北海濕式電除塵器

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(yin)言進入新世紀，隨著我國經濟的高速發展，火電裝機容量仍在不斷增(zeng)長(chang)。按(an)中(zhong)電聯《電力(li)(li)行業節能環保信息》推算，2015年(nian)，我國新增(zeng)火電裝機容量約0.51億kW。根據電力(li)(li)規劃設計(ji)總院預測，到2020年(nian)，火(huo)電裝機(ji)容量將達到(dao)12.2億kW，新(xin)增裝機(ji)容量約為3億kW。火(huo)電廠的(de)快速發(fa)展導致了(le)大氣環(huan)境(jing)的(de)污染并引發(fa)了(le)公共環(huan)境(jing)及健康(kang)危(wei)機(ji)，

雖(sui)然采取一(yi)系列政(zheng)策(ce)，大力推動煤炭清潔利(li)用(yong)與發展清潔能源(yuan)(yuan)，但由于我國燃煤發電的基數(shu)較大，火(huo)電廠仍(reng)將(jiang)是(shi)大氣污染物的主要(yao)排放源(yuan)(yuan)之(zhi)一(yi)，而降低排放強度的主要(yao)措(cuo)施就是(shi)制定(ding)和實施更加(jia)嚴(yan)格(ge)的排放標準。

同時濕式電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵器作為燃煤電(dian)廠污染物控制(zhi)的精處理技術設備，其處理對象為含大量游(you)離水的飽和濕煙氣，主要去除(chu)(chu)(chu)粉塵(含石膏)、SO3、霧滴和有(you)(you)害氣體，并可有(you)(you)效控制(zhi)PM2.5的排放(fang)，本文介紹(shao)4種濕式電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵器技術，并從性(xing)能(neng)、可靠(kao)性(xing)及除(chu)(chu)(chu)塵效果等方面進(jin)行比較。

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。在目前的(de)(de)濕(shi)除(chu)(chu)技(ji)術中，主要(yao)差(cha)別(bie)在于陽極(ji)(ji)板材質的(de)(de)選取及清灰(hui)(hui)(hui)技(ji)術。根據陽極(ji)(ji)材質的(de)(de)不(bu)(bu)同，主要(yao)分為不(bu)(bu)銹(xiu)鋼濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器、導電(dian)(dian)玻璃鋼電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器、柔性(xing)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器;根據清灰(hui)(hui)(hui)技(ji)術(即水膜(mo)的(de)(de)形成(cheng)原理)不(bu)(bu)同，分為水膜(mo)自清灰(hui)(hui)(hui)技(ji)術和水膜(mo)沖(chong)洗(xi)清灰(hui)(hui)(hui)技(ji)術，前者(zhe)為間斷噴淋，靠煙氣中的(de)(de)水汽在陽極(ji)(ji)表(biao)(biao)面自凝(ning)結實(shi)現在線清灰(hui)(hui)(hui)，后者(zhe)為通(tong)過(guo)噴淋水在陽極(ji)(ji)表(biao)(biao)面形成(cheng)水膜(mo)清灰(hui)(hui)(hui)。

3、濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵器性能對(dui)(dui)比3.1、金屬(shu)電(dian)極濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵器20世紀90年(nian)代，為應對(dui)(dui)地方環保法規提出的(de)(de)對(dui)(dui)煙塵排(pai)放(fang)控制的(de)(de)要求，日本(ben)三菱公(gong)司(si)研發并建(jian)成濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵器，用于燃煤電(dian)廠(chang)的(de)(de)煙塵治理。

2006年，專門針(zhen)對PM2.5提出控制要求，在(zai)燃煤電(dian)廠安裝濕(shi)(shi)式電(dian)除(chu)塵器。目前我(wo)國通(tong)過引(yin)進技術并優化(hua)設計，已(yi)掌握(wo)其核心技術。(1)金屬電(dian)極(ji)濕(shi)(shi)式電(dian)除(chu)塵器的(de)技術特點如下(xia)：1)大多采用臥式布置，氣(qi)流(liu)沿水平方(fang)向(xiang)進出，煙(yan)氣(qi)流(liu)速較低(流(liu)速在(zai)2.5m/s左右(you))，能有效控制氣(qi)流(liu)帶出粉塵，提高PM2.5細微顆粒及(ji)氣(qi)溶膠脫除(chu)效率。2)陰陽極(ji)均(jun)平行(xing)于氣(qi)流(liu)方(fang)向(xiang)布置，金屬極(ji)板(ban)采用懸(xuan)掛方(fang)式，極(ji)板(ban)通(tong)過懸(xuan)掛梁固定于殼體中，電(dian)暈(yun)電(dian)極(ji)采用框架式結構，通(tong)過吊桿吊掛在(zai)殼體中。這種安裝方(fang)式由(you)于陰陽極(ji)不易變(bian)形，極(ji)間(jian)距有保證，故(gu)電(dian)場穩定性好，運行(xing)電(dian)壓高。3)耐(nai)高溫，脫硫系統出現故(gu)障時，可以在(zai)較高的(de)煙(yan)氣(qi)溫度下(xia)運行(xing)。

