延邊濕式電除塵器

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，隨著我國經濟的高速(su)發(fa)展，火電裝(zhuang)機容量(liang)(liang)仍在不斷增(zeng)長。按中電聯(lian)《電力行業(ye)節能環保信息》推(tui)算，2015年，我國新增(zeng)火電裝(zhuang)機容量(liang)(liang)約(yue)0.51億kW。根據電力規(gui)劃設計總(zong)院預(yu)測，到2020年，火電裝機容量將達到12.2億kW，新(xin)增裝機容量約為3億kW。火電廠(chang)的快速發展導致了(le)大氣(qi)環境的污染(ran)并(bing)引發了(le)公共環境及(ji)健康(kang)危機，

雖然(ran)采取一(yi)系列(lie)政策，大(da)力推動煤炭清潔利用與(yu)發(fa)展清潔能源，但由于我國燃煤發(fa)電的基(ji)數(shu)較(jiao)大(da)(da)，火(huo)電廠仍將(jiang)是(shi)大(da)(da)氣污染物的主要排(pai)放(fang)源之一(yi)，而降(jiang)低排(pai)放(fang)強度的主要措施就(jiu)是(shi)制(zhi)定和實(shi)施更(geng)加嚴格的排(pai)放(fang)標準。

同時(shi)濕(shi)式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)作(zuo)為燃煤電廠污染物控制(zhi)的(de)精(jing)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)設(she)備，其處(chu)理(li)對象為含(han)大量(liang)游離(li)水(shui)的(de)飽(bao)和濕(shi)煙氣，主(zhu)要去除(chu)粉塵(chen)(含(han)石(shi)膏)、SO3、霧滴(di)和有害氣體，并可有效控制(zhi)PM2.5的(de)排放(fang)，本文介(jie)紹4種(zhong)濕(shi)式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)技(ji)術(shu)，并從性能、可靠性及除(chu)塵(chen)效果等方面進行比較。

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(zai)目前的(de)濕除技術(shu)(shu)中，主要(yao)差別在(zai)于陽(yang)(yang)極板材質的(de)選取及清灰(hui)技術(shu)(shu)。根(gen)(gen)據陽(yang)(yang)極材質的(de)不同(tong)(tong)，主要(yao)分為不銹鋼(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器、導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)電(dian)(dian)極濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器、柔性電(dian)(dian)極濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器;根(gen)(gen)據清灰(hui)技術(shu)(shu)(即水膜的(de)形(xing)成原理)不同(tong)(tong)，分為水膜自清灰(hui)技術(shu)(shu)和水膜沖洗清灰(hui)技術(shu)(shu)，前者為間斷噴淋，靠(kao)煙氣中的(de)水汽在(zai)陽(yang)(yang)極表面(mian)自凝(ning)結實現在(zai)線清灰(hui)，后者為通過噴淋水在(zai)陽(yang)(yang)極表面(mian)形(xing)成水膜清灰(hui)。

3、濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)性能對(dui)比(bi)3.1、金屬(shu)電(dian)(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)20世(shi)紀90年代，為應對(dui)地方環保法規(gui)提出的對(dui)煙塵(chen)(chen)(chen)排放控(kong)制的要(yao)求(qiu)，日本三菱公(gong)司研(yan)發(fa)并建成濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)，用(yong)于(yu)燃煤電(dian)(dian)(dian)廠的煙塵(chen)(chen)(chen)治理。

2006年，專門針對(dui)PM2.5提出控制要求，在燃煤電廠(chang)安裝濕式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)。目前我國通過引進技術(shu)并優化設計，已掌(zhang)握其核心技術(shu)。(1)金(jin)屬電極(ji)(ji)濕式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的技術(shu)特點(dian)如下(xia)：1)大多采(cai)用臥(wo)式(shi)(shi)布(bu)置，氣流(liu)沿(yan)水平(ping)(ping)方向(xiang)進出，煙(yan)氣流(liu)速(su)較(jiao)低(流(liu)速(su)在2.5m/s左右(you))，能有效控制氣流(liu)帶出粉(fen)塵(chen)(chen)，提高PM2.5細微(wei)顆粒及氣溶膠脫除(chu)效率。2)陰(yin)陽極(ji)(ji)均(jun)平(ping)(ping)行(xing)于(yu)氣流(liu)方向(xiang)布(bu)置，金(jin)屬極(ji)(ji)板采(cai)用懸掛方式(shi)(shi)，極(ji)(ji)板通過懸掛梁固定(ding)于(yu)殼體(ti)中，電暈(yun)電極(ji)(ji)采(cai)用框架式(shi)(shi)結(jie)構，通過吊(diao)桿吊(diao)掛在殼體(ti)中。這種(zhong)安裝方式(shi)(shi)由于(yu)陰(yin)陽極(ji)(ji)不易變形，極(ji)(ji)間距(ju)有保證，故電場穩(wen)定(ding)性好(hao)，運(yun)行(xing)電壓(ya)高。3)耐高溫，脫硫系(xi)統出現故障時，可以(yi)在較(jiao)高的煙(yan)氣溫度下(xia)運(yun)行(xing)。

