四平濕式電除塵器

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(shi)紀，隨著我國(guo)經濟的高速發展，火電(dian)裝機容量(liang)仍在不斷增(zeng)長。按中電(dian)聯《電(dian)力(li)行業節能環保信息》推算，2015年(nian)(nian)，我國(guo)新增(zeng)火電(dian)裝機容量(liang)約(yue)0.51億kW。根據電(dian)力(li)規劃(hua)設計總(zong)院預(yu)測(ce)，到2020年(nian)(nian)，火電(dian)裝(zhuang)機(ji)容量(liang)將達到12.2億(yi)kW，新增裝(zhuang)機(ji)容量(liang)約為3億(yi)kW。火電(dian)廠的快速(su)發(fa)展導致了(le)(le)大氣環境的污染并引發(fa)了(le)(le)公共環境及健康危機(ji)，

雖(sui)然采(cai)取(qu)一系列政策，大力推(tui)動煤(mei)炭(tan)清潔利用(yong)與(yu)發展清潔能源，但由于我國燃煤發電的(de)基數較大，火(huo)電廠仍(reng)將是(shi)大氣污染物的(de)主要(yao)排(pai)放(fang)源之一(yi)，而降低排(pai)放(fang)強度(du)的(de)主要(yao)措(cuo)施(shi)就是(shi)制定和實施(shi)更加嚴格的(de)排(pai)放(fang)標準(zhun)。

同時濕式電除(chu)塵器作(zuo)為燃(ran)煤電廠污染物(wu)控(kong)制(zhi)的精處理(li)技術設備，其處理(li)對(dui)象為含(han)大量游離水的飽和(he)濕煙氣，主要去除(chu)粉(fen)塵(含(han)石膏)、SO3、霧(wu)滴(di)和(he)有害氣體，并可(ke)有效(xiao)(xiao)控(kong)制(zhi)PM2.5的排(pai)放，本(ben)文介紹4種濕式電除(chu)塵器技術，并從(cong)性能、可(ke)靠(kao)性及(ji)除(chu)塵效(xiao)(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(zai)(zai)目前(qian)的濕(shi)除(chu)技術(shu)中(zhong)，主(zhu)(zhu)要(yao)差別(bie)在(zai)(zai)于陽極(ji)板材質的選取及清(qing)(qing)(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)。根據陽極(ji)材質的不(bu)同，主(zhu)(zhu)要(yao)分為(wei)(wei)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)濕(shi)式(shi)電除(chu)塵(chen)器、導電玻璃鋼(gang)電極(ji)濕(shi)式(shi)電除(chu)塵(chen)器、柔性電極(ji)濕(shi)式(shi)電除(chu)塵(chen)器;根據清(qing)(qing)(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)(即(ji)水(shui)(shui)膜(mo)的形成(cheng)原理)不(bu)同，分為(wei)(wei)水(shui)(shui)膜(mo)自清(qing)(qing)(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)和水(shui)(shui)膜(mo)沖洗(xi)清(qing)(qing)(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)，前(qian)者為(wei)(wei)間斷噴淋，靠煙氣中(zhong)的水(shui)(shui)汽(qi)在(zai)(zai)陽極(ji)表面(mian)自凝結實現在(zai)(zai)線清(qing)(qing)(qing)灰(hui)(hui)，后者為(wei)(wei)通(tong)過噴淋水(shui)(shui)在(zai)(zai)陽極(ji)表面(mian)形成(cheng)水(shui)(shui)膜(mo)清(qing)(qing)(qing)灰(hui)(hui)。

3、濕式(shi)電(dian)除塵器性能(neng)對(dui)(dui)比3.1、金屬電(dian)極濕式(shi)電(dian)除塵器20世紀90年代，為(wei)應對(dui)(dui)地方環(huan)保法規提(ti)出的對(dui)(dui)煙塵排放控制的要求(qiu)，日本三(san)菱(ling)公(gong)司研(yan)發并建成濕式(shi)電(dian)除塵器，用(yong)于燃煤電(dian)廠的煙塵治理。

