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2018年 第51卷 第3期    刊出日期：2018-03-05

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发电

IGCC燃机入口合成气温度低导致跳机问题分析及解决措施

丁建博, 赵雁鹏, 王健

2018, 51(3):  1-6.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.20160466

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天津IGCC示范电站的燃气轮机采用轻柴油和低热值的合成气为燃料。合成气由气化炉产生，先经过净化脱硫再通过混合加湿系统进入燃气轮机。在合成气切换过程中，经常会出现燃气轮机入口燃料温度波动、燃烧状况不稳定的问题，严重时可直接触发连锁跳机。对影响燃气轮机入口合成气温度的各种因素进行了分析，认为入口管路积水是导致入口合成气温度降低并触发跳机的主要原因。根据分析的结果，通过调整工艺条件、加设管道疏水设备、优化控制系统逻辑等多个方面解决了此类问题的再次发生。

真空法启动降低锅炉蒸汽侧金属表面氧化膜温差试验研究

何文波

2018, 51(3):  7-12.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201609039

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单元机组一般采用压力法冷态启动。超临界机组锅炉采用压力法冷态启动，必然出现对流受热面干烧升温再通蒸汽冷却现象，氧化膜会承受100℃左右的冷却温差产生的热应力，而较大热应力可能导致氧化膜剥落。采用真空法启动，锅炉点火前受热面内即流通低温饱和蒸汽，可有效降低启动过程中过热器管表面氧化膜的温差。在湖南华电长沙发电有限公司2号机组锅炉上进行了真空法启动试验，取得了较好的效果，锅炉点火前后受热面温差明显减小，有效减少了氧化膜脱落风险。该方法无需设备改造，操作简单可靠。

变负荷下超（超）临界机组过热器壁温预测

邓博, 徐鸿, 郭鹏, 张乃强, 倪永中

2018, 51(3):  13-20.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711189

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对超（超）临界机组过热器管壁温度的影响因素进行了分析，利用电厂现场DCS系统采集到的变负荷条件下的运行数据，与对应时刻管壁的温度实测数据进行了关联比较，确定了预测模型的输入变量。分析结果显示：一级、二级过热器出口汽温、主蒸汽温度、二次风E层风箱开度、有功功率等因素对过热器管壁温度的影响较为显著。采用BP神经网络算法，选取关联结果阈值超过0.70的14种主要因素进行升负荷、稳定负荷和降负荷3种条件下的管壁温度预测，预测结果与实测结果整体趋势保持一致，最大相对误差为1.42%，能够对过热器超温预警起到良好的指导作用。

基于模型自适应汽轮机调节门流量特性优化研究及应用

雷志伟, 张兴, 陈涛, 陈胜利, 武海澄, 张剑

2018, 51(3):  21-28.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201707172

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汽轮机调节门流量特性影响机组安全稳定运行和负荷调节性能。首先，针对采用喷嘴配汽方式的汽轮机调节门结构类型，通过模型自适应算法，建立顺序阀方式下的非线性调节门流量特性模型，实现调节门流量特性优化计算。其次，对该模型进行仿真研究，系统仿真结果表明，采用RBF神经网络结构的单阀流量特性仿真模型具有较高的模型精度，利用模型自适应优化算法可获得近似理想的线性度和最佳调节门重叠度。最后，将仿真结果应用在某660 MW机组上，试验结果表明，该方法不仅改善调节门流量特性线性度，而且降低调节门重叠度，改善AGC负荷响应性能，减少调节门晃动和机组节流损失。

660 MW机组汽泵电泵并列运行的给水控制及RB策略

邢智炜, 岳涛, 刘磊

2018, 51(3):  29-34.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711004

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针对塔山电厂超临界660MW直流炉机组汽泵电泵并列运行的给水系统，采用“水跟煤”的控制策略，并通过中间点温度对给水进行修正。给水主控输出转速指令，通过折线函数形成电泵勺管控制指令，实现了汽泵、电泵并列运行，能够同时参与给水调节。针对汽泵RB，通过联启电泵并逐渐增大勺管开度，保证了给水流量的平稳下降，维持汽温的稳定。运行和试验结果表明，本控制方案对给水系统的控制能够保证机组的安全、稳定运行，在给水泵发生RB时可以稳定、快速地减负荷，使主参数平稳过渡。

