煙臺濕式電除塵器

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(ru)新世(shi)紀，隨著(zhu)我(wo)國經濟的高速發(fa)展，火(huo)(huo)電裝(zhuang)(zhuang)機(ji)容量(liang)仍(reng)在不斷增(zeng)長(chang)。按中電聯《電力(li)行業節能環保(bao)信息(xi)》推算，2015年，我(wo)國新增(zeng)火(huo)(huo)電裝(zhuang)(zhuang)機(ji)容量(liang)約0.51億kW。根據電力(li)規劃設(she)計總院預測，到2020年，火(huo)電裝機(ji)(ji)容量將達到12.2億(yi)kW，新增裝機(ji)(ji)容量約為3億(yi)kW。火(huo)電廠的快速發展導致了(le)大氣環(huan)(huan)境(jing)的污染(ran)并引發了(le)公共環(huan)(huan)境(jing)及健康危(wei)機(ji)(ji)，

雖然采取一系列政策(ce)，大(da)力推動煤炭(tan)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)數較大(da)，火(huo)電廠仍(reng)將(jiang)是大(da)氣污染物的主要(yao)(yao)排(pai)(pai)(pai)放(fang)源之一，而降低(di)排(pai)(pai)(pai)放(fang)強度(du)的主要(yao)(yao)措施就(jiu)是制定(ding)和實施更加嚴格(ge)的排(pai)(pai)(pai)放(fang)標準。

同時濕(shi)(shi)式電除塵(chen)器(qi)作為燃(ran)煤(mei)電廠(chang)污染(ran)物控(kong)制的精(jing)處理(li)技(ji)術設備(bei)，其處理(li)對象為含大量游離水的飽和濕(shi)(shi)煙(yan)氣(qi)，主要(yao)去除粉塵(chen)(含石膏)、SO3、霧滴(di)和有(you)害氣(qi)體，并(bing)可有(you)效控(kong)制PM2.5的排放，本文介紹4種濕(shi)(shi)式電除塵(chen)器(qi)技(ji)術，并(bing)從性(xing)能、可靠性(xing)及除塵(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。在目前(qian)的(de)濕(shi)除技(ji)術中(zhong)，主(zhu)要差別在于(yu)陽極(ji)(ji)板材質的(de)選取及(ji)清灰(hui)(hui)技(ji)術。根據陽極(ji)(ji)材質的(de)不(bu)同(tong)，主(zhu)要分為(wei)不(bu)銹鋼(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)、導(dao)電(dian)(dian)玻璃鋼(gang)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)、柔性電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi);根據清灰(hui)(hui)技(ji)術(即水(shui)(shui)膜(mo)的(de)形成(cheng)原理(li))不(bu)同(tong)，分為(wei)水(shui)(shui)膜(mo)自清灰(hui)(hui)技(ji)術和水(shui)(shui)膜(mo)沖洗(xi)清灰(hui)(hui)技(ji)術，前(qian)者為(wei)間斷噴淋，靠煙氣(qi)中(zhong)的(de)水(shui)(shui)汽在陽極(ji)(ji)表(biao)(biao)面自凝結(jie)實(shi)現在線清灰(hui)(hui)，后者為(wei)通過(guo)噴淋水(shui)(shui)在陽極(ji)(ji)表(biao)(biao)面形成(cheng)水(shui)(shui)膜(mo)清灰(hui)(hui)。

3、濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵器性能對(dui)比(bi)3.1、金屬電極濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵器20世(shi)紀90年代(dai)，為應對(dui)地方環(huan)保法規提出的對(dui)煙塵排放控(kong)制的要求，日本三菱公(gong)司研發并建成濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵器，用(yong)于燃煤(mei)電廠的煙塵治理。

