石河子濕式電除塵器

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、引言進入新世紀(ji)，隨著我國經濟的高(gao)速發展(zhan)，火(huo)(huo)電(dian)(dian)裝機容量仍在不斷(duan)增長。按中電(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)力(li)行業節能環(huan)保信息》推算，2015年，我國新增火(huo)(huo)電(dian)(dian)裝機容量約0.51億kW。根據電(dian)(dian)力(li)規(gui)劃設計總院預測，到(dao)2020年，火電(dian)裝機(ji)容(rong)量(liang)將(jiang)達到12.2億(yi)kW，新增裝機(ji)容(rong)量(liang)約為3億(yi)kW。火電(dian)廠的快速(su)發展導致了大氣環境的污(wu)染并引發了公共環境及健康危機(ji)，

雖(sui)然采(cai)取一系(xi)列政策，大力推動煤炭清潔利(li)用與發(fa)展清潔能(neng)源，但(dan)由于我國燃煤發(fa)電的(de)(de)基數較大，火電廠仍將是(shi)大氣(qi)污染(ran)物(wu)的(de)(de)主(zhu)要排放(fang)(fang)源之(zhi)一，而(er)降低排放(fang)(fang)強(qiang)度的(de)(de)主(zhu)要措施就是(shi)制(zhi)定和(he)實施更(geng)加嚴格的(de)(de)排放(fang)(fang)標準。

同時濕(shi)(shi)(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器作為燃煤電廠污染物(wu)控(kong)制的(de)精處理技術(shu)設備，其處理對(dui)象為含大量游(you)離(li)水的(de)飽和濕(shi)(shi)(shi)煙氣(qi)，主(zhu)要去除(chu)(chu)粉塵(chen)(含石(shi)膏)、SO3、霧(wu)滴和有害氣(qi)體，并可有效(xiao)控(kong)制PM2.5的(de)排放，本文(wen)介紹4種濕(shi)(shi)(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器技術(shu)，并從性能、可靠性及除(chu)(chu)塵(chen)效(xiao)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。在目前(qian)的濕(shi)(shi)除技(ji)術(shu)中，主要(yao)差別在于陽極(ji)板材(cai)質的選取及清(qing)(qing)(qing)灰技(ji)術(shu)。根(gen)據(ju)陽極(ji)材(cai)質的不同，主要(yao)分(fen)為(wei)(wei)不銹鋼濕(shi)(shi)式電(dian)除塵器(qi)、導(dao)電(dian)玻璃(li)鋼電(dian)極(ji)濕(shi)(shi)式電(dian)除塵器(qi)、柔性(xing)電(dian)極(ji)濕(shi)(shi)式電(dian)除塵器(qi);根(gen)據(ju)清(qing)(qing)(qing)灰技(ji)術(shu)(即水膜的形成(cheng)原(yuan)理(li))不同，分(fen)為(wei)(wei)水膜自清(qing)(qing)(qing)灰技(ji)術(shu)和水膜沖洗清(qing)(qing)(qing)灰技(ji)術(shu)，前(qian)者為(wei)(wei)間斷噴(pen)淋(lin)，靠(kao)煙氣中的水汽在陽極(ji)表面(mian)自凝結實現在線清(qing)(qing)(qing)灰，后者為(wei)(wei)通(tong)過噴(pen)淋(lin)水在陽極(ji)表面(mian)形成(cheng)水膜清(qing)(qing)(qing)灰。

3、濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器性(xing)能對(dui)比3.1、金屬電(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器20世紀90年代，為(wei)應對(dui)地方環保法規提出的對(dui)煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)排放控制的要(yao)求(qiu)，日本三(san)菱公司研發并(bing)建(jian)成濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器，用于燃煤電(dian)(dian)廠(chang)的煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)治(zhi)理。