电网

一种基于视频图像识别的输电线路屏蔽环振动频率监测方法

张宇娇, 杨骐, 姜岚, 徐天勇, 董晓虎

2018, 51(3):  35-41.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201703070

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针对输电线路屏蔽环振动频率监测困难的问题，提出一种非接触式振动频率识别方法。以某已建成特高压线路屏蔽环为例，进行振动频率识别，并采用精细化有限元方法对屏蔽环进行模态分析，验证了该方法的可行性。分析表明：屏蔽环振动频率图像识别方法与有限元方法计算频率接近，能使用图像识别方法对输电线路屏蔽环进行振动频率识别。

110 kV全户内智能变电站接地网优化设计

王平, 贾立莉, 李守学, 李抗, 律方成

2018, 51(3):  42-48.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201612032

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全户内智能变电站占地面积小，入地短路电流高，虽然城区土壤电阻率相对较低，但接地电阻和地电位升仍难以降低。以某110 kV全户内变电站土壤模型为例，对新一代智能变电站典型设计方案110-A2-X1的接地网进行优化设计。优化设计时，通过分析设计规范对接地参数的要求，适当放宽接地网地电位升高的限值；基于CDEGS接地分析软件，分析不同面积和网孔尺寸的双层地网的降阻效果，以及不同数量和长度深井接地极的降阻效果，并对应用了双层地网和深井接地极的优化方案进行安全性评估和经济性比较。结果表明，与双层地网相比，接地深井虽然成本较高，但降阻效果良好，对于无人值守的110 kV全户内智能变电站，选取6口55 m的接地深井的降阻方式形成其接地网优化方案可满足各项安全性要求。

±800 kV线路中导线耐张串荷载对弧垂、张力的影响

周贺, 黄健, 牛林华

2018, 51(3):  49-53,61.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201606202

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在±800 kV直流输电线路工程中，导线耐张串串长较长、串重较大，其荷载对连续档内的导线弧垂、张力的影响已不可被忽略。简述了±800 kV直流输电线路架线方式，利用力矩平衡原理，对连续档内导线耐张串荷载与导线弧垂、张力之间的关系进行计算和分析，结果表明，对于长连续档耐张段和“耐-直-耐”耐张段，耐张塔相邻档导线弧垂的计算公式和设计处理措施是行之有效的，并在实际工程中验证了该方法的正确性。

抽蓄机组调相运行对宾金直流无功电压支撑的仿真研究

吴跨宇, 卢岑岑, 袁亚洲

2018, 51(3):  54-61.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201607095

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特高压直流馈入电网的无功电压支撑能力对降低直流换相失败及闭锁概率、提升直流运行的稳定可靠性有重要作用。在论证抽水蓄能机组调相运行模式的关键技术和可行性的基础上，提出采用临近抽蓄机组调相运行为特高压直流提供无功电压支撑的运行方式。以浙江电网宾金直流和邻近的抽蓄机组为例，仿真分析了抽蓄机组采用调相运行方式后在交流系统短路等典型故障下对宾金直流的支撑作用，验证了特定工况下可以采用抽蓄机组调相运行来提升直流运行的可靠性进而提升多馈入直流的浙江电网安全、可靠运行水平。

GIS一体化局部放电缺陷模拟装置研制与应用

刘衍, 李琼, 周友武, 史志明

2018, 51(3):  62-68,162.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201611120

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针对真实GIS设备内部绝缘缺陷稳定性不好、重复性差、无法在设备体外控制放电等缺陷，研究了4种典型绝缘缺陷对GIS局部放电的影响，并设计了一体化的GIS局部放电缺陷模拟装置。该装置能够模拟4种绝缘缺陷，实现了停电与带电的同步检测。通过搭建模拟实验平台，研究了4种典型绝缘缺陷的放电特征，并进行了数据、图谱对比，确切地反映了GIS运行状况，克服现场环境的约束，提高检修效率，节省检修费用，可以为电网GIS设备检修提供重要依据。

液氮温区超导复合绝缘材料沿面放电特性

郑重, 于志诚, 杜赫, 黄晓华

2018, 51(3):  69-73.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201604094

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随着超导输电技术的不断发展，对各种超导设备中使用复合绝缘材料的绝缘特性提出了更高要求。复合绝缘的放电击穿往往发生在固体绝缘材料和液氮2种工作介质的交界面。而在液氮温度下，绝缘材料又有着相对独特的放电特性。针对这种情况，设计了极不均匀沿面电场，研究了3种不同的固体绝缘材料在液氮环境中沿面放电的特性，包括其放电起始电压、放电随电压发展过程、击穿电压等特性，并进一步分析3种材料差异的原因，为实际应用提供了参考。

