松原濕式電除塵器

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(jin)入新世紀，隨著(zhu)我國經(jing)濟的高速發展，火電裝(zhuang)機容(rong)量仍在不斷增(zeng)長。按中電聯《電力行業節能環保信息(xi)》推算，2015年，我國新增(zeng)火電裝(zhuang)機容(rong)量約0.51億kW。根據電力規劃(hua)設計總院預測，到2020年，火電(dian)裝(zhuang)機容量(liang)將達到12.2億(yi)kW，新增(zeng)裝(zhuang)機容量(liang)約(yue)為3億(yi)kW。火電(dian)廠(chang)的(de)快速發(fa)展導致了(le)大氣環境的(de)污(wu)染并(bing)引發(fa)了(le)公(gong)共環境及(ji)健康危機，

雖(sui)然采(cai)取一系列政策，大力推(tui)動煤炭清潔利(li)用與發展(zhan)清潔能源，但由于(yu)我國燃煤發電的(de)基(ji)數較大，火電廠仍將(jiang)是(shi)大氣(qi)污染物(wu)的(de)主要(yao)排(pai)放(fang)(fang)源之一，而降低(di)排(pai)放(fang)(fang)強度的(de)主要(yao)措施就是(shi)制定和(he)實施更加嚴(yan)格的(de)排(pai)放(fang)(fang)標準(zhun)。

同時濕式(shi)電(dian)除塵器作(zuo)為燃煤(mei)電(dian)廠(chang)污(wu)染物控制的(de)精處理技術(shu)設備，其處理對象為含(han)(han)大量游(you)離水的(de)飽和濕煙(yan)氣，主要去除粉塵(含(han)(han)石膏(gao))、SO3、霧滴和有害氣體，并(bing)可有效控制PM2.5的(de)排放，本文介紹4種濕式(shi)電(dian)除塵器技術(shu)，并(bing)從性能、可靠性及除塵效果等(deng)方(fang)面進(jin)行比(bi)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(de)(de)濕(shi)除(chu)(chu)技術中，主(zhu)要差別在(zai)(zai)(zai)于陽(yang)極(ji)(ji)板材(cai)質的(de)(de)選取及清灰技術。根據(ju)(ju)陽(yang)極(ji)(ji)材(cai)質的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同，主(zhu)要分為(wei)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)濕(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)、導電玻璃鋼(gang)(gang)電極(ji)(ji)濕(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)、柔性電極(ji)(ji)濕(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi);根據(ju)(ju)清灰技術(即水膜(mo)(mo)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)原理)不(bu)(bu)(bu)同，分為(wei)水膜(mo)(mo)自清灰技術和水膜(mo)(mo)沖洗清灰技術，前者(zhe)為(wei)間斷噴淋，靠(kao)煙氣中的(de)(de)水汽在(zai)(zai)(zai)陽(yang)極(ji)(ji)表(biao)面自凝結實現在(zai)(zai)(zai)線(xian)清灰，后者(zhe)為(wei)通過噴淋水在(zai)(zai)(zai)陽(yang)極(ji)(ji)表(biao)面形成(cheng)(cheng)水膜(mo)(mo)清灰。

3、濕(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)性能對比3.1、金屬電極濕(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)20世紀90年代，為應對地(di)方環保法規提出的對煙塵(chen)(chen)排放控制(zhi)的要(yao)求，日本三菱公司研發并(bing)建成濕(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)，用于燃煤電廠的煙塵(chen)(chen)治理。

2006年(nian)，專門針對PM2.5提(ti)出控(kong)制要求，在(zai)(zai)燃煤(mei)電(dian)廠安裝(zhuang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)除塵器。目前我(wo)國通過引進(jin)技術并優化設計(ji)，已掌(zhang)握其核心技術。(1)金(jin)屬(shu)電(dian)極濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)除塵器的技術特(te)點如(ru)下：1)大多采用臥式(shi)布置，氣流沿水平(ping)(ping)方(fang)(fang)(fang)向進(jin)出，煙(yan)氣流速(su)較(jiao)低(di)(流速(su)在(zai)(zai)2.5m/s左右)，能(neng)有效(xiao)控(kong)制氣流帶出粉塵，提(ti)高PM2.5細微(wei)顆(ke)粒及氣溶(rong)膠脫(tuo)除效(xiao)率。2)陰陽(yang)極均平(ping)(ping)行于氣流方(fang)(fang)(fang)向布置，金(jin)屬(shu)極板采用懸掛(gua)(gua)方(fang)(fang)(fang)式(shi)，極板通過懸掛(gua)(gua)梁(liang)固定(ding)于殼體中，電(dian)暈電(dian)極采用框架式(shi)結構，通過吊桿吊掛(gua)(gua)在(zai)(zai)殼體中。這種(zhong)安裝(zhuang)方(fang)(fang)(fang)式(shi)由(you)于陰陽(yang)極不易變(bian)形(xing)，極間距有保證，故電(dian)場穩定(ding)性好，運(yun)行電(dian)壓高。3)耐(nai)高溫(wen)，脫(tuo)硫系統出現故障時，可以在(zai)(zai)較(jiao)高的煙(yan)氣溫(wen)度下運(yun)行。

