博爾塔拉濕式電除塵器

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(yan)進入新(xin)世紀，隨著(zhu)我(wo)(wo)國(guo)經濟的(de)高速(su)發展(zhan)，火電(dian)裝(zhuang)機(ji)容(rong)量(liang)(liang)仍在不斷(duan)增長。按中電(dian)聯《電(dian)力行(xing)業節(jie)能環保信(xin)息》推算，2015年，我(wo)(wo)國(guo)新(xin)增火電(dian)裝(zhuang)機(ji)容(rong)量(liang)(liang)約0.51億(yi)kW。根據電(dian)力規劃(hua)設計總(zong)院預測(ce)，到2020年，火電(dian)裝(zhuang)機容量(liang)將達(da)到12.2億kW，新增裝(zhuang)機容量(liang)約為3億kW。火電(dian)廠(chang)的快(kuai)速發(fa)展導(dao)致了大氣(qi)環境(jing)的污染(ran)并引發(fa)了公共環境(jing)及健康危機，

雖然(ran)采取一系列政策(ce)，大力推動煤炭清潔利用與發展(zhan)清(qing)潔能(neng)源(yuan)，但由于我國(guo)燃煤發電的基(ji)數較大，火電廠(chang)仍(reng)將是大氣污染物的主要排放源(yuan)之一，而降低(di)排放強度的主要措施就是制定(ding)和實(shi)施更(geng)加嚴(yan)格的排放標(biao)準(zhun)。

同時濕(shi)式電(dian)除(chu)塵器作為燃煤電(dian)廠(chang)污染物控制的精(jing)處理技(ji)術設備，其處理對象為含大(da)量(liang)游(you)離(li)水的飽和濕(shi)煙(yan)氣(qi)，主要去除(chu)粉(fen)塵(含石膏(gao))、SO3、霧滴和有害(hai)氣(qi)體，并可有效控制PM2.5的排放，本(ben)文介紹4種濕(shi)式電(dian)除(chu)塵器技(ji)術，并從(cong)性能、可靠性及除(chu)塵效果等方面進行比較(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)的濕除技(ji)術(shu)中，主要差(cha)別(bie)在(zai)(zai)于陽極(ji)(ji)(ji)板(ban)材質(zhi)的選(xuan)取及清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)。根據陽極(ji)(ji)(ji)材質(zhi)的不(bu)同(tong)，主要分為不(bu)銹鋼濕式電(dian)除塵(chen)器、導電(dian)玻璃鋼電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式電(dian)除塵(chen)器、柔性電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式電(dian)除塵(chen)器;根據清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)(即水膜的形成原理(li))不(bu)同(tong)，分為水膜自(zi)清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)和(he)水膜沖洗(xi)清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)，前(qian)者為間斷噴淋(lin)，靠煙氣(qi)中的水汽在(zai)(zai)陽極(ji)(ji)(ji)表(biao)面自(zi)凝(ning)結實現在(zai)(zai)線清(qing)灰(hui)，后者為通(tong)過噴淋(lin)水在(zai)(zai)陽極(ji)(ji)(ji)表(biao)面形成水膜清(qing)灰(hui)。

3、濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器性能(neng)對(dui)比3.1、金屬電(dian)極濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器20世紀90年代，為(wei)應對(dui)地方環保(bao)法規提出的對(dui)煙塵排(pai)放控制(zhi)的要求，日(ri)本(ben)三菱公司研發并建成濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器，用于(yu)燃煤電(dian)廠的煙塵治理。