基于简单通信的双端行波测距新方法

李振兴, 吴李群, 谭洪, 程宜兴, 李振华

2018, 51(3):  74-79.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201605051

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提高测距的可靠性和精度是行波故障定位研究的重点。在对比了传统的单、双端行波测距的性能以后，认为双端法的定位精度明显提高，但测距可靠性依赖于授时系统的稳定性。因此，在双端能够进行简单通信情况下，提出利用连接线路两端的信道，在检测到初始波头后立即向对端发送脉冲信号，并利用高精度计时器结合行波波速，在无双端对时的条件下实现初始波头到达时间之差的测定和故障位置的计算。通过分析现有的硬件制造技术和仿真试验后，认为该方法具有较高的精度。

技术经济

电网工程核心物理架构经济映射

吴鸿亮, 游维扬, 董楠

2018, 51(3):  80-87.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201606187

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基于区（省）内电网工程物理架构特性，分析新建工程对电网安全可靠性和经济性的影响，构建电网影响物理指标集并基于直觉模糊集法和解释结构模型，提取深层、间接以及直接的物理效益指标，根据电网投资经济意义，提出电网核心物理架构经济映射。通过电网核心物理架构经济映射，可以进一步核算区（省）内电网工程经济效益。

基于LCOE的分布式光伏发电并网效益分析

孙建梅, 陈璐

2018, 51(3):  88-93.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201702106

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为供应低碳可靠的电能，分布式光伏发电并网发展具有显著意义。结合核证减排单位收入因子，改进度电成本模型，并对度电成本的影响因素作敏感性分析；分析了包括贷款行为等激励机制对项目经济效益的影响；基于独立发电商和配电公司角度，通过实例全面分析了典型运营模式下的并网发电效益。结果表明，分布式光伏发电给配电公司同时带来负向收益和正向收益，自发自用模式能为独立投资商带来更高收益；发电量的变化对度电成本影响最大，在考虑核证减排单位（CERs）收入后，有效光照小时数和光伏组件衰减率对平准化电力成本（LCOE）的影响在增大；碳排放效益对项目的经济效益有一定的影响，碳交易市场的完善和有效的激励机制将推动光伏产业的发展。

新能源

海洋能发电技术发展现状及发展路线图

张雅洁, 赵强, 褚温家

2018, 51(3):  94-99.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.20150260

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探索海洋可再生能源发电技术，有助于推动清洁和绿色用电需求。分析潮汐能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能等海洋能资源分布情况及电站建设现状，指明海洋能发电发展的关键技术及其在研发、政策及环境等方面遇到的阻碍，基于对美国海洋能技术发展路径的介绍，针对中国海洋能资源的开发模式及技术发展路线图，提出短期及中长期内不同海洋能发电类型的关键技术路径。

中国东中部地区风电发展前景分析

谢国辉, 何永胜, 王卿然

2018, 51(3):  100-104.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201704045

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在“十三五”期间中国风电优化布局调整、缓解弃风矛盾的背景下，东中部地区成为风电开发新的热点。分析了东中部地区12个省份风电开发和并网的现状，从风能资源条件、低速风机技术应用、风电开发成本3个维度系统分析影响东中部地区风电开发的主要因素，进而研判东中部地区风电发展前景。分析表明，“十三五”期间东中部地区风电在政策驱动下将加快发展；受资源条件约束，未来东中部地区风电开发规模逐步接近上限，受建设条件影响，成本将越来越大。

基于几何加权移动平均滤波算法的改进储能平滑控制策略

李辉, 郭忠涵, 李肇汉, 邱首东

2018, 51(3):  105-112.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201706191

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针对目前光伏并网中采用储能电池对光伏出力进行平滑，以降低光伏出力波动性对电网的影响，提出一种几何加权移动平均滤波算法，得到光伏并网系统中储能电池出力的参考值。该算法对移动平均滤波算法进行改进，不仅改善了滤波器的延迟性，而且具有自适应平抑的能力。在储能电池出力参考值的基础上，提出了采用模糊控制对该参考值进行修正的方法，使得储能电池的荷电状态维持在合理范围，保证储能电池具有最佳运行状态以及最少容量配置。

