慶陽濕式電除塵器

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、引言進入(ru)新世紀，隨(sui)著我(wo)國經濟的高速發展，火電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容量(liang)仍在不(bu)斷(duan)增長。按中電(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)力行業節能環保信息》推算，2015年(nian)，我(wo)國新增火電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容量(liang)約0.51億(yi)kW。根據電(dian)(dian)力規劃設計總院預測，到2020年(nian)，火(huo)電(dian)裝機容量(liang)將達到12.2億(yi)(yi)kW，新增裝機容量(liang)約(yue)為3億(yi)(yi)kW。火(huo)電(dian)廠的(de)快速(su)發展(zhan)導致了(le)大氣(qi)環境(jing)的(de)污(wu)染(ran)并引發了(le)公共環境(jing)及健(jian)康(kang)危機，

雖然(ran)采取一系列政策，大力推動煤炭清(qing)潔(jie)利(li)用(yong)與發展清(qing)潔(jie)能源，但(dan)由于我國(guo)燃煤發電的(de)基(ji)數較大(da)，火電廠仍將(jiang)是(shi)大(da)氣(qi)污染物的(de)主(zhu)要(yao)排(pai)(pai)放(fang)源之一(yi)，而降低排(pai)(pai)放(fang)強度(du)的(de)主(zhu)要(yao)措(cuo)施(shi)就是(shi)制(zhi)定和實(shi)施(shi)更加(jia)嚴格的(de)排(pai)(pai)放(fang)標(biao)準。

同時(shi)濕(shi)(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)作為燃煤電廠污染物控制(zhi)的精處(chu)理(li)技術設備，其處(chu)理(li)對象(xiang)為含(han)大量游離水的飽和濕(shi)(shi)煙氣(qi)(qi)，主要去(qu)除(chu)(chu)粉(fen)塵(chen)(含(han)石膏)、SO3、霧滴和有害氣(qi)(qi)體，并可(ke)(ke)有效控制(zhi)PM2.5的排放，本文介紹4種濕(shi)(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)技術，并從性能、可(ke)(ke)靠性及除(chu)(chu)塵(chen)效果等(deng)方(fang)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。在目(mu)前(qian)的(de)濕除技術(shu)中(zhong)，主要差別(bie)在于陽(yang)極板材質(zhi)的(de)選取及(ji)清(qing)灰(hui)(hui)(hui)(hui)技術(shu)。根據(ju)陽(yang)極材質(zhi)的(de)不同，主要分(fen)為(wei)不銹鋼濕式電除塵(chen)器(qi)、導電玻璃鋼電極濕式電除塵(chen)器(qi)、柔性(xing)電極濕式電除塵(chen)器(qi);根據(ju)清(qing)灰(hui)(hui)(hui)(hui)技術(shu)(即(ji)水(shui)(shui)膜的(de)形成原理(li))不同，分(fen)為(wei)水(shui)(shui)膜自清(qing)灰(hui)(hui)(hui)(hui)技術(shu)和水(shui)(shui)膜沖(chong)洗清(qing)灰(hui)(hui)(hui)(hui)技術(shu)，前(qian)者為(wei)間(jian)斷噴淋，靠煙氣中(zhong)的(de)水(shui)(shui)汽(qi)在陽(yang)極表面自凝結實(shi)現(xian)在線清(qing)灰(hui)(hui)(hui)(hui)，后者為(wei)通過噴淋水(shui)(shui)在陽(yang)極表面形成水(shui)(shui)膜清(qing)灰(hui)(hui)(hui)(hui)。

3、濕式電(dian)除塵(chen)器(qi)性(xing)能(neng)對比3.1、金屬電(dian)極(ji)濕式電(dian)除塵(chen)器(qi)20世紀(ji)90年代，為(wei)應對地(di)方環保法規提出的對煙塵(chen)排放控(kong)制的要求，日(ri)本三菱公司研發(fa)并(bing)建成濕式電(dian)除塵(chen)器(qi)，用于燃煤(mei)電(dian)廠(chang)的煙塵(chen)治理。