(2)金屬電極濕(shi)式(shi)電除塵器存在的問題(ti)如(ru)下：

1)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)一般高(gao)度(du)在(zai)8～10m左右，要(yao)形成均勻的(de)水(shui)(shui)膜(mo)對(dui)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)的(de)設計、制(zhi)造(zao)(zao)、安(an)裝及維護(hu)有嚴(yan)格的(de)要(yao)求，更換時難度(du)較大。2)極(ji)(ji)板(ban)材質多采(cai)用(yong)316L，需要(yao)通過水(shui)(shui)膜(mo)保護(hu)以防腐蝕，一旦水(shui)(shui)膜(mo)保護(hu)出(chu)現(xian)失效，造(zao)(zao)成極(ji)(ji)板(ban)腐蝕嚴(yan)重，甚至喪失除(chu)(chu)塵(chen)(chen)效率。3)清灰方(fang)式(shi)采(cai)用(yong)在(zai)線(xian)(xian)單(dan)線(xian)(xian)連續噴(pen)淋工藝(yi)，需要(yao)設置專門的(de)水(shui)(shui)處理系統，噴(pen)淋水(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)溶液(ye)中和后(hou)循環(huan)使用(yong)，這(zhe)種清灰方(fang)式(shi)對(dui)于(yu)水(shui)(shui)耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較大，對(dui)噴(pen)嘴(zui)性(xing)能(neng)要(yao)求更高(gao)。根(gen)據(ju)各企(qi)業(ye)發布的(de)環(huan)境監測報(bao)告顯示，金(jin)屬電(dian)極(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器粉塵(chen)(chen)去(qu)除(chu)(chu)率(粉塵(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴(di)含(han)量：低于(yu)20mg/m3。目前，浙江嘉(jia)興三期2×1000MW機組、大唐黃島(dao)電(dian)廠(chang)670MW機組、神華國華舟(zhou)山電(dian)廠(chang)350MW機組等都采(cai)用(yong)了金(jin)屬極(ji)(ji)板(ban)濕式(shi)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)導電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)技(ji)術(shu)特點如下(xia)：1)導電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)重(zhong)(zhong)量(liang)輕、比強度(du)高、耐(nai)腐蝕等(deng)特性(xing)。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)極(ji)(ji)組(zu)(zu)件采用工廠成型，實(shi)現整(zheng)體模(mo)塊化，有(you)(you)利(li)于(yu)保證(zheng)安裝(zhuang)精(jing)度(du)。3)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)(qi)運行時(shi)(shi)(shi)(shi)，收(shou)集(ji)下(xia)來(lai)的(de)液(ye)滴在(zai)(zai)(zai)沉(chen)淀極(ji)(ji)表面形(xing)成液(ye)膜，由于(yu)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)很強的(de)疏水(shui)性(xing)，能(neng)(neng)有(you)(you)效(xiao)阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏對(dui)沉(chen)淀極(ji)(ji)壁的(de)粘接，靠重(zhong)(zhong)力自(zi)(zi)流(liu)至下(xia)部集(ji)液(ye)槽。4)為防止少量(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)的(de)沉(chen)積，在(zai)(zai)(zai)沉(chen)淀極(ji)(ji)管上(shang)部設置(zhi)一層(ceng)間斷噴淋裝(zhuang)置(zhi)，將(jiang)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)(qi)分為多個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)場，當(dang)需(xu)要進行間斷沖(chong)洗時(shi)(shi)(shi)(shi)，控制系統(tong)自(zi)(zi)動停掉(diao)其(qi)中一個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)場或將(jiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)場降壓運行，沖(chong)洗結束后(hou)開啟(qi)該電(dian)(dian)(dian)(dian)場。由于(yu)耗水(shui)量(liang)較小，集(ji)液(ye)槽中的(de)收(shou)集(ji)液(ye)可返(fan)回脫硫塔內循環(huan)使用。(2)導電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)(qi)存在(zai)(zai)(zai)的(de)問題如下(xia)：1)煙(yan)氣(qi)流(liu)速(su)在(zai)(zai)(zai)2.5m/s左(zuo)右(you)時(shi)(shi)(shi)(shi)，PM2.5細微(wei)顆粒及(ji)氣(qi)溶膠脫除(chu)(chu)率高，提高煙(yan)氣(qi)流(liu)速(su)后(hou)，影(ying)響除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)性(xing)能(neng)(neng)。2)一般FRP不(bu)能(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)高溫下(xia)長期使用，煙(yan)氣(qi)溫度(du)較高時(shi)(shi)(shi)(shi)對(dui)陽極(ji)(ji)板(ban)壽命有(you)(you)影(ying)響，嚴重(zhong)(zhong)時(shi)(shi)(shi)(shi)可能(neng)(neng)燒(shao)灼(zhuo)。FRP的(de)使用壽命在(zai)(zai)(zai)10～15年左(zuo)右(you)，與產品的(de)質量(liang)及(ji)制作(zuo)產品所用的(de)樹脂等(deng)原材料性(xing)能(neng)(neng)有(you)(you)關。3)如果出現部分導電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)損壞(huai)，需(xu)要整(zheng)個(ge)模(mo)塊更(geng)換，將(jiang)大大增加維護費用和難度(du)。根(gen)據各企業發布的(de)環(huan)境監(jian)測報告顯(xian)示(shi)，導電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)率(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)25mg/m3。目前，黃臺8號(hao)、9號(hao)2×300MW機組(zu)(zu)、上(shang)海石(shi)洞口300MW機組(zu)(zu)、蒙(meng)西(xi)300MW機組(zu)(zu)、白楊(yang)河(he)兩臺300MW機組(zu)(zu)等(deng)都采用了導電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)(qi)。

