寧波濕式電除塵器

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(shi)紀，隨(sui)著我(wo)國(guo)(guo)經濟的(de)高速發展，火電(dian)裝(zhuang)機容(rong)量(liang)仍在不斷增長。按中電(dian)聯《電(dian)力行業節能環(huan)保信息》推算，2015年，我(wo)國(guo)(guo)新(xin)增火電(dian)裝(zhuang)機容(rong)量(liang)約0.51億kW。根據電(dian)力規劃設計(ji)總(zong)院預測(ce)，到2020年，火(huo)電(dian)裝機容(rong)(rong)量(liang)將達到12.2億kW，新增(zeng)裝機容(rong)(rong)量(liang)約為3億kW。火(huo)電(dian)廠(chang)的快速發(fa)展導(dao)致(zhi)了(le)大氣環境的污染(ran)并引發(fa)了(le)公共環境及健(jian)康(kang)危機，

雖然采取一系列政策，大力推動煤炭清(qing)潔利用與發展清潔能源(yuan)，但由于我國燃煤發電(dian)的(de)基數較(jiao)大，火電(dian)廠(chang)仍將是大氣污染物的(de)主要(yao)排(pai)放源(yuan)之一，而降低排(pai)放強度的(de)主要(yao)措施就是制(zhi)定和實施更加嚴(yan)格的(de)排(pai)放標準。

同(tong)時濕(shi)式電除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)作(zuo)為燃煤電廠(chang)污染物控制的(de)精處(chu)理技術設備，其(qi)處(chu)理對象為含大量游離(li)水的(de)飽和濕(shi)煙(yan)氣，主要(yao)去(qu)除(chu)粉塵(chen)(含石(shi)膏(gao))、SO3、霧(wu)滴和有害氣體(ti)，并可(ke)有效控制PM2.5的(de)排放，本文(wen)介紹4種濕(shi)式電除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)技術，并從(cong)性能、可(ke)靠性及(ji)除(chu)塵(chen)效果等方面進行比較。

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。在目前的濕除(chu)技術中，主(zhu)要差別在于陽(yang)極板材(cai)質的選取及清(qing)灰(hui)(hui)技術。根(gen)據(ju)陽(yang)極材(cai)質的不同(tong)，主(zhu)要分為(wei)(wei)不銹(xiu)鋼(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)、導電(dian)(dian)玻璃鋼(gang)電(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)、柔性電(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi);根(gen)據(ju)清(qing)灰(hui)(hui)技術(即水(shui)膜(mo)的形成原(yuan)理(li))不同(tong)，分為(wei)(wei)水(shui)膜(mo)自清(qing)灰(hui)(hui)技術和水(shui)膜(mo)沖洗清(qing)灰(hui)(hui)技術，前者(zhe)為(wei)(wei)間斷噴淋，靠煙氣(qi)中的水(shui)汽在陽(yang)極表(biao)面自凝結(jie)實現在線清(qing)灰(hui)(hui)，后者(zhe)為(wei)(wei)通過噴淋水(shui)在陽(yang)極表(biao)面形成水(shui)膜(mo)清(qing)灰(hui)(hui)。

3、濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi)性(xing)能對比3.1、金(jin)屬電(dian)極濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi)20世紀90年代，為(wei)應對地(di)方環保法規提(ti)出的對煙塵(chen)排放(fang)控制(zhi)的要求，日本三菱公司研發并建成濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi)，用于燃(ran)煤電(dian)廠的煙塵(chen)治理。

