白山濕式電除塵器

四種濕式電除塵器的對比分析

濕式靜電除塵器作為目前燃煤電廠污染物控制的精處理設備，在國內已受到了廣泛重視，并逐步得到推廣和使用。本文介紹了目前使用中的靜電除塵器(金屬極板濕式電除塵器、導電玻璃鋼極板濕式電除塵器、柔性極板濕式電除塵器、徑流濕式電除塵器)的技術特點和主要參數，為燃煤機組超低排放改造加裝濕式靜電除塵器提供參考。

1、引言進(jin)入新世紀(ji)，隨著我(wo)國經濟的(de)高速發(fa)展，火電裝(zhuang)機(ji)容量仍在不斷(duan)增(zeng)長。按中電聯《電力行業節能(neng)環(huan)保信息》推算，2015年，我(wo)國新增(zeng)火電裝(zhuang)機(ji)容量約0.51億kW。根據(ju)電力規(gui)劃設計總院預測，到2020年，火電(dian)裝機(ji)容量將達到12.2億kW，新增裝機(ji)容量約為3億kW。火電(dian)廠的快(kuai)速發展導致了大氣(qi)環境的污染(ran)并引(yin)發了公共環境及健康危機(ji)，

雖(sui)然采取一系列政策，大(da)力(li)推動(dong)煤炭清潔(jie)利用與(yu)發(fa)展清(qing)潔能(neng)源，但由于我國燃煤(mei)發(fa)電的(de)基數較大，火電廠(chang)仍(reng)將是大氣污染物的(de)主要(yao)排放(fang)源之一，而降低排放(fang)強度的(de)主要(yao)措施就是制(zhi)定和實施更加嚴格(ge)的(de)排放(fang)標準。

同(tong)時(shi)濕式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器作為燃煤電(dian)廠污染物控制的精處理(li)(li)技術設(she)備，其處理(li)(li)對象(xiang)為含大量游(you)離(li)水(shui)的飽和濕煙(yan)氣，主要去除(chu)粉塵(chen)(chen)(含石(shi)膏)、SO3、霧滴和有害氣體(ti)，并可有效(xiao)控制PM2.5的排放，本文介(jie)紹4種濕式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器技術，并從性能、可靠性及除(chu)塵(chen)(chen)效(xiao)果等方面進行比較(jiao)。

2、濕式電除塵器簡介濕式電除塵器(簡稱WESP)，與干式電除塵器的除塵原理基本相同，先依靠高壓電暈放電使得粉塵荷電，荷電后的粉塵在電場力的作用下到達集塵板(或集塵管)，再采用沖洗方式，使粉塵隨著沖刷液的流動而。在(zai)(zai)目前(qian)的(de)濕(shi)除技(ji)(ji)(ji)術中，主要(yao)差(cha)別在(zai)(zai)于陽極(ji)(ji)板(ban)材質(zhi)的(de)選取及清(qing)灰技(ji)(ji)(ji)術。根據陽極(ji)(ji)材質(zhi)的(de)不同，主要(yao)分(fen)為(wei)不銹鋼濕(shi)式電除塵器(qi)、導電玻璃鋼電極(ji)(ji)濕(shi)式電除塵器(qi)、柔性電極(ji)(ji)濕(shi)式電除塵器(qi);根據清(qing)灰技(ji)(ji)(ji)術(即水(shui)(shui)膜(mo)的(de)形成原理)不同，分(fen)為(wei)水(shui)(shui)膜(mo)自(zi)清(qing)灰技(ji)(ji)(ji)術和水(shui)(shui)膜(mo)沖洗清(qing)灰技(ji)(ji)(ji)術，前(qian)者為(wei)間斷噴淋(lin)，靠煙氣(qi)中的(de)水(shui)(shui)汽在(zai)(zai)陽極(ji)(ji)表面自(zi)凝結實現(xian)在(zai)(zai)線清(qing)灰，后者為(wei)通過噴淋(lin)水(shui)(shui)在(zai)(zai)陽極(ji)(ji)表面形成水(shui)(shui)膜(mo)清(qing)灰。

3、濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器性能(neng)對比3.1、金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器20世紀90年代，為應(ying)對地方環保法(fa)規提出的對煙(yan)塵(chen)排(pai)放控制的要求，日本(ben)三菱公司研(yan)發并建成濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器，用(yong)于燃煤電(dian)(dian)廠的煙(yan)塵(chen)治理。

