蘭州濕式電除塵器

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(jin)入(ru)新世紀，隨著我國經濟的高(gao)速發(fa)展，火電裝機容量(liang)仍在不(bu)斷增長(chang)。按中電聯《電力行業節(jie)能環保信息(xi)》推算，2015年(nian)，我國新增火電裝機容量(liang)約0.51億kW。根(gen)據電力規(gui)劃設計總院預測，到(dao)2020年(nian)，火(huo)電(dian)裝(zhuang)機容量將(jiang)達到(dao)12.2億(yi)kW，新增裝(zhuang)機容量約為3億(yi)kW。火(huo)電(dian)廠的快速(su)發(fa)展導(dao)致了大氣環(huan)境(jing)的污(wu)染并引發(fa)了公(gong)共環(huan)境(jing)及健康(kang)危機，

雖(sui)然采取一系列(lie)政策，大(da)力推動煤炭清潔利(li)用與發展清潔能源，但由于我國燃煤發電(dian)的(de)基數較大(da)，火電(dian)廠仍將是大(da)氣(qi)污染物的(de)主要排放(fang)(fang)源之一，而降低(di)排放(fang)(fang)強度的(de)主要措施(shi)就是制定(ding)和實(shi)施(shi)更(geng)加嚴格的(de)排放(fang)(fang)標準(zhun)。

同時濕(shi)式(shi)電除(chu)塵器作為燃煤電廠污(wu)染物控(kong)制(zhi)的(de)精處(chu)理技(ji)術設備，其處(chu)理對(dui)象為含大量游(you)離水的(de)飽和濕(shi)煙氣(qi)，主要去除(chu)粉塵(含石(shi)膏(gao))、SO3、霧滴(di)和有害氣(qi)體，并(bing)可(ke)有效(xiao)控(kong)制(zhi)PM2.5的(de)排(pai)放(fang)，本文(wen)介紹4種(zhong)濕(shi)式(shi)電除(chu)塵器技(ji)術，并(bing)從性(xing)能、可(ke)靠性(xing)及除(chu)塵效(xiao)果等方面進行(xing)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(zai)(zai)(zai)目前的濕(shi)除技(ji)術(shu)中，主要(yao)差別在(zai)(zai)(zai)于(yu)陽(yang)極(ji)板材(cai)(cai)質的選(xuan)取(qu)及(ji)清灰技(ji)術(shu)。根據陽(yang)極(ji)材(cai)(cai)質的不(bu)同(tong)，主要(yao)分(fen)為不(bu)銹鋼濕(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi)、導電(dian)玻(bo)璃鋼電(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi)、柔性電(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi);根據清灰技(ji)術(shu)(即水(shui)膜的形(xing)(xing)成原(yuan)理)不(bu)同(tong)，分(fen)為水(shui)膜自(zi)清灰技(ji)術(shu)和水(shui)膜沖洗清灰技(ji)術(shu)，前者(zhe)為間斷噴(pen)淋，靠煙氣中的水(shui)汽在(zai)(zai)(zai)陽(yang)極(ji)表面(mian)自(zi)凝結實現在(zai)(zai)(zai)線清灰，后者(zhe)為通過噴(pen)淋水(shui)在(zai)(zai)(zai)陽(yang)極(ji)表面(mian)形(xing)(xing)成水(shui)膜清灰。

3、濕式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器性能對(dui)比3.1、金(jin)屬(shu)電極(ji)濕式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器20世紀90年代，為(wei)應對(dui)地方環保法規(gui)提(ti)出的(de)對(dui)煙塵(chen)排(pai)放控制的(de)要求，日(ri)本三(san)菱公司研發(fa)并建成濕式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器，用于燃(ran)煤電廠的(de)煙塵(chen)治理。