2006年，專(zhuan)門針對(dui)PM2.5提出控制要求，在(zai)(zai)(zai)燃煤(mei)電(dian)(dian)(dian)廠安裝濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵器。目前(qian)我(wo)國(guo)通過引進技術并優化設計，已(yi)掌(zhang)握其(qi)核心技術。(1)金(jin)屬(shu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵器的(de)(de)技術特點如下：1)大多采(cai)(cai)用臥(wo)式(shi)(shi)布(bu)置，氣(qi)(qi)(qi)流沿水平方(fang)(fang)向(xiang)進出，煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)流速較(jiao)低(流速在(zai)(zai)(zai)2.5m/s左(zuo)右)，能有效控制氣(qi)(qi)(qi)流帶出粉(fen)塵，提高(gao)PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)(qi)溶(rong)膠脫(tuo)除效率(lv)。2)陰(yin)陽極(ji)均平行于(yu)氣(qi)(qi)(qi)流方(fang)(fang)向(xiang)布(bu)置，金(jin)屬(shu)極(ji)板采(cai)(cai)用懸掛(gua)方(fang)(fang)式(shi)(shi)，極(ji)板通過懸掛(gua)梁固定(ding)于(yu)殼(ke)體(ti)中，電(dian)(dian)(dian)暈電(dian)(dian)(dian)極(ji)采(cai)(cai)用框架式(shi)(shi)結構(gou)，通過吊桿吊掛(gua)在(zai)(zai)(zai)殼(ke)體(ti)中。這種安裝方(fang)(fang)式(shi)(shi)由于(yu)陰(yin)陽極(ji)不(bu)易變形，極(ji)間距有保證，故電(dian)(dian)(dian)場穩定(ding)性好，運行電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫(tuo)硫系統出現故障時，可以在(zai)(zai)(zai)較(jiao)高(gao)的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)溫度下運行。

(2)金屬電極(ji)濕式(shi)電除塵器存在的問題如下：

1)陽(yang)極(ji)板一(yi)(yi)般高(gao)度在8～10m左(zuo)右(you)，要(yao)(yao)形成均勻的(de)水(shui)膜(mo)對(dui)陽(yang)極(ji)板的(de)設計(ji)、制造、安裝(zhuang)及維護(hu)(hu)有嚴格(ge)的(de)要(yao)(yao)求，更換時難度較大(da)。2)極(ji)板材質多采用316L，需要(yao)(yao)通過水(shui)膜(mo)保護(hu)(hu)以防腐(fu)蝕，一(yi)(yi)旦水(shui)膜(mo)保護(hu)(hu)出現失效，造成極(ji)板腐(fu)蝕嚴重，甚(shen)至喪失除(chu)塵(chen)(chen)效率。3)清灰(hui)方式采用在線單線連(lian)續(xu)噴(pen)淋工藝，需要(yao)(yao)設置專門(men)的(de)水(shui)處理系(xi)統，噴(pen)淋水(shui)經(jing)NaOH水(shui)溶液中和(he)后循環使用，這種清灰(hui)方式對(dui)于水(shui)耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較大(da)，對(dui)噴(pen)嘴性(xing)能要(yao)(yao)求更高(gao)。根據各企業發布的(de)環境(jing)監測報告顯示，金屬電(dian)極(ji)濕式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)粉塵(chen)(chen)去除(chu)率(粉塵(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率：≥70%;霧(wu)滴含量：低于20mg/m3。目前，浙江嘉(jia)興三(san)期2×1000MW機(ji)組、大(da)唐黃島電(dian)廠670MW機(ji)組、神(shen)華國華舟(zhou)山電(dian)廠350MW機(ji)組等都(dou)采用了金屬極(ji)板濕式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)。

