来源： 时间：2022-01-20 09:36:16
岁末年初，为了及时反映环保产业过往一年的发展动态，预测新一年的发展趋势，我会组织各分支机构编写了《2021年行业发展评述和2022年发展展望》，供环保企事业单位、专家和管理者参考。
一、2021年电除尘行业发展评述
1 主要政策
1. 1 方向不变，力度不减，行业迎强政策周期
2021年，国家在生态环境领域出台的政策保持了方向不变、力度不减，体现了政策的稳定性和连续性，各项政策更加细化精准。3月，国务院印发《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》；10月，《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030年前碳达峰行动方案》发布；10月，国家发展改革委 国家能源局发布《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》；11月，中共中央 国务院发布《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》；11月，生态环境部等17部门联合发布《2021-2022年秋冬季大气污染综合治理攻坚方案》；12月，工信部印发《十四五”工业绿色发展规划》，环保产业迎强政策周期。
1.2 标准引领行业发展
2021年8月，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会正式发布《电除尘器》(GB/T 40514-2021)和《湿式电除尘器性能测试方法》(GB/T 40505-2021)国家标准2项，《低低温电除尘器用烟气冷却器》(JB/T 14090-2020)行业标准于2021年7月开始实施。《电除尘器》的发布，解决了电除尘国家标准缺位的问题，规范了电除尘器技术参数、考核指标，增强标准的约束力、执行力及影响力，形成了完整的大气污染控制装备国家标准簇，对超低排放烟尘治理起到了很好的规范和引领作用，维护了我国电除尘技术和产品在国际上的地位和形象，具有里程碑意义。
2 电除尘行业发展
2.1 行业“增量不增利”现象突出
2021年以来，随着各省市陆续发布“十四五”环保规划，环保项目加速释放，电除尘企业业绩企稳，增速基本回归到疫情前水平，行业发展整体保持稳定，实现了“十四五”良好开局。
据不完全统计，2021年度电除尘主要企业经营规模与上年同比略有上升。但由于电除尘器合同是闭口合同，主要原材料为钢材(约占90%左右)，且供货周期长(1——3年)，建造周期中钢材采购随行就市。随着2020年以来钢材等原材料价格大幅上涨，极大地挤压了电除尘企业的利润空间，企业经常面对的是一个低价的订单和一个高企的钢材价格，在项目实施中被动应对钢材等原材料价格上涨，对其引发的价值损益、利润指标的应对保障及对冲措施不及时，造成电除尘企业“增量不增利”现象突出。
2.2 核心竞争力持续加强，面临五大挑战
电除尘行业已经成为我国环保产业中与国际厂商相抗衡且最具竞争力的行业之一。低低温电除尘、湿式电除尘等新技术的快速应用为煤电行业超低排放提供了坚实的技术保障，在煤电超低排放中占据绝对的主流位置。电除尘器依然是燃煤电厂的主流除尘设备，低低温电除尘技术几乎成为煤电超低排放的“标配”，真正意义上实现了我国在世界上的电除尘强国地位。电除尘企业正进一步利用煤电行业超低排放取得的技术成果和经验，在钢铁、建材、有色、工业锅炉等非电行业超低排放中发挥重要作用。