2006年，專(zhuan)門針對PM2.5提(ti)出(chu)控制要求，在燃煤電(dian)(dian)廠安裝濕(shi)式電(dian)(dian)除塵(chen)器。目前我國通(tong)過引進技術并優(you)化設計，已掌握其核心技術。(1)金屬電(dian)(dian)極濕(shi)式電(dian)(dian)除塵(chen)器的技術特點如(ru)下：1)大(da)多(duo)采用臥(wo)式布(bu)置(zhi)，氣(qi)流(liu)(liu)沿水平(ping)方(fang)向進出(chu)，煙氣(qi)流(liu)(liu)速(su)較低(流(liu)(liu)速(su)在2.5m/s左右(you))，能(neng)有效控制氣(qi)流(liu)(liu)帶(dai)出(chu)粉塵(chen)，提(ti)高PM2.5細微(wei)顆粒及(ji)氣(qi)溶膠脫除效率。2)陰(yin)陽極均平(ping)行于(yu)(yu)氣(qi)流(liu)(liu)方(fang)向布(bu)置(zhi)，金屬極板采用懸掛方(fang)式，極板通(tong)過懸掛梁固(gu)定于(yu)(yu)殼(ke)體中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極采用框架式結構，通(tong)過吊桿吊掛在殼(ke)體中。這種安裝方(fang)式由于(yu)(yu)陰(yin)陽極不易變形(xing)，極間距(ju)有保證，故電(dian)(dian)場穩定性好，運行電(dian)(dian)壓(ya)高。3)耐高溫(wen)，脫硫系統出(chu)現故障(zhang)時，可以(yi)在較高的煙氣(qi)溫(wen)度下運行。