2006年(nian)，專門針對PM2.5提出(chu)控(kong)制要求，在(zai)燃煤電(dian)廠安裝濕式電(dian)除塵器。目前我(wo)國(guo)通過引(yin)進技(ji)術(shu)并優化設計，已(yi)掌(zhang)握其核心技(ji)術(shu)。(1)金(jin)屬(shu)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)濕式電(dian)除塵器的(de)技(ji)術(shu)特點如下(xia)：1)大多采(cai)用(yong)臥式布置(zhi)，氣(qi)流沿水平方(fang)向進出(chu)，煙氣(qi)流速較低(流速在(zai)2.5m/s左右)，能有(you)效控(kong)制氣(qi)流帶(dai)出(chu)粉(fen)塵，提高(gao)PM2.5細微顆粒及(ji)氣(qi)溶膠(jiao)脫除效率。2)陰陽極(ji)(ji)(ji)(ji)均平行于氣(qi)流方(fang)向布置(zhi)，金(jin)屬(shu)極(ji)(ji)(ji)(ji)板采(cai)用(yong)懸掛(gua)方(fang)式，極(ji)(ji)(ji)(ji)板通過懸掛(gua)梁固定(ding)于殼(ke)體(ti)(ti)中，電(dian)暈電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)采(cai)用(yong)框架式結構，通過吊(diao)桿吊(diao)掛(gua)在(zai)殼(ke)體(ti)(ti)中。這種安裝方(fang)式由(you)于陰陽極(ji)(ji)(ji)(ji)不易變(bian)形，極(ji)(ji)(ji)(ji)間距有(you)保證，故電(dian)場(chang)穩(wen)定(ding)性(xing)好，運(yun)行電(dian)壓高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫硫(liu)系統出(chu)現故障時，可以在(zai)較高(gao)的(de)煙氣(qi)溫度下(xia)運(yun)行。

(2)金屬電(dian)極濕式(shi)電(dian)除塵器存在的問題如下：

1)陽(yang)極(ji)板(ban)一般高(gao)度(du)在8～10m左右，要(yao)形成均(jun)勻的(de)(de)(de)水(shui)膜(mo)(mo)對(dui)陽(yang)極(ji)板(ban)的(de)(de)(de)設計、制造、安裝及維(wei)護(hu)有嚴格的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，更換時難度(du)較(jiao)大。2)極(ji)板(ban)材質多采用(yong)316L，需要(yao)通過水(shui)膜(mo)(mo)保護(hu)以防腐蝕，一旦(dan)水(shui)膜(mo)(mo)保護(hu)出現(xian)失效(xiao)，造成極(ji)板(ban)腐蝕嚴重(zhong)，甚至喪失除塵(chen)效(xiao)率。3)清(qing)灰(hui)方(fang)式采用(yong)在線單線連續噴淋工藝，需要(yao)設置專門的(de)(de)(de)水(shui)處理(li)系統，噴淋水(shui)經NaOH水(shui)溶液中和后(hou)循環使用(yong)，這(zhe)種(zhong)清(qing)灰(hui)方(fang)式對(dui)于水(shui)耗、電耗、堿(jian)的(de)(de)(de)消耗較(jiao)大，對(dui)噴嘴(zui)性能要(yao)求(qiu)更高(gao)。根據各企業發(fa)布的(de)(de)(de)環境監測報告顯示，金屬(shu)電極(ji)濕式電除塵(chen)器(qi)粉塵(chen)去除率(粉塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前，浙江嘉興(xing)三期(qi)2×1000MW機(ji)組(zu)(zu)、大唐黃島電廠(chang)670MW機(ji)組(zu)(zu)、神華(hua)國(guo)華(hua)舟山電廠(chang)350MW機(ji)組(zu)(zu)等都采用(yong)了金屬(shu)極(ji)板(ban)濕式電除塵(chen)器(qi)。

3.2、導電玻璃鋼濕式電除塵器導電玻璃鋼濕式電除塵技術來源于化工行業的濕式電除霧器，在化工、煤氣凈化等領域已經有幾十年的應用歷史，技術成熟。導電玻璃鋼(FiberReinforcedPlastics，FRP)是一種以樹脂為基體，碳纖維、玻璃纖維等為增強材料，通過成型工藝制成的高導復合材料。使用導電玻璃鋼作為收塵極可以采用管式或蜂窩狀形式(立式布置)，也可采用板式形式(臥式布置)，目前，以蜂窩狀結構居多。

