推動，燃煤機組快速啟停的頻繁，參與調峰的頻度和幅度不斷增加，造成機組變負荷運行的情況越來越多。
《關於實行燃煤電廠超低排放電價支持政策有關問題的通知》(發改價格[2015]2835號)規定：超低排放電價支持政策實行事後兌付、季度結算，對符合超低排放限值的時間比率達到或高於99%的機組，該季度加價電量按其上網電量的100%執行(1分/kWh)。
2016年《最高人民法院、最高人民檢察院關於辦理環境汙染刑事案件適用法律若干問題的解釋》(法釋[2016]29號)突出了對自動監測數據造假行為的懲治，規定：重點排汙單位篡改、偽造自動監測數據或者干擾自動監測設施，排放化學需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物等汙染物的，應當認定為“嚴重汙染環境”，需實施《刑法》第三百三十八條的規定。
2、多煤種、變工況運行對顆粒物排放的影響分析
2.1煤種變化對顆粒物排放的影響
煤種多變對常規電除塵器有較大影響。煤質中的灰分對顆粒物排放影響最大：灰分增大，粉塵濃度增大。對所有的除塵設備都是不利的。
當煤質變化時，直接影響到粉塵顆粒物的比電阻，對常規電除塵技術影響較大。
如表2所示：
2.2變工況對顆粒物排放的影響
機組正常運行條件下，當機組負荷降低時，排煙溫度也會降低，煙氣量減少，灰濃度減少，對除塵設備是有利的，能實現顆粒物的達標排放。但有以下低負荷運行情況時，對除塵是不利的：
表2 煤質變化對常規電除塵技術的影響
（1）機組經常啟停的影響。當機組經常啟停，需要低負荷投油穩燃時，未燃盡的油和碳易粘附於除塵設備內的核心收塵部件上，影響除塵效率，甚至損壞核心收塵部件。
（2）SCR煙氣脫硝工藝的運行影響。當機組長期在50%以下負荷運行，此時會使機組煙氣脫硝的氨逃逸過量，產生的NH4HSO4的量會有所增加，NH4HSO4是黏性很強的物質，易造成除塵設備粘灰，影響除塵效率。
（3）引風機或增壓風機運行的影響。機組引風機或增壓風機在低負荷時處於失速區，易發生搶風，此時易造成除塵設備兩側流量不均，影響除塵效率，若發生一側堵塞，甚至造成停機。
3、除塵技術對多煤種、變工況運行的適應性分析
3.1一次除塵技術
在燃煤火電機組顆粒物超低排放技術路線中，一次除塵技術主要為電除塵、電袋和袋式除塵技術。
3.1.1電袋和袋式除塵技術
電袋除塵器和袋式除塵器對煤種適應性較好，但需要注意劣質煤對濾袋壽命的影響。
在變工況運行條件下，使用電袋除塵器和袋式除塵器除塵，需要注意在氨逃逸過量、機組經常啟停穩燃時，燃油對濾袋的腐蝕和糊袋問題。
3.1.2低低溫電除塵技術
目前，在一次除塵技術中，低低溫電除塵技術已經成為使用較為廣泛的電除塵技術。低低溫電除塵技術將煙氣溫度降低至酸露點以下，由於煙氣溫度低於酸露點，SO3與H2O反應生成H2SO4，在粉塵的表面形成酸膜，增加粉塵的表面電導，使粉塵的比電阻降到108~1010Ω˙cm，從而提高了除塵效率，增強了電除塵器的適應性。因此，該技術已經成為部分火電集團燃煤火電機組顆粒物達標排放的主要技術路線。
針對一些特定煤種，低低溫電除塵器的除塵效率高於常規乾式電除塵器，當煙氣經低低溫電除塵器處理後，粉塵濃度可以控制在較低水平。因此，該技術在與其他技術組合時，能夠比常規乾式電除塵器與其他技術的組合更好地適應顆粒物超低排放的要求]。
在變工況運行工況下，在機組經常啟停需投油穩燃或SCR煙氣脫硝工藝氨逃逸過量時，可能會造成電除塵器前電場陰極結灰、絕緣子粘灰滑閃或爆裂。
可採取以下措施解決上述問題：
（1）通過對陰極粘灰電場實施斷電振打，在較高負荷時輪停陰極並對粘灰電場實施大顆粒灰沖刷；
（2）設置絕緣子熱風吹掃或絕緣子熱氣封等。
截至2015年12月，投運及在建的低低溫電除塵器超過150臺(套)，已有單機1000MW機組的低低溫電除塵器投運，總裝機容量約95000MW，其中投運約70臺(套)，總裝機容量超過40000MW。
3.2二次除塵技術
顆粒物超低排放技術路線中，二次除塵技術的重點是脫除細微顆粒物，主要為溼法脫硫協同高效除塵、溼式電除塵技術。
3.2.1溼法脫硫協同高效除塵
溼法脫硫協同高效除塵的機理分為漿液洗滌、機械除塵和旋風除塵三種協同除塵方式，其除塵效果均與煙氣流速有關。要達到較好的洗滌效果，塵粒需和水滴有足夠的相對速度，機械除塵、旋風除塵也均需較高的煙氣流速才能達到最好的除塵效果。當機組低負荷運行時，需要注意煙氣量減少、流速降低，對溼法脫硫協同高效除塵的影響。