(2)金(jin)屬電(dian)(dian)極濕式電(dian)(dian)除塵器(qi)存在的問題如下：

1)陽極(ji)板(ban)一般高度在8～10m左右，要(yao)形成均(jun)勻的(de)水膜對(dui)陽極(ji)板(ban)的(de)設(she)計、制造(zao)、安裝及維護(hu)有嚴(yan)格的(de)要(yao)求(qiu)，更(geng)換時難度較(jiao)大。2)極(ji)板(ban)材質多采用316L，需要(yao)通過水膜保(bao)護(hu)以(yi)防腐(fu)蝕，一旦水膜保(bao)護(hu)出現失效，造(zao)成極(ji)板(ban)腐(fu)蝕嚴(yan)重，甚至喪失除(chu)塵(chen)效率(lv)(lv)。3)清灰(hui)方式(shi)(shi)采用在線(xian)單線(xian)連續噴淋工藝，需要(yao)設(she)置(zhi)專(zhuan)門的(de)水處理系統，噴淋水經(jing)NaOH水溶液中和后循環使用，這(zhe)種清灰(hui)方式(shi)(shi)對(dui)于(yu)水耗、電(dian)(dian)耗、堿的(de)消耗較(jiao)大，對(dui)噴嘴(zui)性能要(yao)求(qiu)更(geng)高。根據各企業發布的(de)環境監測(ce)報告顯示(shi)，金屬電(dian)(dian)極(ji)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器粉(fen)塵(chen)去除(chu)率(lv)(lv)(粉(fen)塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴含量：低(di)于(yu)20mg/m3。目前，浙江(jiang)嘉興(xing)三期(qi)2×1000MW機組(zu)、大唐黃(huang)島電(dian)(dian)廠670MW機組(zu)、神華(hua)國華(hua)舟山電(dian)(dian)廠350MW機組(zu)等都(dou)采用了(le)金屬極(ji)板(ban)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)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)玻(bo)璃(li)鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的(de)技術(shu)特點如(ru)下(xia)(xia)：1)導電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)具有重(zhong)量(liang)(liang)(liang)輕、比強度高、耐(nai)腐蝕(shi)等特性(xing)。2)收塵(chen)(chen)極(ji)組(zu)(zu)件采用(yong)工廠成型，實現整體(ti)模塊化，有利于(yu)(yu)保證安裝精(jing)度。3)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)運行(xing)時(shi)(shi)，收集(ji)下(xia)(xia)來(lai)的(de)液滴(di)(di)在(zai)(zai)沉(chen)淀(dian)(dian)極(ji)表面形成液膜，由于(yu)(yu)玻(bo)璃(li)鋼(gang)具有很強的(de)疏水(shui)性(xing)，能(neng)有效阻隔(ge)粉塵(chen)(chen)和(he)石膏對沉(chen)淀(dian)(dian)極(ji)壁的(de)粘(zhan)接，靠重(zhong)力(li)自流至(zhi)下(xia)(xia)部(bu)集(ji)液槽。4)為防止少量(liang)(liang)(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)的(de)沉(chen)積(ji)，在(zai)(zai)沉(chen)淀(dian)(dian)極(ji)管上(shang)部(bu)設置一層間斷噴淋裝置，將濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)分(fen)為多個(ge)電(dian)(dian)場，當需(xu)要進行(xing)間斷沖(chong)(chong)洗時(shi)(shi)，控(kong)制系統自動停掉其中一個(ge)電(dian)(dian)場或(huo)將電(dian)(dian)場降壓運行(xing)，沖(chong)(chong)洗結(jie)束后(hou)(hou)開(kai)啟該電(dian)(dian)場。由于(yu)(yu)耗水(shui)量(liang)(liang)(liang)較(jiao)小(xiao)，集(ji)液槽中的(de)收集(ji)液可返回脫(tuo)硫塔內循環使(shi)用(yong)。(2)導電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)存在(zai)(zai)的(de)問題如(ru)下(xia)(xia)：1)煙(yan)氣流速(su)在(zai)(zai)2.5m/s左右時(shi)(shi)，PM2.5細微顆粒及氣溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)率高，提高煙(yan)氣流速(su)后(hou)(hou)，影(ying)響除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)性(xing)能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在(zai)(zai)高溫下(xia)(xia)長期使(shi)用(yong)，煙(yan)氣溫度較(jiao)高時(shi)(shi)對陽極(ji)板(ban)壽(shou)命(ming)有影(ying)響，嚴重(zhong)時(shi)(shi)可能(neng)燒灼。FRP的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)在(zai)(zai)10～15年左右，與(yu)產品的(de)質量(liang)(liang)(liang)及制作產品所用(yong)的(de)樹脂等原材料性(xing)能(neng)有關。3)如(ru)果出現部(bu)分(fen)導電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)損壞，需(xu)要整個(ge)模塊更換，將大大增加維護費用(yong)和(he)難度。根據(ju)各企業(ye)發布的(de)環境(jing)監測報告顯示，導電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)粉塵(chen)(chen)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率(粉塵(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率：≥70%;霧滴(di)(di)含(han)量(liang)(liang)(liang)：低于(yu)(yu)25mg/m3。目前，黃(huang)臺8號(hao)(hao)、9號(hao)(hao)2×300MW機(ji)組(zu)(zu)、上(shang)海石洞口300MW機(ji)組(zu)(zu)、蒙西(xi)300MW機(ji)組(zu)(zu)、白楊河兩臺300MW機(ji)組(zu)(zu)等都(dou)采用(yong)了導電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔性電極濕(shi)式電除塵器20世(shi)紀90年代末(mo)，俄(e)(e)亥俄(e)(e)州立大學提(ti)出了(le)柔性電極濕式電除塵技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和俄亥(hai)俄州立大學共同(tong)研究制作(zuo)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電環保院共同研發，開始了(le)柔(rou)性絕(jue)緣疏水纖維織(zhi)物用于濕(shi)式(shi)除塵(chen)器的研究工作，并(bing)于2012年在益陽300MW燃煤機(ji)組中完成工業化應用。官網：goyd.cn通過(guo)相關資料顯示，耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)優良的柔(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水纖維織物通過(guo)潤濕使其導電，可以形(xing)成水膜(mo)，并靠重力自流(liu)(liu)向下(xia)(xia)與(yu)煙氣(qi)分離，柔(rou)性(xing)(xing)織物材料作(zuo)為(wei)收塵(chen)極(ji)布置成方形(xing)孔道(dao)(立式布置)，煙氣(qi)沿孔道(dao)流(liu)(liu)過(guo)。(1)柔(rou)性(xing)(xing)濕式電除塵(chen)器的技(ji)術特點如(ru)下(xia)(xia)：1)柔(rou)性(xing)(xing)陽有重(zhong)量輕、防腐性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)特點。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)絕緣疏水(shui)(shui)纖(xian)維(wei)(wei)本身的(de)(de)結構特性(xing)(xing)(xing)(xing)，有利(li)于(yu)(yu)表面形成均勻水(shui)(shui)膜，利(li)用(yong)從(cong)煙(yan)氣(qi)(qi)中收集的(de)(de)酸液帶出灰(hui)，實現自清灰(hui)，沖洗水(shui)(shui)量小。3)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)部(bu)件可組裝拆卸，有利(li)于(yu)(yu)后期的(de)(de)維(wei)(wei)護和更換。(2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵器存在的(de)(de)問題如下(xia)：1)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)不耐高溫，煙(yan)氣(qi)(qi)溫度較(jiao)高時(shi)，對(dui)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)壽命有影響(xiang)，嚴重(zhong)時(shi)可能(neng)燒蝕(shi)，使用(yong)壽命6年左右(you)。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)纖(xian)維(wei)(wei)織物(wu)的(de)(de)伸縮率較(jiao)大(da)，陽(yang)(yang)極(ji)(ji)布的(de)(de)張(zhang)緊程度和浸水(shui)(shui)后發(fa)生(sheng)的(de)(de)伸縮都會影響(xiang)實際(ji)的(de)(de)極(ji)(ji)間距，進而影響(xiang)到電(dian)場的(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、電(dian)壓的(de)(de)正常運(yun)行。3)煙(yan)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)速較(jiao)高，產(chan)生(sheng)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)帶出，PM2.5細(xi)微顆粒(li)及氣(qi)(qi)溶(rong)膠脫除(chu)(chu)率低。性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)結果表明：粉塵去(qu)除(chu)(chu)率(含(han)石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含(han)量：低于(yu)(yu)20mg/m3。目(mu)前，國電(dian)益陽(yang)(yang)發(fa)電(dian)有限公司(si)(si)300MW機組，國電(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)一體化有限公司(si)(si)一期600MW機組采用(yong)了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式(shi)靜電(dian)除(chu)(chu)塵技術。