(1)導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)技術特(te)點如(ru)下(xia)：1)導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)重量輕(qing)、比強(qiang)度(du)(du)高(gao)、耐腐蝕等特(te)性。2)收(shou)塵極(ji)組(zu)件采用(yong)(yong)工廠成(cheng)(cheng)型，實現整體(ti)模(mo)塊(kuai)化，有(you)(you)利于保證安裝(zhuang)精度(du)(du)。3)除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)(qi)運(yun)行時(shi)，收(shou)集下(xia)來的(de)(de)液(ye)滴(di)在(zai)(zai)(zai)(zai)沉淀(dian)極(ji)表面形成(cheng)(cheng)液(ye)膜(mo)，由(you)于玻璃(li)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)很(hen)強(qiang)的(de)(de)疏水(shui)性，能(neng)有(you)(you)效阻隔(ge)粉塵和(he)石膏(gao)對沉淀(dian)極(ji)壁的(de)(de)粘接(jie)，靠重力(li)自流至下(xia)部集液(ye)槽(cao)。4)為防(fang)止少(shao)量煙(yan)(yan)塵的(de)(de)沉積，在(zai)(zai)(zai)(zai)沉淀(dian)極(ji)管上部設置一(yi)層間斷噴(pen)淋裝(zhuang)置，將濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)(qi)分為多個(ge)電(dian)(dian)場，當需要進(jin)行間斷沖洗時(shi)，控制系統(tong)自動停掉其中一(yi)個(ge)電(dian)(dian)場或(huo)將電(dian)(dian)場降(jiang)壓運(yun)行，沖洗結束后開啟該電(dian)(dian)場。由(you)于耗水(shui)量較(jiao)小，集液(ye)槽(cao)中的(de)(de)收(shou)集液(ye)可返回(hui)脫硫塔(ta)內循環使用(yong)(yong)。(2)導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)(qi)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)問題如(ru)下(xia)：1)煙(yan)(yan)氣流速在(zai)(zai)(zai)(zai)2.5m/s左(zuo)右時(shi)，PM2.5細微顆(ke)粒及氣溶膠脫除(chu)(chu)率(lv)高(gao)，提(ti)高(gao)煙(yan)(yan)氣流速后，影響(xiang)除(chu)(chu)塵性能(neng)。2)一(yi)般(ban)FRP不能(neng)在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)長期使用(yong)(yong)，煙(yan)(yan)氣溫度(du)(du)較(jiao)高(gao)時(shi)對陽極(ji)板(ban)壽命(ming)有(you)(you)影響(xiang)，嚴重時(shi)可能(neng)燒灼。FRP的(de)(de)使用(yong)(yong)壽命(ming)在(zai)(zai)(zai)(zai)10～15年左(zuo)右，與產品(pin)的(de)(de)質量及制作產品(pin)所(suo)用(yong)(yong)的(de)(de)樹(shu)脂等原(yuan)材料性能(neng)有(you)(you)關。3)如(ru)果出現部分導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)損壞，需要整個(ge)模(mo)塊(kuai)更換，將大(da)大(da)增(zeng)加維護費(fei)用(yong)(yong)和(he)難度(du)(du)。根據各企業(ye)發布的(de)(de)環境監測(ce)報告顯示，導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)(qi)粉塵去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(粉塵+石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴(di)含量：低于25mg/m3。目前，黃臺8號、9號2×300MW機(ji)組(zu)、上海石洞口300MW機(ji)組(zu)、蒙西300MW機(ji)組(zu)、白楊(yang)河兩臺300MW機(ji)組(zu)等都采用(yong)(yong)了導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)(qi)。

3.3、柔(rou)性電極濕式電除塵(chen)器20世(shi)紀90年代末，俄(e)亥(hai)俄(e)州(zhou)立大學提出(chu)了柔(rou)性電(dian)極濕式電(dian)除塵(chen)技術的概念(nian)，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和(he)俄(e)(e)亥俄(e)(e)州(zhou)立大學共(gong)同研究制作出臺實驗裝置。濕式除塵器存在的問題，集中體現在集塵極材料和表面水膜分布不均勻引發的系列問題上，基于上述原因，我國早(zao)由山東(dong)大學和國電環保院共(gong)同研發，開始了柔性絕緣疏水纖(xian)維織(zhi)物用于濕式(shi)除塵(chen)器(qi)的研究工(gong)作，并于2012年在益陽300MW燃(ran)煤機(ji)組(zu)中完成工(gong)業化(hua)應用。官網(wang)：goyd.cn通(tong)過(guo)(guo)相(xiang)關資料(liao)顯示，耐(nai)腐蝕性優(you)良的柔性絕緣疏水(shui)纖維(wei)織物通(tong)過(guo)(guo)潤濕(shi)使其導電，可以(yi)形成水(shui)膜，并靠重力(li)自流向下與煙氣(qi)分離，柔性織物材料(liao)作為收塵極布(bu)置(zhi)成方形孔(kong)道(dao)(立(li)式布(bu)置(zhi))，煙氣(qi)沿孔(kong)道(dao)流過(guo)(guo)。(1)柔性濕(shi)式電除(chu)塵器的技(ji)術(shu)特(te)點(dian)如下：1)柔性陽有(you)重(zhong)量輕、防腐性(xing)能好的(de)特點(dian)。2)柔性(xing)絕緣疏(shu)水纖維(wei)本身的(de)結構特性(xing)，有(you)利于(yu)表面(mian)形成均(jun)勻水膜，利用從(cong)煙氣(qi)中收(shou)集的(de)酸液帶出灰，實現自(zi)清灰，沖洗(xi)水量小。3)陽(yang)極部件(jian)可(ke)組裝(zhuang)拆卸，有(you)利于(yu)后期的(de)維(wei)護和(he)更換。(2)柔性(xing)濕式電(dian)(dian)除塵器存在(zai)的(de)問題(ti)如下：1)柔性(xing)陽(yang)極不耐高(gao)溫，煙氣(qi)溫度較高(gao)時(shi)，對陽(yang)極壽命(ming)有(you)影響，嚴重(zhong)時(shi)可(ke)能燒(shao)蝕，使用壽命(ming)6年左右(you)。2)柔性(xing)纖維(wei)織物的(de)伸縮率較大，陽(yang)極布(bu)的(de)張緊程度和(he)浸(jin)水后發(fa)生(sheng)的(de)伸縮都會影響實際的(de)極間距，進而(er)影響到電(dian)(dian)場的(de)穩定性(xing)、電(dian)(dian)壓的(de)正常運行。3)煙氣(qi)流(liu)(liu)速(su)較高(gao)，產生(sheng)氣(qi)流(liu)(liu)帶出，PM2.5細微顆粒及氣(qi)溶膠脫除率低。性(xing)能結果表明：粉塵去除率(含(han)石膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含(han)量：低于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)益陽(yang)發(fa)電(dian)(dian)有(you)限公司300MW機組，國電(dian)(dian)滎陽(yang)煤電(dian)(dian)一體化(hua)有(you)限公司一期600MW機組采用了柔性(xing)電(dian)(dian)極濕式靜電(dian)(dian)除塵技術。