(2)金屬電極濕(shi)式電除(chu)塵器存在的問題如(ru)下(xia)：

1)陽極(ji)(ji)板一般高度在8～10m左右(you)，要(yao)形成均勻的水(shui)(shui)膜對陽極(ji)(ji)板的設計、制造、安(an)裝及維(wei)護有(you)嚴格(ge)的要(yao)求(qiu)(qiu)，更換時難度較(jiao)大。2)極(ji)(ji)板材質多采用(yong)316L，需要(yao)通(tong)過(guo)水(shui)(shui)膜保(bao)護以防腐(fu)蝕，一旦水(shui)(shui)膜保(bao)護出現失效(xiao)，造成極(ji)(ji)板腐(fu)蝕嚴重，甚至喪(sang)失除(chu)(chu)塵效(xiao)率(lv)。3)清(qing)灰方式采用(yong)在線單線連續噴淋(lin)工藝，需要(yao)設置專門的水(shui)(shui)處理系統，噴淋(lin)水(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)溶液中(zhong)和后(hou)循環使用(yong)，這種清(qing)灰方式對于(yu)(yu)水(shui)(shui)耗、電耗、堿的消耗較(jiao)大，對噴嘴性能(neng)要(yao)求(qiu)(qiu)更高。根據各企業發(fa)布(bu)的環境監測報告顯示，金屬(shu)電極(ji)(ji)濕式電除(chu)(chu)塵器粉(fen)塵去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)塵+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量：低于(yu)(yu)20mg/m3。目(mu)前，浙江嘉興(xing)三期2×1000MW機組(zu)、大唐(tang)黃島(dao)電廠(chang)(chang)670MW機組(zu)、神(shen)華國華舟山電廠(chang)(chang)350MW機組(zu)等都采用(yong)了金屬(shu)極(ji)(ji)板濕式電除(chu)(chu)塵器。