3.3、柔性電(dian)極濕(shi)式電(dian)除塵器20世(shi)紀(ji)90年代末(mo)，俄(e)亥俄(e)州立大學(xue)提出了柔性(xing)電(dian)極濕式電(dian)除(chu)塵技術的(de)概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立大學共同研(yan)究(jiu)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(dong)大學和國電環保(bao)院共同(tong)研發(fa)，開始了柔性絕緣疏水纖維織(zhi)物用于濕式除塵器(qi)的研究工作，并于2012年(nian)在益陽300MW燃煤機組中(zhong)完成工業(ye)化(hua)應用。官網(wang)：goyd.cn通過(guo)(guo)相關資料(liao)顯(xian)示，耐腐(fu)蝕(shi)性優良的柔性絕緣疏水纖維織物通過(guo)(guo)潤濕(shi)使其導電，可以形(xing)成(cheng)水膜，并靠重力自(zi)流向下(xia)與(yu)煙(yan)氣分離(li)，柔性織物材(cai)料(liao)作為收塵極布置成(cheng)方(fang)形(xing)孔道(立式布置)，煙(yan)氣沿(yan)孔道流過(guo)(guo)。(1)柔性濕(shi)式電除塵器的技術(shu)特點如下(xia)：1)柔性陽(yang)有(you)(you)重量(liang)輕(qing)、防(fang)腐性(xing)(xing)能好的(de)(de)(de)(de)特(te)點。2)柔性(xing)(xing)絕緣疏(shu)水纖維本身的(de)(de)(de)(de)結構特(te)性(xing)(xing)，有(you)(you)利于表面形成均勻水膜，利用從煙氣(qi)中收集的(de)(de)(de)(de)酸液帶出灰，實(shi)現(xian)自清(qing)灰，沖洗(xi)水量(liang)小。3)陽極部件可組裝拆(chai)卸，有(you)(you)利于后期的(de)(de)(de)(de)維護和更換(huan)。(2)柔性(xing)(xing)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)存在的(de)(de)(de)(de)問(wen)題如下：1)柔性(xing)(xing)陽極不(bu)耐(nai)高溫，煙氣(qi)溫度較高時(shi)，對(dui)陽極壽命有(you)(you)影(ying)響(xiang)，嚴重時(shi)可能燒蝕(shi)，使用壽命6年(nian)左右。2)柔性(xing)(xing)纖維織物的(de)(de)(de)(de)伸縮(suo)率較大，陽極布的(de)(de)(de)(de)張緊程度和浸水后發(fa)生的(de)(de)(de)(de)伸縮(suo)都會影(ying)響(xiang)實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)(de)極間距(ju)，進而影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)(de)正常(chang)運行。3)煙氣(qi)流(liu)速較高，產(chan)生氣(qi)流(liu)帶出，PM2.5細微(wei)顆粒及氣(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)率低(di)。性(xing)(xing)能結果表明：粉塵(chen)去(qu)除(chu)(chu)率(含石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴(di)含量(liang)：低(di)于20mg/m3。目前，國(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)益陽發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)有(you)(you)限公司(si)300MW機組，國(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)滎陽煤(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)一體化(hua)有(you)(you)限公司(si)一期600MW機組采(cai)用了柔性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)極濕式靜電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)技術。