2006年，專門(men)針(zhen)對PM2.5提(ti)出控制要求，在燃煤電廠安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)濕式(shi)(shi)電除塵器(qi)(qi)。目前我(wo)國通(tong)(tong)過(guo)引進技術(shu)并優化設計，已掌握其核心技術(shu)。(1)金(jin)屬電極(ji)(ji)(ji)濕式(shi)(shi)電除塵器(qi)(qi)的技術(shu)特點如(ru)下(xia)：1)大多采(cai)用(yong)(yong)臥式(shi)(shi)布置，氣流沿(yan)水平方向(xiang)進出，煙氣流速較(jiao)低(流速在2.5m/s左右)，能(neng)有(you)效(xiao)控制氣流帶出粉塵，提(ti)高PM2.5細(xi)微(wei)顆粒及氣溶(rong)膠脫除效(xiao)率。2)陰(yin)陽極(ji)(ji)(ji)均平行于(yu)氣流方向(xiang)布置，金(jin)屬極(ji)(ji)(ji)板采(cai)用(yong)(yong)懸掛方式(shi)(shi)，極(ji)(ji)(ji)板通(tong)(tong)過(guo)懸掛梁固定(ding)于(yu)殼(ke)體中(zhong)，電暈電極(ji)(ji)(ji)采(cai)用(yong)(yong)框架式(shi)(shi)結構，通(tong)(tong)過(guo)吊(diao)桿吊(diao)掛在殼(ke)體中(zhong)。這種安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)方式(shi)(shi)由于(yu)陰(yin)陽極(ji)(ji)(ji)不易變形，極(ji)(ji)(ji)間距有(you)保證，故電場(chang)穩(wen)定(ding)性好，運行電壓高。3)耐高溫，脫硫系統出現(xian)故障時，可以(yi)在較(jiao)高的煙氣溫度下(xia)運行。