电除尘行业仍面临五大挑战，挑战大于机遇。一是新冠疫情、国际形势复杂多变的双重冲击；二是煤电行业大气治理业务增长乏力，非电行业的市场份额受到袋式除尘挤压竞争；三是钢材、铜等原材料价格持续增长、企业人工成本增加、企业投融资成本高的经营压力；四是垫资类项目较多、企业应收账款回收不畅、经营性现金流状况得不到有效改善、工程工期不合理造成的赶工等，这些极大地挤压了企业赢利空间；五是因疫情国际市场开拓不畅，国际项目执行不确定性加剧。
2.3 “双碳”目标下行业面临战略重塑
电除尘行业企业在实现“双碳”使命的征程中，既面临多方面的挑战，同时也拥有百年未有之大变局的机遇。电除尘企业在实现“双碳”使命时，需要“战略先行”，坚持做“难而正确”的事是电除尘企业的战略选择。“双碳”目标下电除尘企业面临战略重塑，按照合规、优化、重塑、引领四个阶段，稳字当头，稳中求进，选择适合企业自身的发展战略，并借助数字科技的力量，实现转型升级。
面对挑战，电除尘行业紧抓国内国际“双循环”和“双碳”的新发展机遇，育新机开新局，主动作为，主动转型，利用新技术、新渠道积极开拓市场创新服务，通过技术创新、过硬质量、精准服务来做细分领域的强者。电除尘主要骨干企业应实现四个转变：从追求规模转向追求效益发展，从装备制造业向环境服务业方向发展，从大而全向专精特新的方向发展，从粗放式经营向智能化方向发展。企业通过不断加强创新能力建设，提高核心竞争力和盈利能力，通过技术创新和管理创新创造价值、挖掘增值空间，走高质量发展的道路，向构建新发展格局迈出新步伐。
3 关键技术
3.1 电除尘深度提效技术
由菲达环保牵头承担的国家重点研发计划重点专项 “新型高效静电除尘装备”顺利通过绩效评价。通过建立干式电除尘器对国内煤种的适应性数据库，掌握匹配了各煤种下电除尘器设计重要参数，研究了水雾荷电耦合颗粒改性-凝并增效静电除尘技术、烟气深度降温、高性能脉冲电源、多类电源智能控制系统、全流程多场数值模拟、新型极配型式等电除尘相关技术，结合智能化制造、结构优化设计等，实现了电除尘器能耗降低10%、出口颗粒物浓度小于10mg/m3。
电除尘器前级增设低温省煤器后，由于烟温降低，需考虑前级脱硝氨泄露引起的硫酸氢铵腐蚀、极线结瘤和灰斗下灰不畅等问题。现有管壳式翅片管结构的低温烟气换热器在应用实践中暴露换热管束及翅片磨损、管内冷却水向烟气中泄漏造成低温省煤器积灰堵塞，甚至进入电除尘等下游设备的突出问题，严重影响机组安全运行。龙净环保研发的“零泄漏真空热管换热装置技术”将真空热管技术成功应用于大型燃煤电厂低低温电除尘系统，较好地解决了上述问题。该技术2021年9月通过了中国环境保护产业协会组织的技术成果鉴定。菲达环保研制的“管式冷凝节水及多污染物脱除技术与装备”，利用金属、氟塑料等材质换热器，实现中低温余热利用，高效节能，荣获2021年浙江省生态环境科学技术二等奖。国电环保研究院、安徽德源环境等单位完成的“电除尘多场耦合深度提效技术研究与应用”获得中电联2021年度电力创新奖一等奖。
3.2 均流式静电除尘技术
通过改变传统电除尘器收尘板结构形式，由C型板变为一体化通透均流式WZ型板，合理控制烟气流动方向，含尘气体以蛇形流动方式流经阳极板，使颗粒物四次荷电再穿越，延长颗粒物停留时间，对除尘器电场和流场进行优化，布置卡门涡流导流部件增加局部湍流，促使颗粒聚合，有效解决了反电晕和二次扬尘，提高除尘效率。由北京力博明研制的该技术已在敬业集团、长信集团、东海特钢等多个烧结机机头电除尘中成功应用，实现了出口颗粒物低于30mg/m3的稳定运行，成为烧结机头电除尘优选技术之一。该技术入选中国环境保护产业协会《2020年重点环境保护实用技术和示范工程名录》。
