湘西濕式電除塵器

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(xin)世紀，隨著我(wo)國經(jing)濟的(de)高速發展，火(huo)電(dian)(dian)裝機(ji)容(rong)量(liang)仍(reng)在不斷增長(chang)。按中電(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)力(li)行業節能環保信息(xi)》推算，2015年(nian)，我(wo)國新(xin)增火(huo)電(dian)(dian)裝機(ji)容(rong)量(liang)約0.51億kW。根據電(dian)(dian)力(li)規劃設計總院預測，到2020年(nian)，火(huo)電裝機容(rong)(rong)量將達到12.2億(yi)(yi)kW，新增裝機容(rong)(rong)量約為3億(yi)(yi)kW。火(huo)電廠(chang)的(de)快速(su)發展導致了(le)大氣環境的(de)污染并引發了(le)公(gong)共(gong)環境及健康(kang)危機，

雖然采取一(yi)系列政策，大(da)力推動煤炭(tan)清潔利(li)用與發(fa)展清潔(jie)能源(yuan)，但由于(yu)我國燃(ran)煤發(fa)電的(de)基(ji)數較大(da)，火電廠仍將是大(da)氣(qi)污(wu)染物的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)排(pai)放(fang)源(yuan)之一(yi)，而降(jiang)低(di)排(pai)放(fang)強度的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)措(cuo)施就是制定(ding)和實施更加(jia)嚴格(ge)的(de)排(pai)放(fang)標準。

同時濕(shi)式電除(chu)塵(chen)器作為(wei)燃煤(mei)電廠污(wu)染物(wu)控(kong)制的(de)精(jing)處(chu)(chu)理技(ji)術(shu)設備，其處(chu)(chu)理對象為(wei)含大量游離(li)水的(de)飽和濕(shi)煙氣，主要去除(chu)粉塵(chen)(含石膏(gao))、SO3、霧滴和有害氣體，并(bing)可有效(xiao)控(kong)制PM2.5的(de)排放，本文介紹4種(zhong)濕(shi)式電除(chu)塵(chen)器技(ji)術(shu)，并(bing)從性能(neng)、可靠性及(ji)除(chu)塵(chen)效(xiao)果等方面進行比(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)目前的(de)濕除技術(shu)中(zhong)(zhong)，主要(yao)差別在(zai)于陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)板材(cai)質(zhi)的(de)選取及(ji)清灰技術(shu)。根(gen)據陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)材(cai)質(zhi)的(de)不同，主要(yao)分(fen)為(wei)不銹鋼濕式電(dian)除塵器、導(dao)電(dian)玻璃鋼電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式電(dian)除塵器、柔(rou)性(xing)電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式電(dian)除塵器;根(gen)據清灰技術(shu)(即(ji)水(shui)膜的(de)形(xing)成原理)不同，分(fen)為(wei)水(shui)膜自(zi)清灰技術(shu)和水(shui)膜沖洗(xi)清灰技術(shu)，前者為(wei)間斷噴(pen)淋，靠煙氣中(zhong)(zhong)的(de)水(shui)汽(qi)在(zai)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)表面自(zi)凝結(jie)實(shi)現在(zai)線清灰，后者為(wei)通過噴(pen)淋水(shui)在(zai)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)表面形(xing)成水(shui)膜清灰。

3、濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)器性能對(dui)(dui)比3.1、金屬電(dian)極濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)器20世紀90年代，為應對(dui)(dui)地方環(huan)保法(fa)規提出的對(dui)(dui)煙塵(chen)(chen)(chen)排放控制的要求(qiu)，日本三菱(ling)公(gong)司研發并建成濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)器，用(yong)于(yu)燃煤電(dian)廠的煙塵(chen)(chen)(chen)治(zhi)理。