提高脫硫吸收塔的協同除塵作用主要有兩條途徑：
（1）增加噴淋漿液的洗塵作用，即提高漿液對煙氣中粉塵顆粒的吸收效率；
（2）降低脫硫塔出口處的液滴含量，從而降低液滴攜帶含固量。
3.2.2溼式電除塵
粉塵在電除塵器內荷電的類型分兩種：電場荷電和擴散荷電。對於粒徑大於1μm的顆粒來說，電場荷電是主要作用，電壓的強弱是影響其效果的主要因素；對於粒徑小於0.5μm的顆粒來說，擴散荷電是主要作用，電流密度是影響其效果的主要因素；溼式電除塵器採用噴淋清灰，不存在二次揚塵問題，放電極被水浸潤後，電子較易溢出，同時電場中充滿霧滴，大大增加了亞微米級粒子碰撞帶電的概率，提高了對PM2.5的脫除效果。表3為部分案例達標率彙總情況。
表3測試評估案例中，不同機組的灰分變化時，溼式電除塵器均能穩定實現5mg/m3排放。
表3 部分案例達標率彙總
圖1為浙江某電廠8#機組燃煤灰分與溼式電除塵器煙塵排放濃度的關係。
圖1表明，浙江某電廠8#機組(容量1000MW)燃煤灰分為8.76%~14.59%，溼式電除塵器出口顆粒物排放濃度隨灰分的變化趨勢不明顯，溼式電除塵器對灰分變化具有很強的適應性。
圖1浙江某電廠8#機組燃煤灰分與溼式電除塵器煙塵排放濃度的關係
圖2為廣東某電廠1#機組溼電進出口煙塵濃度的變化情況。
圖2表明，廣東某電廠1#機組溼式電除塵器的入口濃度在0.19~17.69mg/m3範圍波動時，出口顆粒物濃度穩定在1.05mg/m3左右，說明溼式電除塵器對顆粒物的脫除有很好的適應性。
圖2 廣東某電廠1#機組溼電進出口煙塵濃度變化情況
圖3為廣東某電廠1#機組溼式電除塵器出口煙塵濃度隨機組負荷變化。
圖3表明，廣東某電廠1#機組溼式電除塵在30%~100%負荷波動時，溼式電除塵器的顆粒物排放濃度在0.91~1.7mg/m3，波動性不大，較為穩定，溼式電除塵對負荷變化有良好的適應性。
圖3 廣東某電廠1#機組溼式電除塵器出口煙塵濃度隨機組負荷變化情況
現場測試統計表明，溼式電除塵器對煤質灰分、入口濃度、負荷變化的工況均具有很好的適應性，在燃煤火電機組多煤種、低負荷運行條件下，溼式電除塵器能穩定實現顆粒物5mg/m3排放的需求，起到終端把關的作用。
截至2015年12月，投運及在建的溼式電除塵器超過400臺(套)，且有多套1000MW機組投入運行，其中投運的溼式電除塵器超過180臺(套)，總裝機容量超過90000MW。
4、結語與展望
4.1結語
低低溫電除塵技術可將煙溫降至酸露點以下，因而在燃煤火電機組燃用多煤種、變工況運行條件下，更好地解決了電除塵技術的適應性問題。溼式電除塵技術能夠適應多煤種(尤其是劣質煤)、變工況下的工況變化，起到終端把關作用。
溼法煙氣脫硫+溼式電除塵器對於硫酸氣溶膠和細顆粒有很高的脫除效率，滿足顆粒物超低排放要求的同時，實現PM2.5和硫酸霧的排放控制，並具有部分脫汞功能。
目前，國內超低排放的各項除塵技術不是萬能的，需要整個系統的運行配合，例如對於灰分的變化，若超出除塵設備的選型範圍，就容易造成排放超標，所以運行中應儘量選用設計煤種或校核煤種，最起碼選用與設計煤種、校核煤種相近的煤種。
另外，鍋爐輔助系統設備的運行也會產生較大影響，如引風機在低負荷運行時處於失速區，若發生搶風，造成除塵設備兩側流量不均，就需要注意設置引風機連通煙箱擋板門，並在此時關閉擋板門。
4.2展望
（1）低低溫電除塵及溼式電除塵協同脫除SO3、脫汞技術。在目前條件下，在實現燃煤火電機組顆粒物超低排放之外，還可關注多汙染物(SO3、汞)協同脫除技術的應用，進一步對低低溫電除塵技術對燃中、低硫煤火電機組SO3及汞的高效脫除，溼式電除塵技術對採用或未採用低低溫電除塵技術後的SO3及汞的脫除效率開展深入的工程應用研究。
（2）燃劣質煤火電機組超低排放技術。我國不同地區煤種差異較大，需要考慮燃劣質煤火電機組的超低排放技術路線問題。
除應考慮SO2、NOx、顆粒物的超低排放改造外，還需統籌考慮PM2.5、SO3及汞的脫除要求，可能需要採取低NOx燃燒器+SCR+脫SO3+活性炭煙氣脫汞(可選項)+高效除塵器+溼法煙氣脫硫+溼式電除塵器的技術路線，同時研究低低溫電除塵器在燃劣質煤火電機組中的工程應用。
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