3.4、徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器是北京華能達公司自主(zhu)研(yan)發(fa)的(de)具(ju)有(you)自主(zhu)知識產權的(de)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)技(ji)術。與(yu)上述濕(shi)式(shi)(shi)靜(jing)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器結(jie)(jie)構不(bu)同(tong)，該結(jie)(jie)構布置(zhi)是將(jiang)收塵(chen)陽(yang)極(ji)板(ban)(ban)垂直(zhi)于氣(qi)流(liu)方(fang)(fang)向，使電(dian)(dian)場力(li)與(yu)引風力(li)的(de)方(fang)(fang)向在同(tong)一水(shui)平線上，粉塵(chen)顆(ke)粒(li)在引風力(li)與(yu)電(dian)(dian)場力(li)的(de)共(gong)同(tong)作用下，在新型(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)(ban)上完成捕集。裝置(zhi)主(zhu)要由殼(ke)體(ti)、分布板(ban)(ban)、陽(yang)極(ji)裝置(zhi)、陰極(ji)裝置(zhi)、噴(pen)淋系統、熱風系統和(he)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等(deng)(deng)組成。(1)徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器的(de)技(ji)術特點如下：1)與(yu)煙氣(qi)接觸部(bu)位全(quan)部(bu)采用2205雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼材質，具(ju)有(you)強度高(gao)(gao)、耐高(gao)(gao)溫、耐腐蝕(shi)(shi)(尤其對(dui)氯離子和(he)硫(liu)化物的(de)應力(li)腐蝕(shi)(shi))等(deng)(deng)特性(xing)，使用壽命能夠達到(dao)(dao)30年。2)新型(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)(ban)的(de)通(tong)孔率(lv)達到(dao)(dao)98%以上，其幾(ji)乎全(quan)通(tong)透的(de)結(jie)(jie)構大大降低了徑(jing)流(liu)式(shi)(shi)濕(shi)式(shi)(shi)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器的(de)運行阻力(li)，并且和(he)普通(tong)的(de)陽(yang)極(ji)板(ban)(ban)相(xiang)比，相(xiang)同(tong)體(ti)積(ji)下新型(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)(ban)具(ju)有(you)的(de)集塵面(mian)積，相當于普(pu)通陽極(ji)板的(de)20倍。3)陽極(ji)系統采用(yong)旋(xuan)轉電極(ji)設計，在(zai)旋(xuan)轉電極(ji)下部(bu)設立獨立的(de)清洗室(shi)，由高壓噴嘴在(zai)旋(xuan)轉電極(ji)內部(bu)向外(wai)沖洗網板，清洗網板后的(de)污水(shui)(shui)通過排(pai)水(shui)(shui)泵和排(pai)污管道(dao)送入脫硫塔補水(shui)(shui)。在(zai)工程運行中，利(li)用(yong)壓差監測，實現在(zai)線噴淋，無(wu)水(shui)(shui)循環(huan)系統，故耗水(shui)(shui)、耗電量小。(2)徑流濕式電除塵器存在(zai)的(de)問題如下：1)由于接觸煙(yan)氣的(de)部(bu)件全(quan)部(bu)采用(yong)2205雙相不銹鋼(gang)，前(qian)期成本投(tou)入較高。