2006年，專(zhuan)門針對PM2.5提(ti)出控(kong)制(zhi)要(yao)求，在燃(ran)煤電(dian)(dian)廠安(an)裝(zhuang)濕式電(dian)(dian)除(chu)塵器。目前我國通過(guo)引進(jin)技術并(bing)優化設(she)計，已掌握其核心(xin)技術。(1)金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕式電(dian)(dian)除(chu)塵器的技術特點如(ru)下(xia)(xia)：1)大多采(cai)用(yong)臥式布(bu)(bu)置(zhi)，氣(qi)(qi)(qi)流(liu)沿水平方向進(jin)出，煙氣(qi)(qi)(qi)流(liu)速較低(流(liu)速在2.5m/s左右)，能有效控(kong)制(zhi)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)帶出粉塵，提(ti)高(gao)(gao)PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)效率。2)陰陽極(ji)(ji)均(jun)平行于氣(qi)(qi)(qi)流(liu)方向布(bu)(bu)置(zhi)，金屬(shu)極(ji)(ji)板(ban)采(cai)用(yong)懸(xuan)掛(gua)方式，極(ji)(ji)板(ban)通過(guo)懸(xuan)掛(gua)梁固定于殼體中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)(ji)采(cai)用(yong)框(kuang)架式結構，通過(guo)吊桿吊掛(gua)在殼體中。這種安(an)裝(zhuang)方式由于陰陽極(ji)(ji)不(bu)易變形，極(ji)(ji)間距有保證，故(gu)(gu)電(dian)(dian)場穩定性好(hao)，運行電(dian)(dian)壓高(gao)(gao)。3)耐高(gao)(gao)溫，脫(tuo)硫系統出現故(gu)(gu)障(zhang)時，可以(yi)在較高(gao)(gao)的煙氣(qi)(qi)(qi)溫度下(xia)(xia)運行。