3.3 细颗粒物团聚的烟气电除尘强化技术
基于斯蒂芬流原理，在电除尘入口烟道中喷入含有团聚剂的水溶液，使细颗粒物团聚长大，提高电除尘器效率，成功解决了PM2.5不荷电、不润湿、易逃逸、难捕获等关键技术难题，实现了细颗粒物、脱硫废水、SO3和重金属等污染物的协同控制。减少硫酸氢铵生成，降低烟气酸露点，减少了空预器腐蚀与堵塞风险。可省近一半的煤耗，真正达到节能降碳增效的目的，使煤电机组更好地适应调峰需求。由武汉天空蓝环保与华中科技大学研发的该技术已在华电黄石热电、湖北能源鄂州发电、国电长源第一发电等成功应用。该技术入选生态环境部《2021年国家先进污染防治技术目录》。
3.4 转炉煤气电除尘干法深度净化技术
转炉煤气电除尘干法净化系统已成功解决了频繁泄爆、高温高浓度颗粒物深度净化以及粗灰颗粒物原位回用等技术难题和工艺运行安全问题。装有自闭式弹簧泄爆阀的圆筒形电除尘器，与湿法除尘工艺相比，循环水量为其25%，吨钢节约4kW•h以上，除尘灰原位回炉实现资源回收利用，颗粒物排放量低于10mg/m3，可在粗灰原位回炉及资源回收方面为钢铁企业创造更大的价值，实现了“高效净化-资源回收-节能降耗-精准控制”一体化。该技术已成为钢厂的首选方案，成为转炉烟气净化回收技术的重要发展方向。
3.5 水泥超低排放高温电除尘技术
“高温电除尘器+SCR”技术路线是当前水泥行业超低排放治理的主流技术之一。高温电除尘器布置在脱硝反应器前段，通过高温电除尘器大幅降低烟气颗粒物浓度，有效降低系统能耗、催化剂冲刷和堵塞风险，提高SCR催化剂的催化效率和使用寿命。由西矿环保研发的该项技术于2021年6月通过中国建筑材料联合会、中国水泥协会组织的成果鉴定。
3.6 横置旋转极板电除尘技术
通过在电除尘出口延伸扩容2米加装旋转极板电除尘电场，或者把原电除尘末级电场改造成顶部电磁振打电除尘电场和旋转极板电除尘电场的组合电场，可以解决现役电除尘的升级改造空间布置问题，同时也解决了旋转极板电除尘的长期连续运行的可靠性问题。从厦门绿洋环境研制该技术已投运的24台套电除尘运行情况来看，最长应用案例满4年，颗粒物排放持续保持低于10mg/m3，已具备了大型化条件，可作为电除尘实现超低排放关键技术之一进行推广。
3.7 脉冲电源等离子体烟气治理技术
可同时脱除颗粒物、SO2、NOx等多种污染物的脉冲放电等离子体烟气治理技术，是近年来电除尘行业重点关注的技术。在脉冲放电等离子体反应器前增加一个急冷消峰塔，脉冲等离子体反应器采用板-线形式，异极距300 mm，线线距离200 mm，采用密针刺线和590型波纹板结构，内件上部布置有两种喷淋层。脉冲等离子电源脉冲宽度达到纳秒级的窄脉冲，脉冲宽度800ns，上升时间低于500ns，最大功率可达100kW，输出电压(峰值)120kV ，电流峰值6kA，频率可达600Hz。杭州天明已成功将该技术应用在钢厂燃气锅炉烟气超低排放中，运行成本是传统技术路线的30%左右。
3.8 电除尘电控技术
(1)基于AI技术的智慧高压控制系统的关键技术