2006年，專門針(zhen)對PM2.5提出控制要(yao)求(qiu)，在燃(ran)煤(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠安(an)裝濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)。目(mu)前我國(guo)通過引(yin)進(jin)技術并優化設(she)計，已掌握其(qi)核(he)心技術。(1)金屬電(dian)(dian)(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)的技術特點如(ru)下：1)大(da)多采用臥式(shi)布置，氣流(liu)(liu)沿(yan)水平方(fang)(fang)向(xiang)進(jin)出，煙(yan)氣流(liu)(liu)速較低(流(liu)(liu)速在2.5m/s左右)，能有(you)效控制氣流(liu)(liu)帶(dai)出粉塵，提高(gao)PM2.5細微(wei)顆(ke)粒及氣溶膠(jiao)脫除(chu)效率(lv)。2)陰陽極均平行于(yu)氣流(liu)(liu)方(fang)(fang)向(xiang)布置，金屬極板(ban)采用懸(xuan)掛方(fang)(fang)式(shi)，極板(ban)通過懸(xuan)掛梁固定于(yu)殼體中，電(dian)(dian)(dian)(dian)暈電(dian)(dian)(dian)(dian)極采用框架(jia)式(shi)結(jie)構(gou)，通過吊(diao)桿吊(diao)掛在殼體中。這(zhe)種(zhong)安(an)裝方(fang)(fang)式(shi)由(you)于(yu)陰陽極不易(yi)變形，極間距有(you)保證(zheng)，故(gu)電(dian)(dian)(dian)(dian)場穩定性好(hao)，運行電(dian)(dian)(dian)(dian)壓高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫硫系統出現故(gu)障時(shi)，可以在較高(gao)的煙(yan)氣溫度下運行。