2006年，專門針對PM2.5提出控制要求，在(zai)(zai)(zai)燃煤電(dian)(dian)(dian)廠安裝(zhuang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器。目前我國(guo)通過引進技(ji)術并優化設計，已掌握其核心技(ji)術。(1)金屬電(dian)(dian)(dian)極濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器的技(ji)術特(te)點(dian)如下：1)大(da)多采(cai)用臥式(shi)布置，氣流沿(yan)水平(ping)方向進出，煙氣流速較(jiao)低(流速在(zai)(zai)(zai)2.5m/s左右)，能有效控制氣流帶(dai)出粉塵(chen)，提高(gao)(gao)PM2.5細(xi)微顆粒及氣溶膠脫除效率(lv)。2)陰陽極均平(ping)行于氣流方向布置，金屬極板(ban)采(cai)用懸掛(gua)方式(shi)，極板(ban)通過懸掛(gua)梁固定于殼(ke)體中，電(dian)(dian)(dian)暈電(dian)(dian)(dian)極采(cai)用框(kuang)架式(shi)結構，通過吊(diao)(diao)桿(gan)吊(diao)(diao)掛(gua)在(zai)(zai)(zai)殼(ke)體中。這種安裝(zhuang)方式(shi)由于陰陽極不易變(bian)形，極間(jian)距(ju)有保證(zheng)，故電(dian)(dian)(dian)場穩定性好，運(yun)(yun)行電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)(gao)。3)耐高(gao)(gao)溫，脫硫系統出現故障時(shi)，可以在(zai)(zai)(zai)較(jiao)高(gao)(gao)的煙氣溫度下運(yun)(yun)行。

(2)金屬電極濕式(shi)電除塵器(qi)存(cun)在的問題如下：

1)陽極(ji)板(ban)(ban)一(yi)般高度在(zai)8～10m左(zuo)右，要(yao)(yao)形(xing)成(cheng)均(jun)勻的水(shui)膜對陽極(ji)板(ban)(ban)的設計、制造、安裝及維護有嚴格的要(yao)(yao)求，更(geng)換時難度較(jiao)大(da)。2)極(ji)板(ban)(ban)材(cai)質多采(cai)(cai)用(yong)(yong)316L，需(xu)要(yao)(yao)通過水(shui)膜保護以防(fang)腐蝕，一(yi)旦水(shui)膜保護出現(xian)失效，造成(cheng)極(ji)板(ban)(ban)腐蝕嚴重，甚至(zhi)喪(sang)失除塵效率。3)清灰方式(shi)(shi)采(cai)(cai)用(yong)(yong)在(zai)線單線連續噴淋工藝(yi)，需(xu)要(yao)(yao)設置(zhi)專門的水(shui)處(chu)理系統，噴淋水(shui)經NaOH水(shui)溶液中和后循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)(yong)，這種清灰方式(shi)(shi)對于水(shui)耗、電(dian)耗、堿的消耗較(jiao)大(da)，對噴嘴性能要(yao)(yao)求更(geng)高。根(gen)據各企業(ye)發布的環(huan)境監測報告顯(xian)示，金屬(shu)電(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵器粉(fen)塵去除率(粉(fen)塵+石膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含(han)量：低于20mg/m3。目(mu)前(qian)，浙江嘉興三(san)期2×1000MW機組(zu)、大(da)唐(tang)黃(huang)島電(dian)廠670MW機組(zu)、神華國華舟(zhou)山電(dian)廠350MW機組(zu)等都采(cai)(cai)用(yong)(yong)了金屬(shu)極(ji)板(ban)(ban)濕(shi)式(shi)(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(dao)(dao)電(dian)玻(bo)璃鋼濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器的技術特點如下(xia)(xia)(xia)(xia)：1)導(dao)(dao)電(dian)玻(bo)璃鋼具(ju)有(you)(you)(you)重(zhong)量輕、比強度(du)(du)高(gao)(gao)(gao)、耐腐蝕等特性(xing)。2)收塵(chen)(chen)極組件(jian)采用(yong)(yong)(yong)工廠成型，實(shi)現整體(ti)模塊化，有(you)(you)(you)利于(yu)(yu)保證安(an)裝(zhuang)精度(du)(du)。3)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器運(yun)行時(shi)，收集(ji)下(xia)(xia)(xia)(xia)來(lai)的液(ye)滴(di)在(zai)沉(chen)淀極表面形成液(ye)膜，由(you)于(yu)(yu)玻(bo)璃鋼具(ju)有(you)(you)(you)很強的疏水(shui)性(xing)，能(neng)有(you)(you)(you)效阻(zu)隔粉(fen)塵(chen)(chen)和石膏(gao)對沉(chen)淀極壁的粘接，靠重(zhong)力自(zi)流(liu)至(zhi)下(xia)(xia)(xia)(xia)部集(ji)液(ye)槽(cao)。4)為(wei)防止少量煙(yan)塵(chen)(chen)的沉(chen)積(ji)，在(zai)沉(chen)淀極管上部設(she)置一層間(jian)斷噴淋裝(zhuang)置，將(jiang)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器分為(wei)多個電(dian)場(chang)(chang)，當需要(yao)進行間(jian)斷沖(chong)(chong)洗(xi)時(shi)，控制(zhi)系統自(zi)動停掉其中一個電(dian)場(chang)(chang)或將(jiang)電(dian)場(chang)(chang)降壓運(yun)行，沖(chong)(chong)洗(xi)結束后開啟該(gai)電(dian)場(chang)(chang)。由(you)于(yu)(yu)耗水(shui)量較(jiao)小，集(ji)液(ye)槽(cao)中的收集(ji)液(ye)可返回(hui)脫硫(liu)塔內循環使用(yong)(yong)(yong)。(2)導(dao)(dao)電(dian)玻(bo)璃鋼濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器存在(zai)的問(wen)題如下(xia)(xia)(xia)(xia)：1)煙(yan)氣(qi)流(liu)速(su)在(zai)2.5m/s左右時(shi)，PM2.5細微顆粒及(ji)氣(qi)溶膠(jiao)脫除(chu)(chu)率(lv)高(gao)(gao)(gao)，提(ti)高(gao)(gao)(gao)煙(yan)氣(qi)流(liu)速(su)后，影(ying)響(xiang)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)性(xing)能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下(xia)(xia)(xia)(xia)長期(qi)使用(yong)(yong)(yong)，煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)(du)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)時(shi)對陽極板壽命有(you)(you)(you)影(ying)響(xiang)，嚴重(zhong)時(shi)可能(neng)燒灼。FRP的使用(yong)(yong)(yong)壽命在(zai)10～15年左右，與(yu)產(chan)品(pin)的質量及(ji)制(zhi)作(zuo)產(chan)品(pin)所用(yong)(yong)(yong)的樹(shu)脂等原材料性(xing)能(neng)有(you)(you)(you)關。3)如果出(chu)現部分導(dao)(dao)電(dian)玻(bo)璃鋼損壞，需要(yao)整個模塊更(geng)換，將(jiang)大大增加維護(hu)費用(yong)(yong)(yong)和難度(du)(du)。根(gen)據各企業發布的環境監(jian)測報告顯示，導(dao)(dao)電(dian)玻(bo)璃鋼濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器粉(fen)塵(chen)(chen)去除(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴(di)含量：低于(yu)(yu)25mg/m3。目前，黃(huang)臺(tai)8號、9號2×300MW機組、上海(hai)石洞(dong)口300MW機組、蒙西300MW機組、白楊河兩(liang)臺(tai)300MW機組等都采用(yong)(yong)(yong)了導(dao)(dao)電(dian)玻(bo)璃鋼濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器。