(2)金(jin)屬電(dian)極濕(shi)式電(dian)除塵器存在(zai)的問題如(ru)下(xia)：

1)陽(yang)極(ji)板(ban)一般高度(du)在8～10m左右，要(yao)(yao)形成均勻的(de)水(shui)膜(mo)對陽(yang)極(ji)板(ban)的(de)設計、制造、安裝及(ji)維護有嚴格的(de)要(yao)(yao)求，更換(huan)時難度(du)較大(da)。2)極(ji)板(ban)材質(zhi)多采(cai)用(yong)316L，需要(yao)(yao)通過水(shui)膜(mo)保護以防腐(fu)蝕，一旦水(shui)膜(mo)保護出現失效，造成極(ji)板(ban)腐(fu)蝕嚴重(zhong)，甚(shen)至喪失除塵(chen)效率(lv)(lv)。3)清灰方式采(cai)用(yong)在線單線連續(xu)噴淋工藝，需要(yao)(yao)設置專門的(de)水(shui)處理系統(tong)，噴淋水(shui)經NaOH水(shui)溶液中(zhong)和(he)后循環使用(yong)，這種清灰方式對于(yu)(yu)水(shui)耗(hao)、電(dian)(dian)(dian)耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較大(da)，對噴嘴(zui)性能要(yao)(yao)求更高。根據各企業發布的(de)環境監測(ce)報告(gao)顯(xian)示，金屬電(dian)(dian)(dian)極(ji)濕式電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)(qi)粉塵(chen)去(qu)除率(lv)(lv)(粉塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除率(lv)(lv)：≥70%;霧(wu)滴含(han)量(liang)：低(di)于(yu)(yu)20mg/m3。目前(qian)，浙江嘉興三期2×1000MW機(ji)組、大(da)唐黃島電(dian)(dian)(dian)廠670MW機(ji)組、神華國華舟山電(dian)(dian)(dian)廠350MW機(ji)組等都采(cai)用(yong)了金屬極(ji)板(ban)濕式電(dian)(dian)(dian)除塵(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)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)特(te)點如(ru)(ru)下(xia)：1)導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)具有重(zhong)量(liang)輕、比強(qiang)度高(gao)、耐腐(fu)蝕等特(te)性(xing)。2)收塵(chen)(chen)(chen)極組件采(cai)用(yong)工廠(chang)成(cheng)型，實現整體模塊化，有利于(yu)(yu)保(bao)證安裝(zhuang)(zhuang)精度。3)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)運行時(shi)(shi)，收集下(xia)來(lai)的(de)(de)(de)液滴在(zai)(zai)沉淀(dian)極表面形成(cheng)液膜，由(you)于(yu)(yu)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)具有很強(qiang)的(de)(de)(de)疏(shu)水性(xing)，能(neng)有效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)和(he)石(shi)膏(gao)對沉淀(dian)極壁的(de)(de)(de)粘接，靠重(zhong)力自流至下(xia)部集液槽。4)為防止少量(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)沉積(ji)，在(zai)(zai)沉淀(dian)極管(guan)上部設置一(yi)層(ceng)間(jian)斷噴淋裝(zhuang)(zhuang)置，將(jiang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)分為多個電(dian)(dian)場(chang)(chang)(chang)，當需要(yao)進行間(jian)斷沖(chong)洗時(shi)(shi)，控制系統自動停掉其中一(yi)個電(dian)(dian)場(chang)(chang)(chang)或將(jiang)電(dian)(dian)場(chang)(chang)(chang)降壓運行，沖(chong)洗結束后(hou)開啟該電(dian)(dian)場(chang)(chang)(chang)。由(you)于(yu)(yu)耗水量(liang)較(jiao)小(xiao)，集液槽中的(de)(de)(de)收集液可返(fan)回脫硫塔(ta)內循環(huan)使(shi)用(yong)。(2)導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)問題如(ru)(ru)下(xia)：1)煙(yan)氣(qi)流速在(zai)(zai)2.5m/s左右時(shi)(shi)，PM2.5細微顆(ke)粒及(ji)氣(qi)溶膠脫除(chu)(chu)率(lv)高(gao)，提高(gao)煙(yan)氣(qi)流速后(hou)，影(ying)響除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)性(xing)能(neng)。2)一(yi)般FRP不能(neng)在(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)長(chang)期使(shi)用(yong)，煙(yan)氣(qi)溫度較(jiao)高(gao)時(shi)(shi)對陽極板(ban)壽命有影(ying)響，嚴重(zhong)時(shi)(shi)可能(neng)燒(shao)灼。FRP的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽命在(zai)(zai)10～15年左右，與產(chan)品的(de)(de)(de)質量(liang)及(ji)制作產(chan)品所用(yong)的(de)(de)(de)樹脂等原(yuan)材(cai)料性(xing)能(neng)有關(guan)。3)如(ru)(ru)果出現部分導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)損壞，需要(yao)整個模塊更換，將(jiang)大大增加維護費(fei)用(yong)和(he)難度。根據各企(qi)業(ye)發布(bu)的(de)(de)(de)環(huan)境監測報告顯示，導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含(han)量(liang)：低于(yu)(yu)25mg/m3。目前，黃臺(tai)8號、9號2×300MW機(ji)組、上海石(shi)洞口300MW機(ji)組、蒙西300MW機(ji)組、白楊河兩臺(tai)300MW機(ji)組等都采(cai)用(yong)了導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔性電極濕式(shi)電除塵器20世紀(ji)90年代末(mo)，俄亥俄州(zhou)立(li)大學提出了柔性電極(ji)濕式電除塵技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州(zhou)立(li)大學共同研究(jiu)制(zhi)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(shan)東大學和國電環保(bao)院共同(tong)研(yan)發，開始了柔性絕緣疏水(shui)纖維織物用于濕式除塵器的研(yan)究工作(zuo)，并(bing)于2012年在益陽(yang)300MW燃煤機組中(zhong)完成工業化(hua)應(ying)用(yong)。官網：goyd.cn通(tong)過(guo)相關資料(liao)顯示，耐腐蝕性(xing)優良的柔性(xing)絕(jue)緣(yuan)疏水纖維織物通(tong)過(guo)潤濕使其(qi)導電(dian)，可(ke)以形(xing)成(cheng)(cheng)水膜，并靠(kao)重力(li)自流向下與煙氣分離，柔性(xing)織物材料(liao)作(zuo)為收(shou)塵極布置成(cheng)(cheng)方形(xing)孔道(dao)(立式(shi)布置)，煙氣沿孔道(dao)流過(guo)。(1)柔性(xing)濕式(shi)電(dian)除塵器的技術特點(dian)如(ru)下：1)柔性(xing)陽有(you)重(zhong)量輕、防腐(fu)性(xing)(xing)能好的(de)特(te)點(dian)。2)柔性(xing)(xing)絕緣(yuan)疏水纖維本身的(de)結(jie)構特(te)性(xing)(xing)，有(you)利于表(biao)面形成均勻水膜(mo)，利用(yong)從煙氣(qi)(qi)中收集的(de)酸液帶出(chu)灰(hui)，實(shi)現自清灰(hui)，沖洗水量小。3)陽極(ji)(ji)部件可組裝拆(chai)卸，有(you)利于后期的(de)維護和更換。(2)柔性(xing)(xing)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)(chen)器存在的(de)問題如(ru)下：1)柔性(xing)(xing)陽極(ji)(ji)不耐(nai)高(gao)溫，煙氣(qi)(qi)溫度較(jiao)高(gao)時，對陽極(ji)(ji)壽命有(you)影響(xiang)(xiang)，嚴重(zhong)時可能燒蝕，使(shi)用(yong)壽命6年(nian)左右。2)柔性(xing)(xing)纖維織(zhi)物的(de)伸(shen)縮率(lv)較(jiao)大，陽極(ji)(ji)布的(de)張緊程度和浸水后發(fa)(fa)生(sheng)的(de)伸(shen)縮都會影響(xiang)(xiang)實(shi)際的(de)極(ji)(ji)間(jian)距，進而影響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)(dian)場的(de)穩定(ding)性(xing)(xing)、電(dian)(dian)壓的(de)正(zheng)常(chang)運行(xing)。3)煙氣(qi)(qi)流(liu)速較(jiao)高(gao)，產生(sheng)氣(qi)(qi)流(liu)帶出(chu)，PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)溶膠脫除率(lv)低。性(xing)(xing)能結(jie)果表(biao)明：粉塵(chen)(chen)去除率(lv)(含石膏(gao))：≥70%;SO3去除率(lv)：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前(qian)，國電(dian)(dian)益陽發(fa)(fa)電(dian)(dian)有(you)限公司(si)300MW機組，國電(dian)(dian)滎陽煤電(dian)(dian)一(yi)體化(hua)有(you)限公司(si)一(yi)期600MW機組采用(yong)了柔性(xing)(xing)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)(shi)式(shi)靜電(dian)(dian)除塵(chen)(chen)技術(shu)。