(2)金屬電極濕式電除塵(chen)器存(cun)在的問題(ti)如下：

1)陽極板一般高度在(zai)8～10m左(zuo)右，要形成(cheng)均(jun)勻的(de)水(shui)膜(mo)對陽極板的(de)設計(ji)、制造、安裝及維(wei)護有嚴格(ge)的(de)要求，更換(huan)時難度較(jiao)大。2)極板材質多采用(yong)316L，需(xu)(xu)要通過水(shui)膜(mo)保護以防腐(fu)蝕，一旦(dan)水(shui)膜(mo)保護出現(xian)失效(xiao)，造成(cheng)極板腐(fu)蝕嚴重，甚(shen)至喪失除塵(chen)效(xiao)率(lv)。3)清灰(hui)方式(shi)采用(yong)在(zai)線單線連續噴(pen)淋(lin)工藝(yi)，需(xu)(xu)要設置專門的(de)水(shui)處理系統，噴(pen)淋(lin)水(shui)經NaOH水(shui)溶液中和后循環使用(yong)，這(zhe)種清灰(hui)方式(shi)對于水(shui)耗(hao)、電(dian)(dian)耗(hao)、堿(jian)的(de)消(xiao)耗(hao)較(jiao)大，對噴(pen)嘴性能要求更高。根(gen)據各企業發布的(de)環境(jing)監測報告(gao)顯示，金(jin)屬電(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器粉(fen)塵(chen)去(qu)除率(lv)(粉(fen)塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除率(lv)：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前，浙(zhe)江嘉興(xing)三(san)期2×1000MW機組、大唐黃島電(dian)(dian)廠670MW機組、神華國華舟山電(dian)(dian)廠350MW機組等都采用(yong)了金(jin)屬極板濕式(shi)電(dian)(dian)除塵(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)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)技術特點如下：1)導電(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)重量(liang)輕、比強度(du)(du)高(gao)、耐(nai)腐蝕等特性(xing)。2)收塵(chen)(chen)(chen)極(ji)組(zu)(zu)件采用工廠成型，實(shi)現(xian)整(zheng)體模(mo)塊化(hua)，有(you)利(li)于(yu)保證安裝精(jing)度(du)(du)。3)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)運(yun)(yun)行時，收集(ji)下來的(de)(de)(de)液(ye)滴在(zai)沉(chen)(chen)淀極(ji)表面(mian)形成液(ye)膜(mo)，由于(yu)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)很強的(de)(de)(de)疏(shu)水性(xing)，能有(you)效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏(gao)對沉(chen)(chen)淀極(ji)壁(bi)的(de)(de)(de)粘接(jie)，靠重力自流(liu)(liu)至下部集(ji)液(ye)槽。4)為防(fang)止少量(liang)煙塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積，在(zai)沉(chen)(chen)淀極(ji)管上(shang)部設置一(yi)層(ceng)間(jian)斷(duan)噴淋裝置，將(jiang)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)分為多個(ge)電(dian)場(chang)，當需(xu)要(yao)進行間(jian)斷(duan)沖洗(xi)(xi)時，控制系統自動(dong)停掉其中一(yi)個(ge)電(dian)場(chang)或將(jiang)電(dian)場(chang)降(jiang)壓運(yun)(yun)行，沖洗(xi)(xi)結束(shu)后(hou)開啟(qi)該(gai)電(dian)場(chang)。由于(yu)耗水量(liang)較小，集(ji)液(ye)槽中的(de)(de)(de)收集(ji)液(ye)可返(fan)回脫硫塔內循環使(shi)(shi)用。(2)導電(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)存在(zai)的(de)(de)(de)問(wen)題如下：1)煙氣流(liu)(liu)速在(zai)2.5m/s左右時，PM2.5細微(wei)(wei)顆粒及(ji)氣溶膠(jiao)脫除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)高(gao)，提(ti)高(gao)煙氣流(liu)(liu)速后(hou)，影響除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)性(xing)能。2)一(yi)般(ban)FRP不能在(zai)高(gao)溫下長期使(shi)(shi)用，煙氣溫度(du)(du)較高(gao)時對陽極(ji)板壽命有(you)影響，嚴重時可能燒(shao)灼。FRP的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用壽命在(zai)10～15年左右，與產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)質量(liang)及(ji)制作(zuo)產(chan)品(pin)所用的(de)(de)(de)樹脂(zhi)等原材料(liao)性(xing)能有(you)關。3)如果(guo)出現(xian)部分導電(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)損壞，需(xu)要(yao)整(zheng)個(ge)模(mo)塊更換，將(jiang)大(da)大(da)增加維護(hu)費用和難(nan)度(du)(du)。根(gen)據各企(qi)業發布的(de)(de)(de)環境(jing)監(jian)測報告顯示，導電(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)25mg/m3。目(mu)前，黃臺(tai)8號、9號2×300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)、上(shang)海石(shi)洞(dong)口(kou)300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)、蒙西300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)、白楊河兩臺(tai)300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)等都采用了(le)導電(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔(rou)性電極(ji)濕式電除塵器20世紀90年代末，俄(e)亥俄(e)州立大(da)學提(ti)出(chu)了柔(rou)性電(dian)極(ji)濕式電(dian)除塵技(ji)術(shu)的概(gai)念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和俄(e)亥俄(e)州立大學共(gong)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(da)學和國電環保院共同(tong)研(yan)發(fa)，開始(shi)了柔性絕緣疏水(shui)纖維(wei)織物用于(yu)濕式除(chu)塵器的研(yan)究工作，并于(yu)2012年在益陽(yang)300MW燃煤機組中完成工業化應用。官網(wang)：goyd.cn通(tong)過(guo)相關資料(liao)顯示，耐腐蝕(shi)性優良(liang)的柔(rou)性絕緣疏水(shui)纖維織物(wu)通(tong)過(guo)潤濕使其(qi)導電，可以形(xing)成水(shui)膜，并靠重力自流向下與煙氣分離，柔(rou)性織物(wu)材料(liao)作為收塵極布(bu)置(zhi)成方形(xing)孔道(dao)(立式布(bu)置(zhi))，煙氣沿孔道(dao)流過(guo)。(1)柔(rou)性濕式電除塵器的技術特點如下：1)柔(rou)性陽有重量(liang)輕、防腐性(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)(de)特點。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水(shui)(shui)纖維本身的(de)(de)(de)結(jie)構特性(xing)(xing)，有利(li)于表面形(xing)成均勻水(shui)(shui)膜，利(li)用從煙(yan)氣(qi)(qi)中收(shou)集的(de)(de)(de)酸(suan)液帶出灰，實現自清灰，沖洗水(shui)(shui)量(liang)小。3)陽(yang)極(ji)部(bu)件可組裝(zhuang)拆(chai)卸，有利(li)于后期的(de)(de)(de)維護和更換。(2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)濕(shi)(shi)式(shi)電除塵(chen)(chen)器存(cun)在的(de)(de)(de)問題(ti)如下：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)陽(yang)極(ji)不耐高溫(wen)，煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度較(jiao)高時，對陽(yang)極(ji)壽命有影響，嚴重時可能(neng)燒(shao)蝕，使用壽命6年左右。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)纖維織物的(de)(de)(de)伸縮(suo)率(lv)(lv)較(jiao)大(da)，陽(yang)極(ji)布的(de)(de)(de)張緊程度和浸水(shui)(shui)后發生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)伸縮(suo)都會影響實際的(de)(de)(de)極(ji)間距，進而影響到(dao)電場(chang)的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)、電壓的(de)(de)(de)正常運行。3)煙(yan)氣(qi)(qi)流(liu)速較(jiao)高，產生(sheng)(sheng)氣(qi)(qi)流(liu)帶出，PM2.5細微顆粒(li)及氣(qi)(qi)溶膠脫除率(lv)(lv)低。性(xing)(xing)能(neng)結(jie)果表明：粉塵(chen)(chen)去(qu)除率(lv)(lv)(含石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除率(lv)(lv)：≥70%;霧滴(di)含量(liang)：低于20mg/m3。目前，國電益陽(yang)發電有限公司(si)300MW機(ji)組，國電滎(ying)陽(yang)煤電一體化有限公司(si)一期600MW機(ji)組采用了柔(rou)(rou)性(xing)(xing)電極(ji)濕(shi)(shi)式(shi)靜(jing)電除塵(chen)(chen)技術(shu)。