面向能源互联网的用户侧分布式储能价值评估

洪博文, 胡静, 王建国, 黄碧斌, 刘佳宁, 周婧婧

2018, 51(3):  113-120,130.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201704014

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随着能源互联网的发展，分布式储能以其优良的系统灵活性和电力一致性，对推动电力生产和利用方式变革具有重要战略意义。针对用户侧分布式储能，以并网型“分布式光伏+储能”为主要应用模式，以前置运行优化的用户侧分布式储能全寿命周期成本收益分析为基础，提出了基于双粒度储能优化运行策略的分布式储能价值评估模型。以中国某省一般工商业和大工业用户为案例，对负荷特性、电价政策、储能成本和储能技术特性对用户侧分布式储能价值的影响进行敏感性分析，研判用户侧分布式储能未来发展潜力和趋势。

大型光伏电站谐波谐振机理研究

朱武, 刘雅娟

2018, 51(3):  121-130.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201702058

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大型光伏电站与理想电网之间不可忽略的电网阻抗使光伏电站与电网之间以及光伏电站内各并联逆变器之间产生交互作用，这种交互作用会引发大型光伏电站的谐波谐振。为研究大型光伏电站的谐波谐振机理，建立了系统解耦模型，将多逆变器并联系统转化为单逆变器系统进行研究。在解耦模型基础上推导出系统谐振频率、阻尼比以及稳定裕度与电网阻抗及并联逆变器个数之间的函数关系，分析了电网阻抗及并联逆变器个数对系统稳定裕度的影响，从闭环增益角度揭示了大型光伏电站谐波谐振机理。研究结果表明，电网阻抗不会引起系统有源阻尼失效，谐波谐振现象是由电网阻抗引起的系统稳定裕度降低而导致的。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性。

信息与通信

智能电网信息通信架构演进探讨

周静, 孙媛媛, 胡紫巍, 卢利锋, 刘国军

2018, 51(3):  131-135.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201606082

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基于未来电网需求和智能电网愿景，提出了智能电网的架构目标和原则，强调现有电网资源的有效利用，其服务和程序的可重用性、可移植性、系统的易管理性。设计了智能电网信息通信架构的演进路线，实现了架构从业务筒仓到系统集成的过渡。提出了基于开放标准分层服务的未来智能电网架构设想，以“系统的系统”（system of systems，SOS）为特点，支持演进路线，面向服务高度集成，基于开放标准使服务和接口具有很高的可重用性和松耦合性，使得架构在面对未来的未知需求时具有很强的适应性、健壮性和灵活性，随需应变。

变压器独立监测装置统一数据读取和通信方法

张琦, 熊海军

2018, 51(3):  136-143.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201612065

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现有变压器监测及检测装置独立运行、规范不一致，造成数据无法共享，难以在同一个系统中实现基于多参数的变压器综合诊断，为此提出了统一数据读取和通信方法。设计了在线监测装置统一通信框架，提出了私有协议与智能变电站状态监测系统站内I0规范的转化方法。为解决I0规范不便于读取较大数据文件的问题，提出了数据与MODBUS地址之间的多对一映射方法。给出了局部放电检测装置数据的统一XML文件格式及私有格式数据向该格式的转化方法。选取典型厂家的在线监测和离线检测装置进行实验，验证了方法的可行性，该方法可推进独立监测装置孤立数据的共享应用。

节能与环保

火电机组碳排放特性研究及管理建议

孙友源, 郑张, 秦亚琦, 郭振, 任健

2018, 51(3):  144-149,169.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201702079

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为研究燃煤机组碳排放特性，在深入分析GB/T32151.1—2015中计算碳排放量方法学的基础上，建立了供电碳排放强度简化计算模型和详细计算模型，并通过实测单位热值含碳量和碳氧化率数据对所建模型进行了可靠性验证，证明了所建模型能相对准确快速地获得机组碳排放强度。以某电厂超高压循环流化床机组为例，基于所建模型深入分析了供电煤耗和煤种对碳排放相关指标影响，结果表明供电煤耗和煤种标煤的碳排放系数的减小可显著降低机组碳排放强度，并给出了发电企业控制碳排放的相关建议，为发电企业碳排放管理工作提供了参考。

低低温电除尘器绝缘装置设计与分析

沈家栋, 赵海宝

2018, 51(3):  150-154.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201609026