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(dao)(dao)電(dian)(dian)玻璃(li)(li)鋼濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)技術(shu)特點如下(xia)(xia)：1)導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻璃(li)(li)鋼具(ju)有(you)(you)重量(liang)(liang)輕(qing)、比強度高(gao)(gao)、耐腐蝕(shi)等特性。2)收塵(chen)(chen)(chen)極(ji)組件采用(yong)工廠成型，實(shi)現整(zheng)體模塊化，有(you)(you)利于(yu)(yu)保證安裝精(jing)度。3)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)運行(xing)時(shi)，收集下(xia)(xia)來(lai)的(de)液(ye)滴在(zai)沉(chen)淀(dian)極(ji)表(biao)面形成液(ye)膜，由(you)于(yu)(yu)玻璃(li)(li)鋼具(ju)有(you)(you)很強的(de)疏水(shui)性，能(neng)有(you)(you)效阻(zu)隔粉塵(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏(gao)對沉(chen)淀(dian)極(ji)壁的(de)粘接，靠重力自流(liu)至下(xia)(xia)部集液(ye)槽。4)為(wei)(wei)防止少量(liang)(liang)煙塵(chen)(chen)(chen)的(de)沉(chen)積，在(zai)沉(chen)淀(dian)極(ji)管上部設置(zhi)一(yi)(yi)層間斷(duan)噴淋裝置(zhi)，將濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)分為(wei)(wei)多個(ge)電(dian)(dian)場(chang)，當需(xu)(xu)要進(jin)行(xing)間斷(duan)沖洗(xi)時(shi)，控制(zhi)系統自動停掉(diao)其中一(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)場(chang)或將電(dian)(dian)場(chang)降壓運行(xing)，沖洗(xi)結束后(hou)開啟該電(dian)(dian)場(chang)。由(you)于(yu)(yu)耗水(shui)量(liang)(liang)較(jiao)小(xiao)，集液(ye)槽中的(de)收集液(ye)可(ke)返回脫硫塔內(nei)循環使用(yong)。(2)導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻璃(li)(li)鋼濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)存在(zai)的(de)問(wen)題如下(xia)(xia)：1)煙氣(qi)(qi)流(liu)速在(zai)2.5m/s左(zuo)右時(shi)，PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)溶膠(jiao)脫除(chu)率(lv)高(gao)(gao)，提高(gao)(gao)煙氣(qi)(qi)流(liu)速后(hou)，影響除(chu)塵(chen)(chen)(chen)性能(neng)。2)一(yi)(yi)般FRP不能(neng)在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)長期使用(yong)，煙氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)度較(jiao)高(gao)(gao)時(shi)對陽極(ji)板壽命有(you)(you)影響，嚴(yan)重時(shi)可(ke)能(neng)燒灼。FRP的(de)使用(yong)壽命在(zai)10～15年左(zuo)右，與產品的(de)質(zhi)量(liang)(liang)及制(zhi)作(zuo)產品所用(yong)的(de)樹脂等原材(cai)料性能(neng)有(you)(you)關。3)如果出現部分導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻璃(li)(li)鋼損壞，需(xu)(xu)要整(zheng)個(ge)模塊更換，將大大增加(jia)維護費用(yong)和難度。根據(ju)各企業發(fa)布的(de)環境監(jian)測報(bao)告顯示，導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻璃(li)(li)鋼濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)粉塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)率(lv)(粉塵(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含(han)量(liang)(liang)：低于(yu)(yu)25mg/m3。目前，黃(huang)臺8號、9號2×300MW機組、上海石(shi)洞口300MW機組、蒙西300MW機組、白楊河兩臺300MW機組等都采用(yong)了(le)導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻璃(li)(li)鋼濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔(rou)性電極濕式電除塵器20世(shi)紀90年(nian)代末，俄亥俄州(zhou)立大(da)學提出了柔(rou)性電極濕(shi)式電除塵(chen)技(ji)術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和俄亥(hai)俄州(zhou)立大學共同(tong)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，我國早由山東(dong)大學(xue)和國電環(huan)保院共(gong)同研發(fa)，開始了柔性絕(jue)緣疏水纖維織物用于濕式除塵器的研究(jiu)工作，并于2012年(nian)在益陽300MW燃(ran)煤機組中完(wan)成工業(ye)化應(ying)用。官網：goyd.cn通過相關資料顯示(shi)，耐腐(fu)蝕性(xing)優良的(de)柔(rou)性(xing)絕緣疏水纖(xian)維織物(wu)通過潤濕使其導電，可(ke)以形成水膜，并靠(kao)重(zhong)力(li)自流向下與煙(yan)氣分離(li)，柔(rou)性(xing)織物(wu)材料作為收塵極(ji)布置成方形孔道(dao)(立式布置)，煙(yan)氣沿(yan)孔道(dao)流過。(1)柔(rou)性(xing)濕式電除塵器的(de)技術特點如下：1)柔(rou)性(xing)陽有(you)重(zhong)量輕、防腐性(xing)(xing)(xing)能(neng)好的(de)特(te)點。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)絕緣(yuan)疏水(shui)纖維本身的(de)結(jie)構特(te)性(xing)(xing)(xing)，有(you)利于(yu)表(biao)面(mian)形成均勻水(shui)膜，利用(yong)從煙氣(qi)中收集的(de)酸液帶出(chu)灰，實現自清灰，沖洗(xi)水(shui)量小。3)陽(yang)極(ji)(ji)部件可組(zu)裝拆(chai)卸，有(you)利于(yu)后(hou)期的(de)維護和更(geng)換。(2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵器(qi)存在(zai)的(de)問題如(ru)下：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)陽(yang)極(ji)(ji)不(bu)耐高溫(wen)，煙氣(qi)溫(wen)度較高時，對陽(yang)極(ji)(ji)壽命有(you)影響(xiang)(xiang)，嚴重(zhong)時可能(neng)燒蝕，使(shi)用(yong)壽命6年左右(you)。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)纖維織(zhi)物的(de)伸(shen)縮(suo)率(lv)(lv)較大，陽(yang)極(ji)(ji)布的(de)張緊程(cheng)度和浸水(shui)后(hou)發(fa)生的(de)伸(shen)縮(suo)都會(hui)影響(xiang)(xiang)實際的(de)極(ji)(ji)間距，進而(er)影響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)(dian)場的(de)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓的(de)正常(chang)運行。3)煙氣(qi)流(liu)速(su)較高，產生氣(qi)流(liu)帶出(chu)，PM2.5細微(wei)顆(ke)粒及氣(qi)溶膠脫除率(lv)(lv)低(di)。性(xing)(xing)(xing)能(neng)結(jie)果表(biao)明：粉塵去(qu)除率(lv)(lv)(含(han)石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除率(lv)(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低(di)于(yu)20mg/m3。目(mu)前，國(guo)電(dian)(dian)(dian)益陽(yang)發(fa)電(dian)(dian)(dian)有(you)限公司300MW機(ji)(ji)組(zu)，國(guo)電(dian)(dian)(dian)滎(ying)陽(yang)煤電(dian)(dian)(dian)一體化有(you)限公司一期600MW機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用(yong)了柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)濕式(shi)靜電(dian)(dian)(dian)除塵技術。