3.4、徑(jing)流濕式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器徑(jing)流濕式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器是(shi)北京華能達公司自主研發(fa)的(de)(de)(de)具有自主知識(shi)產(chan)權的(de)(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)技術。與上(shang)述濕式(shi)(shi)靜電除(chu)(chu)塵(chen)器結(jie)(jie)構(gou)(gou)不(bu)(bu)同(tong)，該結(jie)(jie)構(gou)(gou)布置(zhi)是(shi)將(jiang)收塵(chen)陽極(ji)板(ban)垂直于氣流方向，使(shi)電場力與引(yin)風(feng)力的(de)(de)(de)方向在同(tong)一水平線上(shang)，粉塵(chen)顆粒在引(yin)風(feng)力與電場力的(de)(de)(de)共同(tong)作用(yong)下(xia)(xia)，在新型(xing)陽極(ji)板(ban)上(shang)完成捕集。裝(zhuang)置(zhi)主要(yao)由殼體(ti)、分布板(ban)、陽極(ji)裝(zhuang)置(zhi)、陰(yin)極(ji)裝(zhuang)置(zhi)、噴(pen)淋系(xi)統、熱風(feng)系(xi)統和(he)供電電源等(deng)組成。(1)徑(jing)流濕式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器的(de)(de)(de)技術特點如下(xia)(xia)：1)與煙氣接觸(chu)部位全(quan)部采用(yong)2205雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)材質，具有強度高、耐高溫(wen)、耐腐蝕(shi)(尤其對(dui)氯離子和(he)硫化物的(de)(de)(de)應力腐蝕(shi))等(deng)特性，使(shi)用(yong)壽命能夠達到30年。2)新型(xing)陽極(ji)板(ban)的(de)(de)(de)通(tong)孔率達到98%以上(shang)，其幾乎(hu)全(quan)通(tong)透的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)大(da)(da)大(da)(da)降低了徑(jing)流式(shi)(shi)濕式(shi)(shi)除(chu)(chu)塵(chen)器的(de)(de)(de)運行阻力，并且和(he)普通(tong)的(de)(de)(de)陽極(ji)板(ban)相比，相同(tong)體(ti)積下(xia)(xia)新型(xing)陽極(ji)板(ban)具有的(de)集(ji)塵(chen)面(mian)積(ji)，相(xiang)(xiang)當于普通(tong)陽(yang)極板的(de)20倍(bei)。3)陽(yang)極系統(tong)采用旋(xuan)轉電(dian)極設(she)計，在(zai)(zai)旋(xuan)轉電(dian)極下部(bu)設(she)立(li)獨立(li)的(de)清洗室，由高壓噴(pen)嘴在(zai)(zai)旋(xuan)轉電(dian)極內部(bu)向外沖洗網板，清洗網板后的(de)污(wu)水(shui)通(tong)過排水(shui)泵和排污(wu)管(guan)道送入(ru)脫硫塔(ta)補水(shui)。在(zai)(zai)工程運(yun)行中，利用壓差監(jian)測，實現(xian)在(zai)(zai)線噴(pen)淋，無水(shui)循環系統(tong)，故耗(hao)水(shui)、耗(hao)電(dian)量(liang)小。(2)徑流濕式電(dian)除塵(chen)器存(cun)在(zai)(zai)的(de)問題(ti)如下：1)由于接(jie)觸煙氣的(de)部(bu)件全部(bu)采用2205雙相(xiang)(xiang)不銹鋼，前期成(cheng)本投入(ru)較高。