2006年，專門(men)針對PM2.5提(ti)出(chu)(chu)控制要(yao)求，在燃(ran)煤(mei)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)安(an)裝(zhuang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵器(qi)(qi)。目前我(wo)國通過引進技(ji)(ji)術(shu)并(bing)優化(hua)設(she)計，已掌(zhang)握其(qi)核心技(ji)(ji)術(shu)。(1)金屬電(dian)(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵器(qi)(qi)的技(ji)(ji)術(shu)特點如(ru)下(xia)：1)大多采用臥式(shi)布置(zhi)(zhi)，氣(qi)(qi)流(liu)(liu)沿水平方向進出(chu)(chu)，煙氣(qi)(qi)流(liu)(liu)速(su)較低(流(liu)(liu)速(su)在2.5m/s左右(you))，能有效控制氣(qi)(qi)流(liu)(liu)帶出(chu)(chu)粉塵，提(ti)高(gao)(gao)PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)溶膠脫除效率。2)陰(yin)陽極均平行于氣(qi)(qi)流(liu)(liu)方向布置(zhi)(zhi)，金屬極板采用懸(xuan)掛(gua)方式(shi)，極板通過懸(xuan)掛(gua)梁(liang)固定于殼(ke)體(ti)中，電(dian)(dian)(dian)暈電(dian)(dian)(dian)極采用框架式(shi)結構(gou)，通過吊桿吊掛(gua)在殼(ke)體(ti)中。這種安(an)裝(zhuang)方式(shi)由于陰(yin)陽極不(bu)易變形，極間距有保證(zheng)，故電(dian)(dian)(dian)場穩(wen)定性好，運行電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)(gao)。3)耐高(gao)(gao)溫，脫硫系統出(chu)(chu)現故障時(shi)，可(ke)以在較高(gao)(gao)的煙氣(qi)(qi)溫度下(xia)運行。

(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)(ji)板(ban)一(yi)般高(gao)度(du)在8～10m左(zuo)右，要(yao)形成均勻的水膜對陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)的設(she)計、制造(zao)、安(an)裝及(ji)維護有(you)嚴(yan)格的要(yao)求(qiu)，更(geng)換(huan)時(shi)難度(du)較大(da)。2)極(ji)(ji)板(ban)材質多采(cai)用(yong)(yong)316L，需要(yao)通過水膜保護以防腐蝕(shi)，一(yi)旦水膜保護出現失效，造(zao)成極(ji)(ji)板(ban)腐蝕(shi)嚴(yan)重，甚至喪失除塵效率(lv)。3)清灰方式(shi)采(cai)用(yong)(yong)在線單線連續(xu)噴(pen)(pen)淋工藝，需要(yao)設(she)置專門的水處(chu)理系統，噴(pen)(pen)淋水經NaOH水溶液中(zhong)和后循環(huan)使用(yong)(yong)，這種(zhong)清灰方式(shi)對于水耗、電(dian)耗、堿的消(xiao)耗較大(da)，對噴(pen)(pen)嘴性能(neng)要(yao)求(qiu)更(geng)高(gao)。根據各企業(ye)發布(bu)的環(huan)境(jing)監測報告顯示，金(jin)屬(shu)電(dian)極(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除塵器粉(fen)塵去除率(lv)(粉(fen)塵+石膏(gao))：≥70%;SO3去除率(lv)：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目(mu)前，浙江嘉(jia)興三期(qi)2×1000MW機(ji)(ji)組(zu)、大(da)唐黃島(dao)電(dian)廠(chang)670MW機(ji)(ji)組(zu)、神(shen)華(hua)國華(hua)舟山電(dian)廠(chang)350MW機(ji)(ji)組(zu)等都采(cai)用(yong)(yong)了金(jin)屬(shu)極(ji)(ji)板(ban)濕式(shi)電(dian)除塵器。