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)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)技術特點(dian)如下(xia)：1)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼具有重量(liang)(liang)輕、比強度(du)高、耐腐蝕等特性。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)極組(zu)件采用(yong)(yong)工(gong)廠(chang)成(cheng)型，實(shi)現整體模(mo)塊化，有利于保證安裝精度(du)。3)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)運(yun)行時(shi)，收(shou)集下(xia)來的(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)在沉淀(dian)極表面形成(cheng)液(ye)(ye)膜，由(you)于玻(bo)(bo)璃(li)鋼具有很強的(de)(de)疏水性，能(neng)有效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏對沉淀(dian)極壁的(de)(de)粘(zhan)接(jie)，靠重力自流至(zhi)下(xia)部(bu)集液(ye)(ye)槽(cao)。4)為防(fang)止少量(liang)(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)沉積(ji)，在沉淀(dian)極管上部(bu)設置(zhi)一(yi)層間斷(duan)噴(pen)淋(lin)裝置(zhi)，將濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)分為多個電(dian)(dian)(dian)場(chang)，當(dang)需(xu)要(yao)進行間斷(duan)沖洗(xi)時(shi)，控(kong)制(zhi)系統(tong)自動停掉其中(zhong)一(yi)個電(dian)(dian)(dian)場(chang)或(huo)將電(dian)(dian)(dian)場(chang)降壓運(yun)行，沖洗(xi)結束后開啟該(gai)電(dian)(dian)(dian)場(chang)。由(you)于耗水量(liang)(liang)較小，集液(ye)(ye)槽(cao)中(zhong)的(de)(de)收(shou)集液(ye)(ye)可返回脫(tuo)硫(liu)塔(ta)內循環使用(yong)(yong)。(2)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)存在的(de)(de)問題如下(xia)：1)煙(yan)氣(qi)流速在2.5m/s左右時(shi)，PM2.5細微(wei)顆粒(li)及(ji)氣(qi)溶膠(jiao)脫(tuo)除(chu)率高，提高煙(yan)氣(qi)流速后，影(ying)響(xiang)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)性能(neng)。2)一(yi)般FRP不能(neng)在高溫下(xia)長期使用(yong)(yong)，煙(yan)氣(qi)溫度(du)較高時(shi)對陽(yang)極板壽命(ming)有影(ying)響(xiang)，嚴重時(shi)可能(neng)燒灼。FRP的(de)(de)使用(yong)(yong)壽命(ming)在10～15年左右，與產品(pin)的(de)(de)質量(liang)(liang)及(ji)制(zhi)作產品(pin)所用(yong)(yong)的(de)(de)樹脂等原材料(liao)性能(neng)有關。3)如果出現部(bu)分導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼損壞，需(xu)要(yao)整個模(mo)塊更換，將大(da)大(da)增加維護(hu)費(fei)用(yong)(yong)和難度(du)。根據各企(qi)業發布的(de)(de)環境監(jian)測報告顯示，導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)去(qu)除(chu)率(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率：≥70%;霧(wu)滴(di)含量(liang)(liang)：低于25mg/m3。目前，黃臺(tai)(tai)8號、9號2×300MW機(ji)組(zu)、上海石(shi)洞口300MW機(ji)組(zu)、蒙西300MW機(ji)組(zu)、白楊河兩(liang)臺(tai)(tai)300MW機(ji)組(zu)等都采用(yong)(yong)了導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔性電(dian)極(ji)濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器20世紀90年代末，俄亥俄州立大(da)學提出了柔性電(dian)極濕式電(dian)除(chu)塵技術的(de)概(gai)念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公(gong)司(si)和俄亥俄州(zhou)立大學共同(tong)研(yan)究制(zhi)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)山東大學(xue)和國(guo)電環保院共同研(yan)發，開始(shi)了(le)柔性(xing)絕緣(yuan)疏水纖維織物用于濕式除(chu)塵器的(de)研(yan)究工作，并于2012年在益陽300MW燃煤機(ji)組中(zhong)完(wan)成工業(ye)化(hua)應用。官網(wang)：goyd.cn通過(guo)相關資(zi)料(liao)(liao)顯示，耐腐蝕(shi)性優(you)良的柔(rou)性絕(jue)緣(yuan)疏(shu)水(shui)纖維(wei)織物通過(guo)潤(run)濕(shi)使其導電(dian)，可以(yi)形(xing)成水(shui)膜，并(bing)靠重力自流向(xiang)下與煙氣分(fen)離，柔(rou)性織物材料(liao)(liao)作為收(shou)塵極布置成方形(xing)孔(kong)道(立式(shi)布置)，煙氣沿孔(kong)道流過(guo)。(1)柔(rou)性濕(shi)式(shi)電(dian)除塵器(qi)的技術特(te)點如下：1)柔(rou)性陽有(you)(you)重量(liang)輕(qing)、防(fang)腐性(xing)(xing)能好的特點。2)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水(shui)纖維本身的結(jie)構特性(xing)(xing)，有(you)(you)利于表面形(xing)成均(jun)勻水(shui)膜，利用從煙氣(qi)中(zhong)收集的酸(suan)液帶出灰，實現自清(qing)灰，沖洗(xi)水(shui)量(liang)小。3)陽(yang)極(ji)部(bu)件可組裝(zhuang)拆卸，有(you)(you)利于后期的維護和更(geng)換(huan)。(2)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)(xing)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)存在的問(wen)題(ti)如下：1)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)(xing)陽(yang)極(ji)不耐高(gao)溫(wen)(wen)，煙氣(qi)溫(wen)(wen)度較高(gao)時(shi)，對陽(yang)極(ji)壽命有(you)(you)影(ying)響，嚴重時(shi)可能燒蝕，使用壽命6年左右。2)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)(xing)纖維織物的伸(shen)縮率較大，陽(yang)極(ji)布的張緊(jin)程(cheng)度和浸(jin)水(shui)后發生的伸(shen)縮都會影(ying)響實際(ji)的極(ji)間距，進而影(ying)響到電(dian)(dian)(dian)場的穩定(ding)性(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓的正(zheng)常(chang)運行。3)煙氣(qi)流(liu)速較高(gao)，產(chan)生氣(qi)流(liu)帶出，PM2.5細微(wei)顆粒及氣(qi)溶膠脫除(chu)率低(di)。性(xing)(xing)能結(jie)果表明：粉塵(chen)去除(chu)率(含石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率：≥70%;霧(wu)滴(di)含量(liang)：低(di)于20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)(dian)益陽(yang)發電(dian)(dian)(dian)有(you)(you)限公司(si)300MW機組，國電(dian)(dian)(dian)滎陽(yang)煤電(dian)(dian)(dian)一體化有(you)(you)限公司(si)一期600MW機組采用了(le)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)濕式(shi)靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)技術。