3.4、徑流(liu)濕式(shi)(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)徑流(liu)濕式(shi)(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)是北京華(hua)能達(da)公司自主研發的(de)具(ju)有自主知識產權的(de)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)技術(shu)。與(yu)上(shang)述濕式(shi)(shi)靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)結構(gou)不(bu)同(tong)，該(gai)結構(gou)布置是將(jiang)收塵(chen)(chen)(chen)陽(yang)極板(ban)(ban)垂直于氣流(liu)方(fang)(fang)向，使(shi)電(dian)場(chang)力(li)與(yu)引(yin)風(feng)(feng)力(li)的(de)方(fang)(fang)向在(zai)同(tong)一水平線上(shang)，粉塵(chen)(chen)(chen)顆(ke)粒在(zai)引(yin)風(feng)(feng)力(li)與(yu)電(dian)場(chang)力(li)的(de)共同(tong)作用下(xia)，在(zai)新(xin)(xin)型(xing)陽(yang)極板(ban)(ban)上(shang)完成捕集。裝(zhuang)(zhuang)置主要由殼體、分布板(ban)(ban)、陽(yang)極裝(zhuang)(zhuang)置、陰極裝(zhuang)(zhuang)置、噴淋系統、熱(re)風(feng)(feng)系統和(he)供電(dian)電(dian)源(yuan)等(deng)組成。(1)徑流(liu)濕式(shi)(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)技術(shu)特(te)(te)點如下(xia)：1)與(yu)煙氣接觸部位(wei)全部采用2205雙(shuang)相不(bu)銹鋼材質，具(ju)有強度(du)高、耐高溫、耐腐蝕(shi)(尤(you)其(qi)對氯離子(zi)和(he)硫化物的(de)應力(li)腐蝕(shi))等(deng)特(te)(te)性(xing)，使(shi)用壽命能夠(gou)達(da)到(dao)30年。2)新(xin)(xin)型(xing)陽(yang)極板(ban)(ban)的(de)通(tong)孔率達(da)到(dao)98%以上(shang)，其(qi)幾乎全通(tong)透的(de)結構(gou)大大降低了(le)徑流(liu)式(shi)(shi)濕式(shi)(shi)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)運(yun)行(xing)阻(zu)力(li)，并且和(he)普通(tong)的(de)陽(yang)極板(ban)(ban)相比，相同(tong)體積下(xia)新(xin)(xin)型(xing)陽(yang)極板(ban)(ban)具(ju)有的(de)(de)(de)集(ji)塵面(mian)積，相(xiang)當于普(pu)通(tong)陽極(ji)板的(de)(de)(de)20倍。3)陽極(ji)系統采(cai)用(yong)(yong)旋轉電極(ji)設計，在(zai)(zai)(zai)旋轉電極(ji)下部(bu)設立獨(du)立的(de)(de)(de)清洗(xi)(xi)室，由高(gao)壓噴嘴在(zai)(zai)(zai)旋轉電極(ji)內(nei)部(bu)向外沖(chong)洗(xi)(xi)網板，清洗(xi)(xi)網板后的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)通(tong)過排(pai)水(shui)(shui)泵和排(pai)污(wu)管道送入脫(tuo)硫塔補水(shui)(shui)。在(zai)(zai)(zai)工程運行中，利用(yong)(yong)壓差監測，實現在(zai)(zai)(zai)線(xian)噴淋，無水(shui)(shui)循環系統，故耗水(shui)(shui)、耗電量小。(2)徑流(liu)濕式電除塵器存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)問題如下：1)由于接觸(chu)煙(yan)氣的(de)(de)(de)部(bu)件全部(bu)采(cai)用(yong)(yong)2205雙相(xiang)不銹鋼，前(qian)期成本投入較高(gao)。