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)導電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器的(de)技術(shu)特(te)點如(ru)下：1)導電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)重量(liang)輕、比強度高、耐腐蝕等特(te)性(xing)。2)收(shou)塵(chen)(chen)極(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)件采用(yong)(yong)工(gong)廠成型，實現整(zheng)體模塊(kuai)化，有(you)利(li)于(yu)保證(zheng)安裝(zhuang)精度。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器運行(xing)時，收(shou)集下來的(de)液(ye)滴(di)在沉(chen)淀極(ji)(ji)(ji)表面形(xing)成液(ye)膜，由于(yu)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)很強的(de)疏水(shui)性(xing)，能有(you)效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)和石膏(gao)對(dui)(dui)沉(chen)淀極(ji)(ji)(ji)壁的(de)粘接，靠(kao)重力自(zi)流至下部(bu)集液(ye)槽。4)為(wei)防止少量(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)的(de)沉(chen)積，在沉(chen)淀極(ji)(ji)(ji)管(guan)上部(bu)設置一層間斷(duan)噴淋(lin)裝(zhuang)置，將濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器分為(wei)多個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)場，當(dang)需要進行(xing)間斷(duan)沖洗時，控制(zhi)系統自(zi)動停掉其中一個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)場或將電(dian)(dian)(dian)場降(jiang)壓運行(xing)，沖洗結束后開啟(qi)該電(dian)(dian)(dian)場。由于(yu)耗水(shui)量(liang)較(jiao)小(xiao)，集液(ye)槽中的(de)收(shou)集液(ye)可(ke)返回(hui)脫硫塔內循環(huan)使(shi)(shi)用(yong)(yong)。(2)導電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器存在的(de)問題如(ru)下：1)煙(yan)氣流速在2.5m/s左右(you)時，PM2.5細微顆粒及氣溶(rong)膠脫除(chu)(chu)(chu)率(lv)高，提高煙(yan)氣流速后，影響除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)性(xing)能。2)一般FRP不能在高溫下長期使(shi)(shi)用(yong)(yong)，煙(yan)氣溫度較(jiao)高時對(dui)(dui)陽極(ji)(ji)(ji)板壽命有(you)影響，嚴重時可(ke)能燒灼。FRP的(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命在10～15年(nian)左右(you)，與產品的(de)質量(liang)及制(zhi)作產品所用(yong)(yong)的(de)樹脂等原(yuan)材料性(xing)能有(you)關。3)如(ru)果(guo)出現部(bu)分導電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)損壞，需要整(zheng)個(ge)(ge)模塊(kuai)更換(huan)，將大(da)(da)大(da)(da)增加維(wei)護費用(yong)(yong)和難度。根據各企(qi)業發布的(de)環(huan)境(jing)監測報告顯示，導電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器粉(fen)塵(chen)(chen)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴(di)含(han)量(liang)：低于(yu)25mg/m3。目前(qian)，黃(huang)臺(tai)8號(hao)、9號(hao)2×300MW機(ji)組(zu)(zu)、上海(hai)石洞口300MW機(ji)組(zu)(zu)、蒙(meng)西300MW機(ji)組(zu)(zu)、白楊河兩臺(tai)300MW機(ji)組(zu)(zu)等都采用(yong)(yong)了導電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器。

3.3、柔(rou)性電(dian)極(ji)濕式電(dian)除塵器20世(shi)紀90年代末，俄(e)亥俄(e)州(zhou)立大學提出了柔性(xing)電極(ji)濕式(shi)電除塵技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公(gong)司和俄亥俄州立(li)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，我國早由山東大學和國(guo)電環保院共同研發，開始了柔性絕緣疏水纖維織物用于濕式(shi)除塵(chen)器的研究工(gong)作，并于2012年在(zai)益(yi)陽300MW燃煤(mei)機組中完成工業(ye)化應用。官網(wang)：goyd.cn通過(guo)相關資料顯(xian)示，耐腐蝕性優良的(de)柔(rou)性絕緣疏水(shui)纖(xian)維織物通過(guo)潤濕使其導電，可以形成(cheng)水(shui)膜，并靠重力(li)自流(liu)向下與煙氣(qi)分離，柔(rou)性織物材(cai)料作為收塵極布置(zhi)成(cheng)方(fang)形孔(kong)道(dao)(立式布置(zhi))，煙氣(qi)沿孔(kong)道(dao)流(liu)過(guo)。(1)柔(rou)性濕式電除塵器的(de)技術(shu)特點如下：1)柔(rou)性陽有(you)(you)重(zhong)量輕、防腐性能(neng)(neng)好的(de)特點。2)柔(rou)性絕緣疏水纖維本身的(de)結構(gou)特性，有(you)(you)利于表(biao)面(mian)形成均勻水膜，利用(yong)(yong)從煙(yan)(yan)氣(qi)中收集(ji)的(de)酸(suan)液帶(dai)出灰，實現自清灰，沖洗水量小。3)陽(yang)(yang)極部件可組(zu)裝拆卸(xie)，有(you)(you)利于后期(qi)的(de)維護和更換。(2)柔(rou)性濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵器存在的(de)問(wen)題(ti)如下：1)柔(rou)性陽(yang)(yang)極不耐(nai)高(gao)溫，煙(yan)(yan)氣(qi)溫度較高(gao)時，對陽(yang)(yang)極壽(shou)命有(you)(you)影響，嚴重(zhong)時可能(neng)(neng)燒蝕，使用(yong)(yong)壽(shou)命6年左(zuo)右。2)柔(rou)性纖維織物的(de)伸(shen)縮率較大，陽(yang)(yang)極布的(de)張緊程(cheng)度和浸水后發(fa)生的(de)伸(shen)縮都(dou)會影響實際的(de)極間(jian)距，進而影響到電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)穩定性、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)正常運(yun)行。3)煙(yan)(yan)氣(qi)流速較高(gao)，產(chan)生氣(qi)流帶(dai)出，PM2.5細微顆粒及氣(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)率低(di)。性能(neng)(neng)結果表(biao)明：粉塵去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(含(han)石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)(chu)率：≥70%;霧(wu)滴(di)含(han)量：低(di)于20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)益陽(yang)(yang)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)有(you)(you)限公司300MW機(ji)組(zu)，國電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)一(yi)體化有(you)(you)限公司一(yi)期(qi)600MW機(ji)組(zu)采用(yong)(yong)了(le)柔(rou)性電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極濕式(shi)靜電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵技術。