(2)金(jin)屬電極濕式(shi)電除塵(chen)器(qi)存在的(de)問題(ti)如下：

1)陽極(ji)板一(yi)(yi)般高度在(zai)(zai)8～10m左(zuo)右，要(yao)(yao)形成均勻的(de)水膜對(dui)陽極(ji)板的(de)設計、制(zhi)造(zao)、安裝及維護(hu)有嚴格的(de)要(yao)(yao)求，更(geng)換時難度較大(da)。2)極(ji)板材質(zhi)多采用316L，需要(yao)(yao)通過水膜保護(hu)以防腐蝕，一(yi)(yi)旦水膜保護(hu)出(chu)現失效，造(zao)成極(ji)板腐蝕嚴重，甚至喪失除(chu)塵效率(lv)。3)清(qing)灰(hui)方(fang)式(shi)(shi)采用在(zai)(zai)線單線連(lian)續噴淋工藝(yi)，需要(yao)(yao)設置專門的(de)水處(chu)理系統，噴淋水經NaOH水溶(rong)液中和后循環使用，這種清(qing)灰(hui)方(fang)式(shi)(shi)對(dui)于水耗(hao)、電(dian)(dian)耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較大(da)，對(dui)噴嘴性能(neng)要(yao)(yao)求更(geng)高。根據各企業發布的(de)環境監(jian)測報告顯示，金(jin)屬電(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵器粉(fen)塵去(qu)除(chu)率(lv)(粉(fen)塵+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前(qian)，浙(zhe)江嘉興三期2×1000MW機組、大(da)唐(tang)黃島電(dian)(dian)廠670MW機組、神(shen)華國華舟山電(dian)(dian)廠350MW機組等都采用了(le)金(jin)屬極(ji)板濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(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)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)技術特(te)點如(ru)下(xia)(xia)：1)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)(ju)有(you)(you)重量(liang)輕、比強度(du)高(gao)(gao)、耐腐蝕等(deng)特(te)性(xing)(xing)。2)收塵(chen)(chen)(chen)極(ji)(ji)組件采用(yong)(yong)(yong)工廠(chang)成(cheng)型，實現整(zheng)體模塊化，有(you)(you)利(li)于(yu)保證安裝精(jing)度(du)。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)運(yun)(yun)行時(shi)(shi)，收集(ji)(ji)(ji)下(xia)(xia)來的(de)液滴在(zai)(zai)沉淀極(ji)(ji)表面形成(cheng)液膜(mo)，由(you)于(yu)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)(ju)有(you)(you)很強的(de)疏水(shui)性(xing)(xing)，能(neng)有(you)(you)效阻隔粉塵(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏對沉淀極(ji)(ji)壁的(de)粘(zhan)接，靠重力自流至下(xia)(xia)部集(ji)(ji)(ji)液槽(cao)。4)為防止(zhi)少量(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)的(de)沉積，在(zai)(zai)沉淀極(ji)(ji)管上部設置(zhi)(zhi)一層間斷(duan)(duan)噴(pen)淋裝置(zhi)(zhi)，將(jiang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)分為多個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)，當需(xu)要進行間斷(duan)(duan)沖(chong)洗時(shi)(shi)，控制系統自動停掉其中一個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)或將(jiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)降壓運(yun)(yun)行，沖(chong)洗結束后(hou)(hou)開啟該電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)。由(you)于(yu)耗(hao)水(shui)量(liang)較(jiao)小，集(ji)(ji)(ji)液槽(cao)中的(de)收集(ji)(ji)(ji)液可返(fan)回脫硫塔內循環(huan)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)。(2)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)存在(zai)(zai)的(de)問題(ti)如(ru)下(xia)(xia)：1)煙(yan)氣流速在(zai)(zai)2.5m/s左右(you)時(shi)(shi)，PM2.5細微顆粒及(ji)氣溶膠脫除(chu)(chu)(chu)率(lv)高(gao)(gao)，提高(gao)(gao)煙(yan)氣流速后(hou)(hou)，影響除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)性(xing)(xing)能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫下(xia)(xia)長期使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)，煙(yan)氣溫度(du)較(jiao)高(gao)(gao)時(shi)(shi)對陽極(ji)(ji)板(ban)壽(shou)命(ming)有(you)(you)影響，嚴重時(shi)(shi)可能(neng)燒灼。FRP的(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)壽(shou)命(ming)在(zai)(zai)10～15年左右(you)，與產品的(de)質(zhi)量(liang)及(ji)制作(zuo)產品所(suo)用(yong)(yong)(yong)的(de)樹脂等(deng)原材料性(xing)(xing)能(neng)有(you)(you)關(guan)。3)如(ru)果出現部分導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)損壞，需(xu)要整(zheng)個(ge)模塊更(geng)換，將(jiang)大大增加維護費用(yong)(yong)(yong)和難度(du)。根據各企(qi)業發布的(de)環(huan)境監測報告顯示，導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)粉塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(粉塵(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量(liang)：低(di)于(yu)25mg/m3。目前，黃臺8號(hao)、9號(hao)2×300MW機(ji)組、上海石(shi)洞(dong)口(kou)300MW機(ji)組、蒙西300MW機(ji)組、白(bai)楊河兩臺300MW機(ji)組等(deng)都采用(yong)(yong)(yong)了(le)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔性電極濕(shi)式(shi)電除(chu)塵器20世紀(ji)90年(nian)代末，俄(e)(e)亥俄(e)(e)州立大學提(ti)出了柔性電極濕式電除(chu)塵技術(shu)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(you)山東大(da)學和國電環(huan)保院共同研發，開始了(le)柔(rou)性(xing)絕緣疏(shu)水(shui)纖維織物(wu)用于濕式除塵器的研究(jiu)工作，并(bing)于2012年在(zai)益陽300MW燃煤機組(zu)中完成工業化應用(yong)。官網：goyd.cn通過相(xiang)關資料顯示，耐腐蝕(shi)性(xing)優良的(de)(de)柔(rou)(rou)性(xing)絕緣疏水(shui)纖維織(zhi)物(wu)通過潤濕使(shi)其導電，可以形成水(shui)膜，并靠重力自流向下(xia)與煙氣(qi)分離，柔(rou)(rou)性(xing)織(zhi)物(wu)材(cai)料作為收(shou)塵極布置成方形孔(kong)道(dao)(立(li)式(shi)布置)，煙氣(qi)沿(yan)孔(kong)道(dao)流過。(1)柔(rou)(rou)性(xing)濕式(shi)電除塵器的(de)(de)技術特點如下(xia)：1)柔(rou)(rou)性(xing)陽有重(zhong)(zhong)量輕、防腐性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)(de)特點。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)絕緣疏水纖維本身的(de)(de)(de)結構(gou)特性(xing)(xing)(xing)(xing)，有利于(yu)表(biao)面形成均勻水膜(mo)，利用從(cong)煙氣中(zhong)收集(ji)的(de)(de)(de)酸液帶出灰，實現自清灰，沖(chong)洗水量小(xiao)。3)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)部件可組(zu)裝拆卸(xie)，有利于(yu)后(hou)期的(de)(de)(de)維護(hu)和(he)更(geng)換。(2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)濕式電(dian)除(chu)塵(chen)器存(cun)在的(de)(de)(de)問題如(ru)下(xia)：1)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)不耐高溫(wen)，煙氣溫(wen)度較高時，對陽(yang)極(ji)(ji)(ji)壽命(ming)有影(ying)響，嚴(yan)重(zhong)(zhong)時可能(neng)燒蝕(shi)，使用壽命(ming)6年左右(you)。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)纖維織物的(de)(de)(de)伸縮(suo)率(lv)較大，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)布的(de)(de)(de)張緊程度和(he)浸水后(hou)發生的(de)(de)(de)伸縮(suo)都會影(ying)響實際的(de)(de)(de)極(ji)(ji)(ji)間距，進而影(ying)響到電(dian)場的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、電(dian)壓的(de)(de)(de)正常運行(xing)。3)煙氣流速較高，產(chan)生氣流帶出，PM2.5細微顆粒(li)及氣溶(rong)膠脫除(chu)率(lv)低。性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)結果表(biao)明(ming)：粉塵(chen)去(qu)除(chu)率(lv)(含石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率(lv)：≥70%;霧滴(di)含量：低于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)益陽(yang)發電(dian)有限公(gong)(gong)司300MW機組(zu)，國電(dian)滎陽(yang)煤(mei)電(dian)一體化有限公(gong)(gong)司一期600MW機組(zu)采用了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式靜電(dian)除(chu)塵(chen)技(ji)術。