3.4、徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)是北京華(hua)能(neng)達公司自主研發的(de)(de)具有自主知識產權(quan)的(de)(de)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)技術。與(yu)上(shang)述濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)靜電除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)結構不(bu)同，該結構布置(zhi)是將(jiang)收塵(chen)(chen)(chen)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)垂直于氣流(liu)方向(xiang)，使(shi)電場力(li)(li)(li)與(yu)引(yin)風力(li)(li)(li)的(de)(de)方向(xiang)在(zai)同一水平線(xian)上(shang)，粉塵(chen)(chen)(chen)顆粒在(zai)引(yin)風力(li)(li)(li)與(yu)電場力(li)(li)(li)的(de)(de)共(gong)同作(zuo)用(yong)下(xia)，在(zai)新型陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)上(shang)完(wan)成(cheng)捕集。裝(zhuang)置(zhi)主要由殼體、分布板(ban)(ban)、陽(yang)(yang)極(ji)(ji)裝(zhuang)置(zhi)、陰極(ji)(ji)裝(zhuang)置(zhi)、噴淋系統(tong)、熱風系統(tong)和供電電源等(deng)組(zu)成(cheng)。(1)徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)技術特點如下(xia)：1)與(yu)煙氣接觸部位全部采(cai)用(yong)2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼材質，具有強度高(gao)(gao)、耐高(gao)(gao)溫、耐腐蝕(shi)(尤其(qi)對氯(lv)離子(zi)和硫(liu)化物的(de)(de)應力(li)(li)(li)腐蝕(shi))等(deng)特性，使(shi)用(yong)壽命能(neng)夠達到(dao)(dao)30年。2)新型陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)的(de)(de)通(tong)孔率達到(dao)(dao)98%以上(shang)，其(qi)幾(ji)乎全通(tong)透的(de)(de)結構大大降(jiang)低(di)了徑流(liu)式(shi)(shi)(shi)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)(shi)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)運行阻力(li)(li)(li)，并(bing)且和普通(tong)的(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)相(xiang)比，相(xiang)同體積下(xia)新型陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)具有的集(ji)塵面(mian)積(ji)，相當于(yu)普通陽(yang)極(ji)板(ban)(ban)的20倍。3)陽(yang)極(ji)系統采用(yong)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)電(dian)(dian)極(ji)設(she)計，在(zai)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)電(dian)(dian)極(ji)下(xia)部設(she)立獨立的清洗室(shi)，由(you)高壓(ya)噴(pen)嘴在(zai)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)電(dian)(dian)極(ji)內部向外沖洗網板(ban)(ban)，清洗網板(ban)(ban)后的污水(shui)(shui)通過排(pai)水(shui)(shui)泵和排(pai)污管道送入(ru)脫硫(liu)塔補(bu)水(shui)(shui)。在(zai)工(gong)程運行中，利用(yong)壓(ya)差監測，實現在(zai)線噴(pen)淋，無水(shui)(shui)循環(huan)系統，故耗水(shui)(shui)、耗電(dian)(dian)量小。(2)徑(jing)流濕式(shi)電(dian)(dian)除塵器(qi)存在(zai)的問題如下(xia)：1)由(you)于(yu)接觸(chu)煙氣的部件全部采用(yong)2205雙相不銹鋼(gang)，前期成本投入(ru)較高。