3.4、徑(jing)流(liu)濕式(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)徑(jing)流(liu)濕式(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)是北京華(hua)能(neng)達(da)公司(si)自(zi)主(zhu)研發的具有自(zi)主(zhu)知(zhi)識產權的除(chu)(chu)塵(chen)技術。與(yu)(yu)上(shang)述濕式(shi)(shi)(shi)(shi)靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)結構不同，該(gai)結構布置(zhi)(zhi)是將收塵(chen)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)垂直于氣流(liu)方(fang)向，使電(dian)(dian)場(chang)(chang)力(li)(li)與(yu)(yu)引(yin)風(feng)力(li)(li)的方(fang)向在同一水平(ping)線(xian)上(shang)，粉塵(chen)顆粒在引(yin)風(feng)力(li)(li)與(yu)(yu)電(dian)(dian)場(chang)(chang)力(li)(li)的共同作用下(xia)(xia)，在新型陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)上(shang)完成捕(bu)集。裝置(zhi)(zhi)主(zhu)要由(you)殼體(ti)、分布板(ban)、陽(yang)(yang)極(ji)裝置(zhi)(zhi)、陰極(ji)裝置(zhi)(zhi)、噴淋系統、熱(re)風(feng)系統和供(gong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等組成。(1)徑(jing)流(liu)濕式(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的技術特(te)點(dian)如下(xia)(xia)：1)與(yu)(yu)煙(yan)氣接觸(chu)部(bu)位全部(bu)采用2205雙(shuang)相不銹鋼材質，具有強(qiang)度高、耐高溫、耐腐蝕(尤其對氯(lv)離子和硫(liu)化物的應力(li)(li)腐蝕)等特(te)性，使用壽命能(neng)夠達(da)到(dao)30年。2)新型陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)的通孔率達(da)到(dao)98%以上(shang)，其幾乎全通透的結構大大降低了(le)徑(jing)流(liu)式(shi)(shi)(shi)(shi)濕式(shi)(shi)(shi)(shi)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的運行(xing)阻力(li)(li)，并且和普通的陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)相比，相同體(ti)積下(xia)(xia)新型陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)具有的(de)集塵(chen)面積，相(xiang)當于(yu)普通陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板的(de)20倍。3)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)系統采(cai)用(yong)旋(xuan)轉電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)設計，在(zai)(zai)旋(xuan)轉電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)下(xia)部(bu)(bu)設立獨立的(de)清(qing)洗室，由(you)高(gao)壓噴嘴在(zai)(zai)旋(xuan)轉電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)內部(bu)(bu)向(xiang)外沖洗網板，清(qing)洗網板后的(de)污(wu)水(shui)通過排水(shui)泵和(he)排污(wu)管道(dao)送入(ru)脫硫塔(ta)補水(shui)。在(zai)(zai)工程(cheng)運行中(zhong)，利用(yong)壓差監測，實現在(zai)(zai)線噴淋，無水(shui)循環系統，故耗水(shui)、耗電(dian)(dian)量小。(2)徑流濕式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器存在(zai)(zai)的(de)問題如下(xia)：1)由(you)于(yu)接觸煙氣的(de)部(bu)(bu)件全部(bu)(bu)采(cai)用(yong)2205雙相(xiang)不銹(xiu)鋼，前期成本投入(ru)較高(gao)。