3.4、徑(jing)(jing)(jing)流(liu)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器徑(jing)(jing)(jing)流(liu)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器是北京華能達公(gong)司自主研(yan)發的(de)(de)具(ju)有(you)(you)自主知識(shi)產權的(de)(de)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)技術(shu)。與上(shang)述濕式(shi)靜電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器結(jie)構不同，該結(jie)構布置(zhi)是將收塵(chen)(chen)陽極(ji)(ji)板(ban)垂直于(yu)氣流(liu)方向，使電(dian)場(chang)力(li)(li)與引(yin)風(feng)力(li)(li)的(de)(de)方向在(zai)同一(yi)水平線(xian)上(shang)，粉塵(chen)(chen)顆粒在(zai)引(yin)風(feng)力(li)(li)與電(dian)場(chang)力(li)(li)的(de)(de)共同作用下，在(zai)新(xin)型陽極(ji)(ji)板(ban)上(shang)完成捕集。裝(zhuang)置(zhi)主要由殼(ke)體(ti)、分布板(ban)、陽極(ji)(ji)裝(zhuang)置(zhi)、陰極(ji)(ji)裝(zhuang)置(zhi)、噴(pen)淋系(xi)統(tong)(tong)、熱風(feng)系(xi)統(tong)(tong)和供電(dian)電(dian)源等組成。(1)徑(jing)(jing)(jing)流(liu)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器的(de)(de)技術(shu)特點如下：1)與煙氣接觸部位全部采(cai)用2205雙(shuang)相不銹鋼材質，具(ju)有(you)(you)強度高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐蝕(尤其對氯離子和硫(liu)化物的(de)(de)應力(li)(li)腐蝕)等特性，使用壽命能夠達到30年。2)新(xin)型陽極(ji)(ji)板(ban)的(de)(de)通(tong)孔率達到98%以(yi)上(shang)，其幾乎(hu)全通(tong)透的(de)(de)結(jie)構大(da)大(da)降低了徑(jing)(jing)(jing)流(liu)式(shi)濕式(shi)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器的(de)(de)運行(xing)阻(zu)力(li)(li)，并且和普(pu)通(tong)的(de)(de)陽極(ji)(ji)板(ban)相比，相同體(ti)積下新(xin)型陽極(ji)(ji)板(ban)具(ju)有(you)(you)的集塵面積(ji)，相當于普通(tong)陽極板(ban)的20倍。3)陽極系(xi)統(tong)采用(yong)旋轉(zhuan)(zhuan)電(dian)極設計，在(zai)(zai)(zai)旋轉(zhuan)(zhuan)電(dian)極下部(bu)設立(li)獨立(li)的清(qing)洗室，由高(gao)壓噴嘴在(zai)(zai)(zai)旋轉(zhuan)(zhuan)電(dian)極內部(bu)向(xiang)外沖洗網(wang)板(ban)，清(qing)洗網(wang)板(ban)后的污水(shui)通(tong)過(guo)排水(shui)泵和(he)排污管道送(song)入脫硫塔(ta)補水(shui)。在(zai)(zai)(zai)工程運(yun)行中，利用(yong)壓差監測，實現在(zai)(zai)(zai)線噴淋，無水(shui)循(xun)環系(xi)統(tong)，故耗(hao)(hao)水(shui)、耗(hao)(hao)電(dian)量小。(2)徑流濕(shi)式(shi)電(dian)除塵器(qi)存在(zai)(zai)(zai)的問題如下：1)由于接觸煙氣的部(bu)件全部(bu)采用(yong)2205雙相不(bu)銹鋼，前(qian)期成本投入較(jiao)高(gao)。