在电除尘IPEC+系统AI技术应用验证的基础上，重点在高压控制器部分的除尘高压控制工艺中多维信息的标识、处理、传输和分析，在高压控制器层开展了嵌入式数据驱动深度学习与优化技术研究，经过智能感知、智能分析优化决策、智能自主控制，实现高压电源控制器等现场设备的整体技术升级以及电除尘精准提效、深度节能的主要目标。福建龙净环保牵头完成的“变频脉冲电源关键技术开发及其在工业烟气污染治理中的应用”列入获中国环境保护产业协会2021年度环境技术进步奖二等奖公示名单，和中国环境保护产业协会《2021年重点生态环境保护实用技术名录》公示稿。
(2)电除尘器新型节能高频高压供电及控制技术
三相工频电整流成直流电，通过逆变电路形成高频交流电，再经升压整流后，形成高频脉动电流供给电除尘器。同时通过IFGBT器件和逆变电路动态补偿无功功率、消除谐波，将电网功率因数提升到0.98以上，大幅降低现有电源能耗。该技术入选工信部《国家工业节能技术推荐目录(2021)》。
(3)基于数据驱动的电除尘器运行控制系统技术
在原有的浊度监测、机组参数、煤质数据等闭环反馈的基础上，结合现有的入炉煤的数字化系统数据、配煤掺烧数据等，在满足超低排放和脱硫入口浓度要求的前提下，在电源参数调整等方面，配置节能降耗方案包，优化调整运行控制系统。该项技术已在南京国电环保的多个项目实施应用，节能效果突出。
3.9 电除尘技术研究最新进展
(1)电除尘器的能效评估
浙江大学对199台不同容量燃煤电站锅炉电除尘器电耗和设计运行参数进行统计分析，从耗电率、比电耗、单位集尘面积电耗、脱除每千克颗粒物电耗等指标评估不同容量干式静电除尘器和低低温电除尘器运行能效，结合燃煤机组碳排放核算因子，评估分析了电除尘器电耗间接引起的CO2排放增加量。结果表明：电除尘器能效评估指标均随机组容量的升高而降低，提效幅度明显的低低温电除尘器存在较大节能空间。建议基于多电场的梯级除尘能力合理分配能效，采用多电场多通道电除尘智能调控技术，在保证除尘性能的前提下，实现能效最优，降低碳排放。
(2)负荷变化对电除尘排放的影响
华中科技大学基于1000MW超超临界燃煤机组电除尘器，在600、700、800和900MW不同负荷条件下，分析机组负荷变化对电除尘前、后和烟尘进口烟气中的颗粒物排放的影响规律。机组负荷由90%降低至60%时，会导致单位燃煤中PM1、PM2.5和PM10生成量分别增大47.6%、50.1%和38.7%，从而增大了烟气中颗粒物的脱除难度。70%——90%运行负荷条件下，负荷变化对电除尘效率影响不明显，负荷降至 60%时，电除尘效率降低较明显(由99.931%降至99.901%)，湿法脱硫+湿电的除尘效率由30.127%提高至69.517%，保证负荷变化条件下烟囱颗粒物排放依然可达到超低排放标准。机组的低负荷运行会导致燃烧单位质量煤细的颗粒物生成量增加，增大除尘难度，除去相同质量的颗粒物成本增高，不利于颗粒物经济性高效脱除。因此在低负荷下要优化电除尘和湿电的运行参数，在保证烟囱颗粒物排放达标的条件下，尽量降低电除尘能耗。
(3)烟气温度对电除尘器性能影响的数值模拟
西安建筑科技大学基于烟气温度，通过自定义函数(UDF)实现电场、流场、颗粒场和温度场的四场耦合，研究在20℃(常温)、90℃(低低温)、150℃(低温)、300℃和400℃(高温)五种典型烟气温度下，烟气温度对电除尘器电场特性、流场特性和除尘效率的影响。随着烟气温度的升高，离子风对主流的影响越来越小。在体积流量相同时，烟气温度降低，运行电压高、颗粒荷电量大、气体黏度小、颗粒与气体之间相互作用低等都会导致除尘效率的增大；高温对大颗粒的捕集效率的抑制作用比小颗粒的强。
(4)浓度闭环控制技术对电除尘器节能的影响