3.3、柔性(xing)電(dian)極濕(shi)式電(dian)除塵器20世紀90年(nian)代(dai)末，俄(e)亥俄(e)州立大學提出了柔(rou)性電(dian)極濕式電(dian)除塵(chen)技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州(zhou)立大學(xue)共同研(yan)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)大學和國電環(huan)保(bao)院共同研(yan)發，開始了柔(rou)性絕緣疏水纖(xian)維織物用于(yu)濕式除塵器(qi)的研(yan)究工作，并于(yu)2012年在益(yi)陽300MW燃煤機組中(zhong)完成(cheng)工(gong)業化應用(yong)。官網：goyd.cn通過相關資料(liao)(liao)顯(xian)示，耐腐蝕性(xing)(xing)優良的柔性(xing)(xing)絕緣(yuan)疏水(shui)纖維織物通過潤濕(shi)使其導(dao)電，可以(yi)形成(cheng)水(shui)膜，并靠重力自流向(xiang)下(xia)與煙(yan)氣分離，柔性(xing)(xing)織物材料(liao)(liao)作為收塵極(ji)布置成(cheng)方(fang)形孔道(立式布置)，煙(yan)氣沿孔道流過。(1)柔性(xing)(xing)濕(shi)式電除塵器的技術特點如下(xia)：1)柔性(xing)(xing)陽(yang)有重量輕、防(fang)腐性(xing)(xing)能好(hao)的特點。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)絕(jue)緣疏水(shui)(shui)纖維(wei)(wei)本身的結(jie)構特性(xing)(xing)，有利(li)于(yu)(yu)(yu)表(biao)面(mian)形成均(jun)勻水(shui)(shui)膜(mo)，利(li)用(yong)(yong)從煙氣(qi)(qi)中收集的酸液帶(dai)出(chu)灰，實(shi)現自清灰，沖洗水(shui)(shui)量小(xiao)。3)陽(yang)極部(bu)件可(ke)組(zu)裝(zhuang)拆卸，有利(li)于(yu)(yu)(yu)后(hou)(hou)期的維(wei)(wei)護和更(geng)換。(2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器存在的問題如下(xia)：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)陽(yang)極不耐高(gao)溫，煙氣(qi)(qi)溫度較(jiao)高(gao)時，對陽(yang)極壽命(ming)有影(ying)(ying)(ying)響，嚴重時可(ke)能燒蝕，使用(yong)(yong)壽命(ming)6年(nian)左(zuo)右。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)纖維(wei)(wei)織物的伸(shen)縮率(lv)(lv)較(jiao)大，陽(yang)極布的張緊程度和浸水(shui)(shui)后(hou)(hou)發(fa)生的伸(shen)縮都(dou)會影(ying)(ying)(ying)響實(shi)際的極間距，進而影(ying)(ying)(ying)響到電(dian)(dian)場的穩定性(xing)(xing)、電(dian)(dian)壓的正常運行(xing)。3)煙氣(qi)(qi)流(liu)速(su)較(jiao)高(gao)，產(chan)生氣(qi)(qi)流(liu)帶(dai)出(chu)，PM2.5細(xi)微顆粒及氣(qi)(qi)溶膠脫除(chu)(chu)率(lv)(lv)低(di)。性(xing)(xing)能結(jie)果表(biao)明：粉(fen)塵去除(chu)(chu)率(lv)(lv)(含(han)石膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低(di)于(yu)(yu)(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)益陽(yang)發(fa)電(dian)(dian)有限公司300MW機(ji)(ji)組(zu)，國電(dian)(dian)滎陽(yang)煤電(dian)(dian)一體化(hua)有限公司一期600MW機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用(yong)(yong)了(le)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)電(dian)(dian)極濕式(shi)靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵技術。