2006年(nian)，專門針對PM2.5提出控制要求，在(zai)燃煤電廠安裝濕(shi)式(shi)(shi)電除塵器(qi)。目前(qian)我國通(tong)過(guo)引進技術(shu)并優化設計(ji)，已掌握其核心(xin)技術(shu)。(1)金屬電極(ji)濕(shi)式(shi)(shi)電除塵器(qi)的技術(shu)特(te)點如下：1)大多采用(yong)臥式(shi)(shi)布置，氣流(liu)沿水平方向(xiang)進出，煙(yan)氣流(liu)速較(jiao)低(流(liu)速在(zai)2.5m/s左右(you))，能有效控制氣流(liu)帶(dai)出粉塵，提高(gao)PM2.5細微顆(ke)粒及氣溶膠脫(tuo)除效率。2)陰陽極(ji)均平行(xing)于氣流(liu)方向(xiang)布置，金屬極(ji)板采用(yong)懸(xuan)掛方式(shi)(shi)，極(ji)板通(tong)過(guo)懸(xuan)掛梁固(gu)定(ding)于殼體(ti)中(zhong)，電暈(yun)電極(ji)采用(yong)框架式(shi)(shi)結構，通(tong)過(guo)吊桿吊掛在(zai)殼體(ti)中(zhong)。這(zhe)種安裝方式(shi)(shi)由于陰陽極(ji)不易變形，極(ji)間距有保證(zheng)，故(gu)電場穩定(ding)性好，運(yun)行(xing)電壓高(gao)。3)耐高(gao)溫(wen)，脫(tuo)硫系統(tong)出現故(gu)障(zhang)時，可(ke)以在(zai)較(jiao)高(gao)的煙(yan)氣溫(wen)度下運(yun)行(xing)。

