張掖濕式電除塵器

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(yan)進入新(xin)(xin)世紀，隨著我國經(jing)濟的高速發展，火(huo)電(dian)裝機(ji)容(rong)量仍在不斷增長。按中電(dian)聯《電(dian)力(li)行業節能環(huan)保信(xin)息》推(tui)算，2015年(nian)(nian)，我國新(xin)(xin)增火(huo)電(dian)裝機(ji)容(rong)量約0.51億kW。根據電(dian)力(li)規劃設計總院預測，到2020年(nian)(nian)，火電(dian)裝機容量將達到12.2億kW，新增裝機容量約(yue)為3億kW。火電(dian)廠的快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)導致了大氣(qi)環(huan)境的污染(ran)并引發(fa)了公共環(huan)境及健康危機，

雖然采取一系(xi)列政策(ce)，大力推動(dong)煤炭清潔利用與發(fa)展清潔能源(yuan)，但由于我國燃煤發(fa)電(dian)的(de)基(ji)數較大(da)，火電(dian)廠仍將(jiang)是(shi)大(da)氣污染物(wu)的(de)主(zhu)要排(pai)放(fang)源(yuan)之一，而降低排(pai)放(fang)強度的(de)主(zhu)要措(cuo)施就是(shi)制(zhi)定和(he)實施更(geng)加嚴格的(de)排(pai)放(fang)標準(zhun)。

同時濕(shi)式電除塵(chen)(chen)器作(zuo)為(wei)燃(ran)煤電廠污染(ran)物控制(zhi)的(de)精處理技(ji)術設備，其處理對象為(wei)含大(da)量游離水的(de)飽和(he)濕(shi)煙氣，主(zhu)要去除粉塵(chen)(chen)(含石(shi)膏)、SO3、霧滴(di)和(he)有(you)害氣體，并可有(you)效控制(zhi)PM2.5的(de)排(pai)放，本文(wen)介紹4種濕(shi)式電除塵(chen)(chen)器技(ji)術，并從(cong)性能(neng)、可靠性及除塵(chen)(chen)效果等(deng)方面進(jin)行比(bi)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)目前的濕除(chu)(chu)技(ji)(ji)術中，主(zhu)要(yao)差別在(zai)(zai)于陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板材(cai)質的選取及清灰技(ji)(ji)術。根據(ju)(ju)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)材(cai)質的不同，主(zhu)要(yao)分為不銹鋼濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵器、導電(dian)玻璃鋼電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵器、柔性電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵器;根據(ju)(ju)清灰技(ji)(ji)術(即水(shui)膜的形成(cheng)(cheng)原理)不同，分為水(shui)膜自(zi)清灰技(ji)(ji)術和水(shui)膜沖洗清灰技(ji)(ji)術，前者為間(jian)斷噴淋，靠煙氣中的水(shui)汽在(zai)(zai)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)表面(mian)自(zi)凝結實現在(zai)(zai)線清灰，后者為通過噴淋水(shui)在(zai)(zai)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)表面(mian)形成(cheng)(cheng)水(shui)膜清灰。

3、濕式電除塵器(qi)(qi)性(xing)能(neng)對(dui)比3.1、金屬電極(ji)濕式電除塵器(qi)(qi)20世紀90年(nian)代，為應對(dui)地方環(huan)保法規提出的(de)(de)對(dui)煙塵排放控制(zhi)的(de)(de)要求，日(ri)本三菱公司(si)研(yan)發(fa)并建(jian)成濕式電除塵器(qi)(qi)，用于(yu)燃煤電廠的(de)(de)煙塵治理。