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低低温电除尘技术烟气温度低，高压绝缘瓷套须采取防结露积灰措施以保证低低温电除尘器的高运行稳定性。设计了3种适合低低温电除尘技术的高压绝缘装置，包括绝缘子小室结构、宽大梁内结构、大保温箱结构，分析了各自的结构优势和特点，并将该技术在温州电厂和淮阴电厂低低温电除尘器中的应用作了重点阐述，该装置的应用成功解决了低低温电除尘项目的高压绝缘易失效的问题。

富氧燃烧气氛石灰石溶解特性研究

史晓宏, 刘毅, 仲兆平, 张锴, 赵凯

2018, 51(3):  155-162.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201608011

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在实验室小型试验台上研究富氧燃烧气氛下湿法脱硫用石灰石溶解特性，研究结果表明：较高的CO₂浓度对石灰石的溶解有促进作用，CO₂体积分数在80%时，石灰石的溶解速率明显增大；在相同的pH值情况下，CO₂浓度越高，石灰石的溶解速率越快。在pH=4.5时，低浓度CO₂气氛比高浓度CO₂气氛下溶解时间增加70 min，CO₂浓度对溶解速率的影响比较明显。

SCR脱硝催化剂寿命管理研究

傅玉, 陆强, 唐诗洁, 庄柯, 胡笑颖, 董长青

2018, 51(3):  163-169.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201701125

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催化剂是燃煤电站SCR脱硝系统的核心，其在运行过程中会缓慢失活，及时更换失活催化剂或者加装新催化剂是保证SCR脱硝系统高效经济运行的关键。以氨逃逸量为评判标准，基于SCR反应器的基础模型和催化剂失活模型，建立了符合脱硝工况实际的催化剂寿命管理模型。该模型以氨氮摩尔比小于1的真实工况为建模条件，综合考虑了反应器入口氨氮摩尔比以及反应器内部各层催化剂入口氨氮摩尔比变化，经与实际催化剂失活时间进行比较，证明所建模型准确，假设催化剂运行工况恰当。在此基础上，根据催化剂更换或者加装情况，给出12种可能的催化剂管理方案，并以催化剂使用寿命为评价标准，从中获得了最优方案。

燃煤烟气中零价汞的催化氧化理论研究进展

赵莉, 刘宇, 吴洋文, 庄柯, 陆强

2018, 51(3):  170-176.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201611113

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汞是燃煤锅炉烟气重金属污染元素之一，主要存在形态为零价汞(Hg⁰)、氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(Hg_p)，其中Hg⁰难以去除，通常需将其氧化为较易脱除的Hg²⁺后再脱除；催化剂可以促进Hg⁰的氧化，按照催化剂来源与功能的不同，将其分为3类，即燃煤飞灰、常规Hg⁰氧化催化剂及联合脱硝脱汞催化剂，综述了Hg⁰在不同催化剂作用下发生氧化反应的密度泛函理论(DFT)研究现状；对各种催化剂表面Hg⁰的吸附以及氧化反应机理进行了总结并比较了一些相近研究的内容与结果；指出了现有研究的不足，提出了Hg⁰氧化剂DFT理论计算研究今后的发展趋势。

燃煤烟气超低排放全流程协同削减三氧化硫效果分析

陶雷行, 翁杰, 李晓峰, 岳春妹, 王剑, 艾春美, 董飞英

2018, 51(3):  177-184.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201704063

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烟气三氧化硫（SO₃）是形成雾霾的前驱体之一，研究火电厂烟气污染物控制流程中SO₃的形态、浓度、排放水平以及影响因素很有必要。对容量300~1000MW的燃煤机组超低排放设施进行实测，并对1 000 MW机组开展了全流程测试，同时与常规污染物控制流程进行比较，表明超低排放设施对SO₃具有更好的控制效果，SO₃综合脱除效率可达到90%。对烟气流程各设备脱除SO₃机理与减排效果进行分析，结果表明：（1）SCR脱硝装置具有将SO₂催化氧化成SO₃的作用。（2）空气预热器烟温降低过程间接消耗SO₃，低低温电除尘器、湿法脱硫吸收塔与湿式电除尘器对SO₃有削减作用，各设备对SO₃的削减份额分别占SO₃总量的30%、40%、15%、5%。（3）空气预热器、电除尘器运行温度对SO₃脱除率有较大影响。（4）高效脱硫协同除尘一体化吸收塔具有更好的脱除SO₃效果。