(2)金屬電極濕式電除(chu)塵器存在的問題如下(xia)：

1)陽極(ji)板(ban)一(yi)般高度在(zai)8～10m左(zuo)右，要形(xing)成均勻的(de)水(shui)(shui)(shui)膜(mo)對陽極(ji)板(ban)的(de)設計、制造(zao)、安(an)裝(zhuang)及維(wei)護(hu)有嚴(yan)(yan)格的(de)要求，更換時(shi)難度較大。2)極(ji)板(ban)材質(zhi)多(duo)采(cai)用316L，需(xu)要通過水(shui)(shui)(shui)膜(mo)保護(hu)以防腐(fu)蝕(shi)，一(yi)旦水(shui)(shui)(shui)膜(mo)保護(hu)出現(xian)失效，造(zao)成極(ji)板(ban)腐(fu)蝕(shi)嚴(yan)(yan)重(zhong)，甚至喪失除(chu)(chu)塵(chen)效率(lv)(lv)。3)清(qing)灰方式(shi)采(cai)用在(zai)線(xian)單線(xian)連續噴(pen)淋工藝，需(xu)要設置專(zhuan)門的(de)水(shui)(shui)(shui)處理系統，噴(pen)淋水(shui)(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)(shui)溶液中和后循環使用，這種清(qing)灰方式(shi)對于(yu)水(shui)(shui)(shui)耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較大，對噴(pen)嘴性能要求更高。根據各(ge)企業發布的(de)環境監測報告(gao)顯示，金屬電(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)粉塵(chen)去除(chu)(chu)率(lv)(lv)(粉塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目前，浙江(jiang)嘉興三期2×1000MW機組(zu)、大唐黃島(dao)電(dian)廠(chang)670MW機組(zu)、神華國(guo)華舟(zhou)山電(dian)廠(chang)350MW機組(zu)等都采(cai)用了金屬極(ji)板(ban)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(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(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術特(te)點如(ru)下(xia)：1)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼具有重(zhong)量(liang)輕、比強度(du)高(gao)、耐腐蝕等特(te)性。2)收(shou)塵(chen)(chen)極(ji)(ji)(ji)組件采(cai)用(yong)(yong)工廠成型，實現(xian)(xian)整(zheng)(zheng)體模塊(kuai)化，有利于保(bao)證(zheng)安(an)裝精度(du)。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)運(yun)行(xing)時(shi)，收(shou)集(ji)下(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)液滴在沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)極(ji)(ji)(ji)表(biao)面形成液膜(mo)，由于玻(bo)璃鋼具有很強的(de)(de)(de)(de)(de)疏水(shui)性，能(neng)有效阻隔粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)和石(shi)膏(gao)對(dui)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)極(ji)(ji)(ji)壁的(de)(de)(de)(de)(de)粘(zhan)接，靠重(zhong)力自流(liu)至下(xia)部(bu)集(ji)液槽。4)為(wei)防止少量(liang)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)，在沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)極(ji)(ji)(ji)管(guan)上(shang)部(bu)設置一層間(jian)(jian)斷(duan)噴(pen)淋(lin)裝置，將濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)分(fen)為(wei)多個電(dian)(dian)(dian)場，當需(xu)要進行(xing)間(jian)(jian)斷(duan)沖(chong)洗時(shi)，控(kong)制系(xi)統自動停掉其中(zhong)一個電(dian)(dian)(dian)場或將電(dian)(dian)(dian)場降壓(ya)運(yun)行(xing)，沖(chong)洗結束后(hou)開(kai)啟該電(dian)(dian)(dian)場。由于耗水(shui)量(liang)較(jiao)小，集(ji)液槽中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)集(ji)液可(ke)返回脫硫塔內循環使(shi)用(yong)(yong)。(2)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)存在的(de)(de)(de)(de)(de)問題如(ru)下(xia)：1)煙(yan)(yan)氣流(liu)速(su)在2.5m/s左右時(shi)，PM2.5細(xi)微(wei)(wei)顆粒及(ji)氣溶膠脫除(chu)(chu)(chu)率高(gao)，提高(gao)煙(yan)(yan)氣流(liu)速(su)后(hou)，影(ying)響(xiang)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)性能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在高(gao)溫下(xia)長期使(shi)用(yong)(yong)，煙(yan)(yan)氣溫度(du)較(jiao)高(gao)時(shi)對(dui)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板壽命(ming)有影(ying)響(xiang)，嚴(yan)重(zhong)時(shi)可(ke)能(neng)燒灼(zhuo)。FRP的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)在10～15年左右，與產品的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)及(ji)制作產品所(suo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)樹脂(zhi)等原材料(liao)性能(neng)有關。3)如(ru)果出現(xian)(xian)部(bu)分(fen)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼損壞，需(xu)要整(zheng)(zheng)個模塊(kuai)更換(huan)，將大大增加維護費用(yong)(yong)和難度(du)。根據各企(qi)業(ye)發布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)監測報告(gao)顯示，導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)+石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含(han)量(liang)：低于25mg/m3。目前，黃臺8號(hao)、9號(hao)2×300MW機組、上(shang)海(hai)石(shi)洞口300MW機組、蒙西300MW機組、白楊(yang)河兩臺300MW機組等都采(cai)用(yong)(yong)了導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔(rou)性電(dian)極(ji)濕(shi)式電(dian)除塵器20世紀90年代末，俄亥俄州立大學提出(chu)了柔性電極濕式電除塵(chen)技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立大學共同研究制作(zuo)出(chu)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，我國早由山東大學和國電環保(bao)院共同研發，開始了柔性絕緣疏水纖(xian)維織物用于濕(shi)式(shi)除塵(chen)器的(de)研究工作，并于2012年在益陽300MW燃煤機組中(zhong)完(wan)成工業化應用。官網：goyd.cn通(tong)過相關資料(liao)顯(xian)示，耐腐蝕性優良(liang)的柔性絕緣疏水(shui)纖(xian)維織物(wu)通(tong)過潤濕(shi)使其導電，可(ke)以形成水(shui)膜，并靠(kao)重力自流向下(xia)與煙氣分離，柔性織物(wu)材料(liao)作為收(shou)塵(chen)極布置成方形孔道(立(li)式布置)，煙氣沿孔道流過。(1)柔性濕(shi)式電除塵(chen)器的技術特點如(ru)下(xia)：1)柔性陽有重量輕(qing)、防腐性(xing)(xing)(xing)能好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)特點。2)柔性(xing)(xing)(xing)絕緣疏水纖維本身的(de)(de)(de)(de)(de)結構特性(xing)(xing)(xing)，有利于(yu)表(biao)面(mian)形成均勻水膜(mo)，利用(yong)從煙(yan)氣(qi)中收集的(de)(de)(de)(de)(de)酸液帶出(chu)(chu)灰，實(shi)現自清灰，沖(chong)洗水量小。3)陽(yang)極(ji)部件可組裝拆卸(xie)，有利于(yu)后期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)維護(hu)和(he)更換。(2)柔性(xing)(xing)(xing)濕(shi)式電(dian)除塵器存在的(de)(de)(de)(de)(de)問題如下：1)柔性(xing)(xing)(xing)陽(yang)極(ji)不耐(nai)高(gao)溫(wen)，煙(yan)氣(qi)溫(wen)度較(jiao)(jiao)高(gao)時，對(dui)陽(yang)極(ji)壽命有影響，嚴(yan)重時可能燒蝕，使用(yong)壽命6年左右。2)柔性(xing)(xing)(xing)纖維織(zhi)物的(de)(de)(de)(de)(de)伸縮(suo)率(lv)較(jiao)(jiao)大，陽(yang)極(ji)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)張緊程度和(he)浸(jin)水后發生的(de)(de)(de)(de)(de)伸縮(suo)都會影響實(shi)際的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)間距(ju)，進(jin)而影響到電(dian)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)、電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)常運行(xing)。3)煙(yan)氣(qi)流(liu)速較(jiao)(jiao)高(gao)，產生氣(qi)流(liu)帶出(chu)(chu)，PM2.5細(xi)微顆粒(li)及氣(qi)溶膠脫除率(lv)低(di)。性(xing)(xing)(xing)能結果(guo)表(biao)明(ming)：粉(fen)塵去除率(lv)(含(han)石膏)：≥70%;SO3去除率(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低(di)于(yu)20mg/m3。目(mu)前，國(guo)電(dian)益陽(yang)發電(dian)有限(xian)(xian)公司300MW機組，國(guo)電(dian)滎陽(yang)煤電(dian)一(yi)體(ti)化(hua)有限(xian)(xian)公司一(yi)期(qi)600MW機組采(cai)用(yong)了柔性(xing)(xing)(xing)電(dian)極(ji)濕(shi)式靜電(dian)除塵技術。