2006年，專(zhuan)門針(zhen)對PM2.5提出(chu)控(kong)制要求，在(zai)(zai)燃(ran)煤電(dian)廠安裝濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器。目前我國通過引進(jin)技術并優化設計，已掌握(wo)其(qi)核心技術。(1)金(jin)屬電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器的技術特點如(ru)下(xia)：1)大多采用臥式(shi)布置(zhi)，氣(qi)(qi)流(liu)沿水平方(fang)向進(jin)出(chu)，煙(yan)氣(qi)(qi)流(liu)速(su)較(jiao)低(流(liu)速(su)在(zai)(zai)2.5m/s左右)，能有效控(kong)制氣(qi)(qi)流(liu)帶出(chu)粉塵(chen)(chen)(chen)，提高(gao)(gao)PM2.5細微顆粒(li)及氣(qi)(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)效率。2)陰陽(yang)極(ji)(ji)(ji)均平行(xing)于(yu)氣(qi)(qi)流(liu)方(fang)向布置(zhi)，金(jin)屬極(ji)(ji)(ji)板采用懸掛(gua)方(fang)式(shi)，極(ji)(ji)(ji)板通過懸掛(gua)梁固定(ding)于(yu)殼體(ti)中，電(dian)暈電(dian)極(ji)(ji)(ji)采用框架式(shi)結(jie)構(gou)，通過吊桿吊掛(gua)在(zai)(zai)殼體(ti)中。這種安裝方(fang)式(shi)由(you)于(yu)陰陽(yang)極(ji)(ji)(ji)不易(yi)變形(xing)，極(ji)(ji)(ji)間距有保(bao)證，故電(dian)場穩定(ding)性好，運行(xing)電(dian)壓高(gao)(gao)。3)耐高(gao)(gao)溫(wen)，脫(tuo)硫系統出(chu)現(xian)故障時(shi)，可以在(zai)(zai)較(jiao)高(gao)(gao)的煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度下(xia)運行(xing)。

(2)金屬(shu)電極濕式電除(chu)塵(chen)器存在的問(wen)題如下：

1)陽(yang)極(ji)板(ban)一(yi)般高度(du)在(zai)8～10m左右(you)，要形(xing)成均勻(yun)的水(shui)膜(mo)對陽(yang)極(ji)板(ban)的設(she)計、制造、安裝及維護(hu)有嚴格(ge)的要求，更(geng)換(huan)時(shi)難(nan)度(du)較大。2)極(ji)板(ban)材質多采用316L，需(xu)要通過水(shui)膜(mo)保護(hu)以(yi)防腐蝕，一(yi)旦水(shui)膜(mo)保護(hu)出(chu)現失效(xiao)，造成極(ji)板(ban)腐蝕嚴重，甚至喪(sang)失除(chu)塵(chen)(chen)效(xiao)率。3)清灰(hui)(hui)方式采用在(zai)線單(dan)線連(lian)續噴淋(lin)工藝，需(xu)要設(she)置專門的水(shui)處(chu)理系統，噴淋(lin)水(shui)經NaOH水(shui)溶液中和后循環使用，這種(zhong)清灰(hui)(hui)方式對于(yu)水(shui)耗(hao)、電(dian)(dian)耗(hao)、堿的消耗(hao)較大，對噴嘴性能要求更(geng)高。根據各(ge)企業發布的環境監測報告顯示，金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器粉(fen)塵(chen)(chen)去除(chu)率(粉(fen)塵(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率：≥70%;霧(wu)滴含(han)量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目(mu)前，浙江嘉興三期2×1000MW機(ji)組(zu)(zu)、大唐(tang)黃島電(dian)(dian)廠670MW機(ji)組(zu)(zu)、神(shen)華國(guo)華舟(zhou)山電(dian)(dian)廠350MW機(ji)組(zu)(zu)等(deng)都采用了金屬(shu)極(ji)板(ban)濕(shi)式電(dian)(dian)除(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)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器的(de)(de)(de)(de)(de)技術特點如(ru)下：1)導電(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)具有(you)重量(liang)輕(qing)、比強度高(gao)(gao)、耐腐(fu)蝕等特性(xing)。2)收塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)極(ji)(ji)組(zu)件采用(yong)工廠成(cheng)(cheng)型(xing)，實現(xian)整(zheng)體模(mo)塊化，有(you)利于保證(zheng)安(an)裝(zhuang)精度。3)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器運(yun)(yun)行(xing)時(shi)(shi)，收集(ji)下來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)在(zai)沉(chen)淀極(ji)(ji)表面形成(cheng)(cheng)液(ye)(ye)膜，由于玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)具有(you)很(hen)強的(de)(de)(de)(de)(de)疏水(shui)(shui)性(xing)，能(neng)(neng)(neng)有(you)效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)和(he)石(shi)膏對沉(chen)淀極(ji)(ji)壁的(de)(de)(de)(de)(de)粘接，靠重力自流(liu)(liu)至下部(bu)集(ji)液(ye)(ye)槽(cao)。4)為(wei)防(fang)止(zhi)少量(liang)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)積，在(zai)沉(chen)淀極(ji)(ji)管上部(bu)設置一(yi)層間(jian)斷噴淋裝(zhuang)置，將(jiang)濕(shi)式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器分為(wei)多個(ge)電(dian)場，當需要進(jin)行(xing)間(jian)斷沖洗時(shi)(shi)，控制(zhi)系統自動停掉(diao)其中(zhong)(zhong)一(yi)個(ge)電(dian)場或(huo)將(jiang)電(dian)場降壓運(yun)(yun)行(xing)，沖洗結束后(hou)(hou)開啟該電(dian)場。由于耗(hao)水(shui)(shui)量(liang)較(jiao)小，集(ji)液(ye)(ye)槽(cao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)收集(ji)液(ye)(ye)可返回(hui)脫(tuo)硫塔內循(xun)環使用(yong)。(2)導電(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)問題如(ru)下：1)煙(yan)(yan)氣流(liu)(liu)速在(zai)2.5m/s左右時(shi)(shi)，PM2.5細微顆粒及氣溶膠脫(tuo)除率(lv)(lv)高(gao)(gao)，提(ti)高(gao)(gao)煙(yan)(yan)氣流(liu)(liu)速后(hou)(hou)，影響(xiang)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)。2)一(yi)般FRP不(bu)能(neng)(neng)(neng)在(zai)高(gao)(gao)溫下長期使用(yong)，煙(yan)(yan)氣溫度較(jiao)高(gao)(gao)時(shi)(shi)對陽極(ji)(ji)板壽命(ming)有(you)影響(xiang)，嚴(yan)重時(shi)(shi)可能(neng)(neng)(neng)燒灼(zhuo)。FRP的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)在(zai)10～15年左右，與產(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)及制(zhi)作產(chan)品所用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)樹脂等原材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)有(you)關。3)如(ru)果出現(xian)部(bu)分導電(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)損(sun)壞，需要整(zheng)個(ge)模(mo)塊更換，將(jiang)大大增(zeng)加(jia)維(wei)護費用(yong)和(he)難度。根據各(ge)企業發布的(de)(de)(de)(de)(de)環境監(jian)測報告顯示，導電(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)去(qu)除率(lv)(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去(qu)除率(lv)(lv)：≥70%;霧滴(di)含(han)量(liang)：低(di)于25mg/m3。目前，黃臺8號(hao)、9號(hao)2×300MW機組(zu)、上海石(shi)洞(dong)口300MW機組(zu)、蒙西300MW機組(zu)、白楊(yang)河兩(liang)臺300MW機組(zu)等都采用(yong)了(le)導電(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)器。