3.4、徑(jing)流濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)徑(jing)流濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)是(shi)(shi)北京(jing)華能(neng)達(da)公司(si)自(zi)主研發的(de)(de)(de)(de)具(ju)有(you)(you)自(zi)主知識(shi)產(chan)權的(de)(de)(de)(de)除(chu)塵技術(shu)(shu)。與上(shang)述濕(shi)式(shi)靜電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)結構不同(tong)，該(gai)結構布置(zhi)(zhi)是(shi)(shi)將收塵陽極(ji)板(ban)(ban)(ban)垂(chui)直于氣流方(fang)向，使(shi)電(dian)(dian)場(chang)力(li)(li)(li)與引風(feng)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)方(fang)向在同(tong)一水(shui)平線(xian)上(shang)，粉塵顆粒在引風(feng)力(li)(li)(li)與電(dian)(dian)場(chang)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)共同(tong)作用下，在新(xin)型(xing)陽極(ji)板(ban)(ban)(ban)上(shang)完成捕集。裝置(zhi)(zhi)主要由殼體、分(fen)布板(ban)(ban)(ban)、陽極(ji)裝置(zhi)(zhi)、陰極(ji)裝置(zhi)(zhi)、噴淋(lin)系統(tong)、熱風(feng)系統(tong)和供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等組成。(1)徑(jing)流濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)(shu)特點如下：1)與煙氣接觸部位(wei)全部采用2205雙相(xiang)不銹鋼材質，具(ju)有(you)(you)強度高、耐高溫、耐腐蝕(shi)(尤(you)其對(dui)氯(lv)離子(zi)和硫化物(wu)的(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)腐蝕(shi))等特性(xing)，使(shi)用壽命(ming)能(neng)夠達(da)到(dao)30年。2)新(xin)型(xing)陽極(ji)板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)通孔率達(da)到(dao)98%以上(shang)，其幾乎全通透(tou)的(de)(de)(de)(de)結構大大降低了徑(jing)流式(shi)濕(shi)式(shi)除(chu)塵器(qi)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行阻力(li)(li)(li)，并且(qie)和普通的(de)(de)(de)(de)陽極(ji)板(ban)(ban)(ban)相(xiang)比(bi)，相(xiang)同(tong)體積下新(xin)型(xing)陽極(ji)板(ban)(ban)(ban)具(ju)有(you)(you)的(de)(de)集塵(chen)面積(ji)，相當于普通(tong)陽極板(ban)的(de)(de)20倍。3)陽極系(xi)統采用旋轉電極設(she)計(ji)，在(zai)(zai)旋轉電極下部設(she)立(li)(li)獨立(li)(li)的(de)(de)清洗室，由高(gao)壓噴嘴在(zai)(zai)旋轉電極內(nei)部向外沖洗網(wang)板(ban)，清洗網(wang)板(ban)后的(de)(de)污(wu)水通(tong)過排(pai)水泵和排(pai)污(wu)管道送入脫(tuo)硫塔補水。在(zai)(zai)工程(cheng)運(yun)行中(zhong)，利用壓差監(jian)測，實現(xian)在(zai)(zai)線噴淋，無水循環系(xi)統，故耗(hao)水、耗(hao)電量小。(2)徑流濕(shi)式電除塵(chen)器存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)問題如(ru)下：1)由于接觸煙(yan)氣的(de)(de)部件全部采用2205雙相不銹鋼，前(qian)期成本投入較高(gao)。