(2)金屬電(dian)極(ji)濕式電(dian)除塵器存(cun)在的問題如下：

1)陽極(ji)(ji)板(ban)(ban)一(yi)(yi)般高度(du)在(zai)(zai)8～10m左右，要(yao)形成均勻(yun)的(de)(de)水(shui)(shui)膜(mo)對陽極(ji)(ji)板(ban)(ban)的(de)(de)設(she)計、制造(zao)、安裝及維護(hu)有嚴(yan)格的(de)(de)要(yao)求，更換時難度(du)較大(da)(da)。2)極(ji)(ji)板(ban)(ban)材(cai)質多采用(yong)316L，需(xu)要(yao)通(tong)過水(shui)(shui)膜(mo)保護(hu)以防(fang)腐(fu)蝕，一(yi)(yi)旦水(shui)(shui)膜(mo)保護(hu)出現(xian)失(shi)效，造(zao)成極(ji)(ji)板(ban)(ban)腐(fu)蝕嚴(yan)重，甚至喪失(shi)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)效率。3)清灰方(fang)式采用(yong)在(zai)(zai)線單線連續噴淋(lin)工藝，需(xu)要(yao)設(she)置專門的(de)(de)水(shui)(shui)處理系統，噴淋(lin)水(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)溶液中和后循環(huan)使(shi)用(yong)，這種清灰方(fang)式對于水(shui)(shui)耗、電(dian)耗、堿的(de)(de)消耗較大(da)(da)，對噴嘴(zui)性(xing)能要(yao)求更高。根據各企業發布(bu)的(de)(de)環(huan)境監測報告顯示，金(jin)屬(shu)電(dian)極(ji)(ji)濕式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器粉塵(chen)(chen)去除(chu)(chu)率(粉塵(chen)(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴(di)含量：低于20mg/m3。目前，浙江嘉興三期2×1000MW機(ji)組、大(da)(da)唐黃島電(dian)廠670MW機(ji)組、神華國(guo)華舟山電(dian)廠350MW機(ji)組等都采用(yong)了(le)金(jin)屬(shu)極(ji)(ji)板(ban)(ban)濕式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(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(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)技術特點如(ru)下：1)導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼具(ju)有(you)重(zhong)量(liang)(liang)輕(qing)、比強度(du)(du)高、耐腐蝕等(deng)(deng)特性(xing)。2)收塵(chen)(chen)極組件采用(yong)工廠(chang)成型(xing)，實(shi)現(xian)整(zheng)體模(mo)塊(kuai)化，有(you)利于(yu)保證安(an)裝精度(du)(du)。3)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)運(yun)行時，收集下來的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴(di)(di)在(zai)(zai)沉(chen)淀極表面形成液(ye)膜，由(you)于(yu)玻(bo)(bo)璃(li)鋼具(ju)有(you)很強的(de)(de)(de)(de)(de)疏水(shui)性(xing)，能(neng)(neng)有(you)效(xiao)阻隔粉塵(chen)(chen)和石膏對(dui)沉(chen)淀極壁的(de)(de)(de)(de)(de)粘接(jie)，靠重(zhong)力自流至下部(bu)集液(ye)槽。4)為(wei)防(fang)止少量(liang)(liang)煙(yan)(yan)(yan)塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)積，在(zai)(zai)沉(chen)淀極管上部(bu)設置一層間(jian)斷噴淋裝置，將濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)分為(wei)多個(ge)電(dian)(dian)場，當(dang)需要進行間(jian)斷沖洗時，控制(zhi)系統自動停掉其(qi)中(zhong)一個(ge)電(dian)(dian)場或(huo)將電(dian)(dian)場降(jiang)壓運(yun)行，沖洗結束后(hou)(hou)開(kai)啟該電(dian)(dian)場。由(you)于(yu)耗水(shui)量(liang)(liang)較(jiao)(jiao)小(xiao)，集液(ye)槽中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)收集液(ye)可返回脫硫塔內循環使(shi)用(yong)。(2)導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)問題如(ru)下：1)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)流速在(zai)(zai)2.5m/s左右時，PM2.5細微(wei)顆粒及(ji)氣(qi)(qi)溶膠脫除(chu)率(lv)高，提高煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)流速后(hou)(hou)，影響(xiang)除(chu)塵(chen)(chen)性(xing)能(neng)(neng)。