3.4、徑(jing)流(liu)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)徑(jing)流(liu)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)是北(bei)京華能(neng)達(da)公司自(zi)主研發的具(ju)有自(zi)主知識產權的除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)技術。與上(shang)述濕(shi)(shi)式靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)結(jie)構(gou)不同(tong)(tong)，該結(jie)構(gou)布置(zhi)是將收塵(chen)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)垂(chui)直于氣(qi)流(liu)方向(xiang)，使(shi)電(dian)(dian)場力(li)(li)與引風力(li)(li)的方向(xiang)在(zai)同(tong)(tong)一水平線上(shang)，粉塵(chen)顆(ke)粒在(zai)引風力(li)(li)與電(dian)(dian)場力(li)(li)的共同(tong)(tong)作用(yong)下(xia)，在(zai)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)上(shang)完成捕集。裝(zhuang)置(zhi)主要由殼體(ti)(ti)、分布板(ban)(ban)(ban)、陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極裝(zhuang)置(zhi)、陰極裝(zhuang)置(zhi)、噴(pen)淋系(xi)(xi)統、熱風系(xi)(xi)統和(he)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等(deng)組成。(1)徑(jing)流(liu)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的技術特(te)點(dian)如(ru)下(xia)：1)與煙氣(qi)接觸部位(wei)全(quan)部采用(yong)2205雙相(xiang)不銹鋼(gang)材質，具(ju)有強度(du)高、耐高溫、耐腐蝕(shi)(shi)(尤其對氯離子和(he)硫化物(wu)的應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi))等(deng)特(te)性，使(shi)用(yong)壽命能(neng)夠達(da)到30年。2)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)的通(tong)(tong)孔率(lv)達(da)到98%以上(shang)，其幾乎全(quan)通(tong)(tong)透(tou)的結(jie)構(gou)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了徑(jing)流(liu)式濕(shi)(shi)式除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的運行阻力(li)(li)，并且和(he)普通(tong)(tong)的陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)相(xiang)比，相(xiang)同(tong)(tong)體(ti)(ti)積下(xia)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)具(ju)有的集塵面積，相(xiang)當(dang)于(yu)普(pu)通(tong)陽(yang)極(ji)板(ban)的20倍(bei)。3)陽(yang)極(ji)系統(tong)采(cai)用(yong)(yong)旋轉電極(ji)設(she)計，在(zai)(zai)旋轉電極(ji)下部(bu)設(she)立獨立的清洗室，由(you)高壓噴嘴在(zai)(zai)旋轉電極(ji)內部(bu)向外(wai)沖洗網板(ban)，清洗網板(ban)后(hou)的污水(shui)通(tong)過排水(shui)泵和排污管道送入脫(tuo)硫塔補水(shui)。在(zai)(zai)工程運(yun)行中，利用(yong)(yong)壓差監測，實現在(zai)(zai)線噴淋，無水(shui)循環系統(tong)，故耗水(shui)、耗電量小。(2)徑流(liu)濕式電除塵器存在(zai)(zai)的問題如下：1)由(you)于(yu)接觸煙氣(qi)的部(bu)件(jian)全部(bu)采(cai)用(yong)(yong)2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼，前期成本(ben)投(tou)入較高。