如何实现电除尘器出口烟尘浓度定值控制并降低能耗，是电除尘在“双碳”背景下发展的重点之一。目前电除尘器烟尘浓度控制普遍采用手动或开环控制方式。为防止排放超标，电除尘器常处于高参数运行状态，导致较高的能耗。东南大学基于1000MW超超临界燃煤机组电除尘器，采用前三级电场前馈控制与末二级电场反馈闭环控制相结合的烟尘浓度控制策略，采用内模比例积分微分(IMC-PID)参数整定方法整定PID 控制器参数，并在PID反馈控制基础上加入干扰观测器，提高系统的抗干扰能力，最后采用模糊加权方法实现各负荷点模型控制作用之间的平滑切换，实现宽负荷燃煤机组电除尘器出口烟尘浓度的定值控制，在450MW——1050MW机组负荷范围内，闭环控制方式在全负荷区间内实现了节能运行，平均节能率为30.56%，且在中低负荷的节能效果明显。
(5)烧结机机头电除尘对重金属脱除
华中科技大学在435m2烧结机机头电除尘器前安装化学团聚强化除尘系统，研究化学团聚强化细颗粒物及重金属(As、Cr、Cd、Ni、Cu、Pb、Zn等七种)脱除特性。化学团聚有效强化电除尘器除尘效率，细颗粒物脱除效率提升49%以上，有效降低细颗粒物排放。电除尘器后烟气中气态与 PM2.5颗粒态As、Cr、Cd、Ni、Cu、Pb、Zn等重金属浓度之和均得到下降；As浓度降低29.44%，Cr浓度降低39.22%，Cd、Ni、Cu、Pb、Zn浓度降低均在45%以上。表明化学团聚促进气态及PM2.5颗粒上重金属浓度下降、控制重金属排放作用显著。
(6)在电除尘器中喷射活性炭脱汞的研究
浙江大学依托Ansys Fluent平台建立电除尘器内除尘及活性炭汞吸附的数值模型，多场模型耦合了流场、电场、颗粒吸附、颗粒荷电及颗粒运动等子模型，通过该模型对电除尘器内喷射活性炭汞吸附及颗粒收集的机理和影响因素进行探讨。结果表明活性炭颗粒粒径和电除尘内的离子风效应对于除汞除尘效率均有重要影响。活性炭颗粒粒径越小，除汞效率越高，当活性炭粒径为5μm时，电除尘脱汞效率可达89.6%。离子风的作用对于电除尘内两种汞吸附机制有着不同的影响。
3.10 示范工程助力蓝天保卫战
2021年，电除尘企业克坚攻难，承建的一批电除尘示范工程成功投运，为打赢蓝天保卫战做出贡献。
(1)国内综合发电煤耗最低燃煤机组——华能瑞金电厂二期2×1000MW超超临界高效二次再热机组配套低低温电除尘器成功投运，机组发电煤耗将达到国内最低(249.7克/千瓦时)。由龙净环保承建的双列三室五电场高效节能型低低温电除尘器，采用高频电源与高效脉冲电源组合方式，颗粒物浓度排放稳定低于10mg/m3。
(2)中越“一带一路”倡议合作工程——越南沿海二期2×660MW燃煤电厂配套电除尘器成功投运。菲达环保在严峻的疫情防控形式下，精心组织、克坚攻难，承建的电除尘成功投运，各项性能指标达到国际先进水平，为“一带一路”建设贡献了力量。
(3)中钢天澄承建的全球“首台套”大型烧结机头烟气袋式除尘示范工程——新钢360m2烧结机机头烟气袋式除尘示范工程成功投运。颗粒物排放浓度为5.1mg/m3，设备过滤阻力500Pa——800Pa，与烧结机同步作业率达到100%。该技术的示范，将对烧结机头电除尘市场产生较大冲击。
(4)兰州电力修造有限公司承建的陕西商洛电厂2×660MW电除尘器成功投运，出口颗粒物排放浓度在12mg/m3左右。采用前后小分区供电技术、宽极距技术和混合极线技术、大容量的硅整流变压器等多种技术，提高了电控效能，提升了运行电晕功率，保证了运行效率。
二、2022 年电除尘行业发展展望