2)一般FRP不能(neng)(neng)在(zai)(zai)高溫下長(chang)期使(shi)用(yong)，煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫度(du)(du)較(jiao)(jiao)高時對(dui)陽(yang)極板壽命有(you)影響(xiang)，嚴重(zhong)時可能(neng)(neng)燒灼。FRP的(de)(de)(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)(de)(de)質量(liang)(liang)及(ji)制(zhi)作產(chan)品所用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)樹脂等(deng)(deng)原材(cai)料性(xing)能(neng)(neng)有(you)關。3)如(ru)果出現(xian)部(bu)分導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼損壞，需要整(zheng)個(ge)模(mo)塊(kuai)更(geng)換，將大大增加維護費(fei)用(yong)和難度(du)(du)。根據各企業發布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)監測報(bao)告顯示，導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)粉塵(chen)(chen)去(qu)除(chu)率(lv)(粉塵(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率(lv)：≥70%;霧滴(di)(di)含量(liang)(liang)：低于(yu)25mg/m3。目前，黃臺(tai)8號(hao)、9號(hao)2×300MW機(ji)組、上海石洞口(kou)300MW機(ji)組、蒙(meng)西300MW機(ji)組、白楊河兩臺(tai)300MW機(ji)組等(deng)(deng)都采用(yong)了(le)導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔性電(dian)極(ji)濕式電(dian)除塵(chen)器20世紀90年代末，俄亥俄州(zhou)立大學提出了柔性電極濕式(shi)電除塵技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和俄亥俄州立大學(xue)共同研究制作出(chu)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(da)學和國電環保院(yuan)共(gong)同研發，開始了柔性絕(jue)緣疏(shu)水(shui)纖維織(zhi)物(wu)用于(yu)濕(shi)式(shi)除塵器(qi)的研究工作，并于(yu)2012年在益陽(yang)300MW燃(ran)煤(mei)機組(zu)中完成工業化應用。官網：goyd.cn通過(guo)相關資料顯示，耐腐蝕性優良的柔(rou)性絕緣疏水(shui)纖維織物(wu)通過(guo)潤(run)濕使其導電，可以(yi)形(xing)成水(shui)膜，并靠(kao)重力自流向(xiang)下(xia)與煙氣(qi)分離，柔(rou)性織物(wu)材料作為收塵(chen)極布置(zhi)成方形(xing)孔道(dao)(立式布置(zhi))，煙氣(qi)沿孔道(dao)流過(guo)。(1)柔(rou)性濕式電除(chu)塵(chen)器的技術特(te)點如下(xia)：1)柔(rou)性陽有重量(liang)輕、防腐性能好的(de)(de)特點。2)柔性絕緣疏水纖(xian)(xian)維(wei)本身的(de)(de)結(jie)構特性，有利于(yu)表(biao)面(mian)形成(cheng)均勻水膜，利用從煙(yan)(yan)氣(qi)中收(shou)集的(de)(de)酸液帶(dai)出灰(hui)，實現自清(qing)灰(hui)，沖洗水量(liang)小。3)陽(yang)極(ji)(ji)部件可(ke)組裝拆卸(xie)，有利于(yu)后期(qi)(qi)的(de)(de)維(wei)護和(he)更換。(2)柔性濕式電(dian)(dian)除塵器存在的(de)(de)問(wen)題如下：1)柔性陽(yang)極(ji)(ji)不(bu)耐高溫，煙(yan)(yan)氣(qi)溫度較高時(shi)，對陽(yang)極(ji)(ji)壽(shou)命有影響(xiang)，嚴重時(shi)可(ke)能燒(shao)蝕，使用壽(shou)命6年左右。2)柔性纖(xian)(xian)維(wei)織物的(de)(de)伸縮(suo)率較大，陽(yang)極(ji)(ji)布的(de)(de)張緊程(cheng)度和(he)浸水后發生(sheng)的(de)(de)伸縮(suo)都會影響(xiang)實際的(de)(de)極(ji)(ji)間距，進而(er)影響(xiang)到電(dian)(dian)場的(de)(de)穩定(ding)性、電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)正常運(yun)行。3)煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)速(su)較高，產(chan)生(sheng)氣(qi)流(liu)帶(dai)出，PM2.5細(xi)微(wei)顆粒(li)及(ji)氣(qi)溶膠脫(tuo)除率低。性能結(jie)果(guo)表(biao)明：粉塵去(qu)除率(含石膏)：≥70%;SO3去(qu)除率：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)益陽(yang)發電(dian)(dian)有限公(gong)司(si)300MW機組，國電(dian)(dian)滎(ying)陽(yang)煤電(dian)(dian)一體化有限公(gong)司(si)一期(qi)(qi)600MW機組采用了(le)柔性電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕式靜電(dian)(dian)除塵技術。