3.4、徑(jing)流(liu)(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器徑(jing)流(liu)(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器是北(bei)京華能達(da)公司自(zi)主研發的(de)具(ju)有自(zi)主知識(shi)產權(quan)的(de)除(chu)塵(chen)技(ji)(ji)術。與(yu)上(shang)述濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)靜電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器結(jie)構不(bu)同，該結(jie)構布置(zhi)是將(jiang)收塵(chen)陽(yang)極(ji)板(ban)垂直于氣流(liu)(liu)方向(xiang)，使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)場力(li)(li)與(yu)引(yin)風力(li)(li)的(de)方向(xiang)在同一水平線(xian)上(shang)，粉(fen)塵(chen)顆粒在引(yin)風力(li)(li)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)場力(li)(li)的(de)共(gong)同作用下(xia)，在新(xin)型陽(yang)極(ji)板(ban)上(shang)完成(cheng)(cheng)捕集。裝置(zhi)主要(yao)由(you)殼體(ti)、分(fen)布板(ban)、陽(yang)極(ji)裝置(zhi)、陰極(ji)裝置(zhi)、噴淋系(xi)統(tong)、熱風系(xi)統(tong)和(he)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源等組成(cheng)(cheng)。(1)徑(jing)流(liu)(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器的(de)技(ji)(ji)術特點如下(xia)：1)與(yu)煙氣接觸部位全部采用2205雙相不(bu)銹(xiu)鋼材質，具(ju)有強度高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐蝕(尤其對(dui)氯離子和(he)硫化物的(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕)等特性，使(shi)用壽命能夠(gou)達(da)到30年(nian)。2)新(xin)型陽(yang)極(ji)板(ban)的(de)通(tong)孔(kong)率達(da)到98%以上(shang)，其幾乎全通(tong)透的(de)結(jie)構大(da)大(da)降低了徑(jing)流(liu)(liu)式(shi)(shi)(shi)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)除(chu)塵(chen)器的(de)運行阻力(li)(li)，并且和(he)普通(tong)的(de)陽(yang)極(ji)板(ban)相比(bi)，相同體(ti)積下(xia)新(xin)型陽(yang)極(ji)板(ban)具(ju)有的集塵面積，相當(dang)于普通(tong)(tong)陽極(ji)板(ban)的20倍。3)陽極(ji)系(xi)統(tong)采用旋(xuan)(xuan)轉電極(ji)設計(ji)，在旋(xuan)(xuan)轉電極(ji)下部(bu)(bu)設立(li)獨立(li)的清洗(xi)(xi)室，由高壓噴嘴在旋(xuan)(xuan)轉電極(ji)內部(bu)(bu)向外沖洗(xi)(xi)網板(ban)，清洗(xi)(xi)網板(ban)后的污水(shui)通(tong)(tong)過排水(shui)泵和排污管(guan)道送入脫硫塔補水(shui)。在工程運(yun)行中，利用壓差監測，實現(xian)在線噴淋，無水(shui)循環(huan)系(xi)統(tong)，故(gu)耗水(shui)、耗電量(liang)小。(2)徑流濕式電除塵器(qi)存在的問(wen)題(ti)如(ru)下：1)由于接觸(chu)煙氣的部(bu)(bu)件全部(bu)(bu)采用2205雙相不(bu)銹鋼(gang)，前(qian)期成本(ben)投入較高。