3.4、徑(jing)流濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器徑(jing)流濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器是北(bei)京華能(neng)達公司自主(zhu)研發的具(ju)有(you)自主(zhu)知識產權的除(chu)塵(chen)(chen)技術。與(yu)上述(shu)濕式(shi)靜電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器結構不同(tong)(tong)，該結構布置是將收塵(chen)(chen)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)垂直于氣流方向，使(shi)電(dian)場力(li)(li)與(yu)引風(feng)力(li)(li)的方向在同(tong)(tong)一(yi)水(shui)平線(xian)上，粉塵(chen)(chen)顆粒在引風(feng)力(li)(li)與(yu)電(dian)場力(li)(li)的共同(tong)(tong)作用(yong)下，在新(xin)型(xing)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)上完成捕集。裝(zhuang)置主(zhu)要由(you)殼體、分(fen)布板(ban)、陽(yang)極(ji)(ji)裝(zhuang)置、陰(yin)極(ji)(ji)裝(zhuang)置、噴淋系(xi)統、熱風(feng)系(xi)統和供電(dian)電(dian)源等組(zu)成。(1)徑(jing)流濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器的技術特點如下：1)與(yu)煙氣接觸(chu)部位全部采用(yong)2205雙(shuang)相不銹鋼材質，具(ju)有(you)強度高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐(fu)蝕(尤(you)其對氯(lv)離子和硫(liu)化物的應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕)等特性，使(shi)用(yong)壽命能(neng)夠達到30年。2)新(xin)型(xing)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)的通(tong)孔率達到98%以上，其幾(ji)乎(hu)全通(tong)透的結構大(da)大(da)降低了(le)徑(jing)流式(shi)濕式(shi)除(chu)塵(chen)(chen)器的運行阻力(li)(li)，并且和普通(tong)的陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)相比(bi)，相同(tong)(tong)體積下新(xin)型(xing)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)具(ju)有(you)的(de)(de)(de)集塵面積，相(xiang)當于普通(tong)陽極板的(de)(de)(de)20倍。3)陽極系統(tong)采用旋轉電(dian)(dian)極設計，在旋轉電(dian)(dian)極下部(bu)設立獨立的(de)(de)(de)清洗(xi)室(shi)，由高壓(ya)噴嘴在旋轉電(dian)(dian)極內部(bu)向外沖(chong)洗(xi)網板，清洗(xi)網板后的(de)(de)(de)污水(shui)通(tong)過排(pai)水(shui)泵和排(pai)污管道送入脫硫(liu)塔補(bu)水(shui)。在工程運行中，利用壓(ya)差(cha)監測，實現(xian)在線(xian)噴淋，無水(shui)循環系統(tong)，故(gu)耗(hao)水(shui)、耗(hao)電(dian)(dian)量小。(2)徑流(liu)濕(shi)式電(dian)(dian)除塵器存在的(de)(de)(de)問題如下：1)由于接(jie)觸煙氣的(de)(de)(de)部(bu)件全部(bu)采用2205雙相(xiang)不銹鋼，前期成本投入較(jiao)高。