3.4、徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器是北京華能(neng)達(da)公司自主(zhu)研發的具有自主(zhu)知識產權的除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)技(ji)術(shu)。與(yu)(yu)(yu)上(shang)述濕(shi)式(shi)(shi)(shi)(shi)靜電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器結構(gou)不(bu)同，該(gai)結構(gou)布置(zhi)(zhi)(zhi)是將(jiang)收塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)陽極(ji)板(ban)垂(chui)直(zhi)于氣(qi)流(liu)方向，使電場(chang)(chang)力與(yu)(yu)(yu)引(yin)風力的方向在同一水平(ping)線上(shang)，粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)顆粒在引(yin)風力與(yu)(yu)(yu)電場(chang)(chang)力的共(gong)同作用(yong)下，在新(xin)(xin)(xin)型陽極(ji)板(ban)上(shang)完成(cheng)捕(bu)集。裝置(zhi)(zhi)(zhi)主(zhu)要由(you)殼體、分(fen)布板(ban)、陽極(ji)裝置(zhi)(zhi)(zhi)、陰(yin)極(ji)裝置(zhi)(zhi)(zhi)、噴淋系統(tong)、熱(re)風系統(tong)和供電電源等組成(cheng)。(1)徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器的技(ji)術(shu)特點如下：1)與(yu)(yu)(yu)煙氣(qi)接觸部(bu)位全(quan)(quan)部(bu)采用(yong)2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼材質，具有強度高、耐高溫、耐腐蝕(尤(you)其(qi)對氯離子和硫化物的應力腐蝕)等特性，使用(yong)壽命能(neng)夠達(da)到30年。2)新(xin)(xin)(xin)型陽極(ji)板(ban)的通(tong)孔率達(da)到98%以上(shang)，其(qi)幾乎全(quan)(quan)通(tong)透(tou)的結構(gou)大(da)大(da)降低了徑(jing)流(liu)式(shi)(shi)(shi)(shi)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)(shi)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器的運行(xing)阻力，并(bing)且和普通(tong)的陽極(ji)板(ban)相(xiang)比，相(xiang)同體積(ji)下新(xin)(xin)(xin)型陽極(ji)板(ban)具有的(de)(de)集塵(chen)(chen)面積，相當于(yu)普通陽(yang)極(ji)板(ban)的(de)(de)20倍。3)陽(yang)極(ji)系統采(cai)用旋轉電(dian)極(ji)設(she)計，在(zai)旋轉電(dian)極(ji)下(xia)(xia)部設(she)立獨立的(de)(de)清洗(xi)(xi)室，由高壓噴嘴(zui)在(zai)旋轉電(dian)極(ji)內(nei)部向外沖洗(xi)(xi)網(wang)板(ban)，清洗(xi)(xi)網(wang)板(ban)后的(de)(de)污水(shui)通過排水(shui)泵(beng)和排污管道送入脫(tuo)硫塔(ta)補水(shui)。在(zai)工(gong)程運行中，利(li)用壓差監測，實現在(zai)線噴淋，無水(shui)循環系統，故耗(hao)水(shui)、耗(hao)電(dian)量小。(2)徑(jing)流濕式電(dian)除塵(chen)(chen)器存在(zai)的(de)(de)問題如下(xia)(xia)：1)由于(yu)接觸煙氣(qi)的(de)(de)部件全部采(cai)用2205雙相不銹(xiu)鋼，前期成(cheng)本投入較高。