3.4、徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器是(shi)北京華能(neng)達公司自主研發(fa)的具(ju)有(you)(you)(you)自主知識產權的除(chu)塵(chen)技(ji)術。與上(shang)述濕(shi)(shi)式(shi)(shi)靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器結構不同，該結構布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)將收塵(chen)陽極板垂直于氣(qi)流(liu)方向，使電(dian)(dian)(dian)場力與引(yin)風力的方向在同一水平線上(shang)，粉塵(chen)顆粒在引(yin)風力與電(dian)(dian)(dian)場力的共同作用下，在新型(xing)陽極板上(shang)完成捕集。裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)主要(yao)由殼體、分布(bu)板、陽極裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)、陰(yin)極裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)、噴淋(lin)系(xi)統、熱風系(xi)統和(he)供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)源等組成。(1)徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器的技(ji)術特點如下：1)與煙(yan)氣(qi)接(jie)觸部(bu)位(wei)全部(bu)采用2205雙相不銹鋼(gang)材(cai)質，具(ju)有(you)(you)(you)強度高、耐高溫、耐腐蝕(尤其對氯離子和(he)硫化(hua)物的應力腐蝕)等特性(xing)，使用壽命能(neng)夠達到30年。2)新型(xing)陽極板的通(tong)孔率達到98%以上(shang)，其幾乎(hu)全通(tong)透的結構大大降低(di)了徑流(liu)式(shi)(shi)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)除(chu)塵(chen)器的運(yun)行阻(zu)力，并且和(he)普(pu)通(tong)的陽極板相比，相同體積(ji)下新型(xing)陽極板具(ju)有(you)(you)(you)的集塵面積，相當于普通陽極(ji)(ji)(ji)板(ban)的20倍(bei)。3)陽極(ji)(ji)(ji)系統采用(yong)旋(xuan)轉電極(ji)(ji)(ji)設計，在旋(xuan)轉電極(ji)(ji)(ji)下部(bu)設立獨(du)立的清(qing)(qing)洗(xi)室，由高壓(ya)噴嘴(zui)在旋(xuan)轉電極(ji)(ji)(ji)內部(bu)向外沖洗(xi)網板(ban)，清(qing)(qing)洗(xi)網板(ban)后的污水(shui)通過排(pai)水(shui)泵和排(pai)污管道(dao)送(song)入脫硫塔補水(shui)。在工(gong)程運行中，利用(yong)壓(ya)差監測，實現在線噴淋，無水(shui)循(xun)環系統，故耗(hao)水(shui)、耗(hao)電量小。(2)徑流濕式電除塵器存(cun)在的問題如(ru)下：1)由于接觸煙氣的部(bu)件全部(bu)采用(yong)2205雙相不銹鋼，前期(qi)成本投(tou)入較高。