3.3、柔性電極(ji)濕式(shi)電除塵器20世紀(ji)90年(nian)代(dai)末，俄亥俄州立大學(xue)提出(chu)了柔(rou)性電(dian)極濕式電(dian)除塵技術的概(gai)念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥(hai)俄州立大學共同研究制作(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(dong)大學和(he)國電環保(bao)院共同研(yan)發，開始了(le)柔(rou)性絕緣(yuan)疏水(shui)纖維織物用于濕(shi)式除(chu)塵器的研(yan)究工作，并于2012年在益陽300MW燃煤機(ji)組中完成工業(ye)化(hua)應用(yong)。官網(wang)：goyd.cn通過相關資料顯示，耐腐蝕性(xing)優良的柔(rou)性(xing)絕緣疏水纖(xian)維織物通過潤濕(shi)使其(qi)導(dao)電(dian)，可以形(xing)成水膜(mo)，并(bing)靠重力(li)自流向(xiang)下與煙氣分離，柔(rou)性(xing)織物材料作為(wei)收塵極布置成方形(xing)孔道(dao)(立式(shi)布置)，煙氣沿孔道(dao)流過。(1)柔(rou)性(xing)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器的技術特點如下：1)柔(rou)性(xing)陽有(you)重量輕(qing)、防腐性(xing)(xing)(xing)能(neng)好的(de)特點。2)柔性(xing)(xing)(xing)絕緣(yuan)疏水(shui)(shui)纖維本身(shen)的(de)結(jie)構(gou)特性(xing)(xing)(xing)，有(you)利于(yu)表面形成(cheng)均勻水(shui)(shui)膜(mo)，利用從煙氣中收(shou)集(ji)的(de)酸液帶出(chu)灰，實現自清灰，沖洗水(shui)(shui)量小。3)陽(yang)(yang)極(ji)部件可(ke)組(zu)裝拆卸，有(you)利于(yu)后(hou)期的(de)維護和(he)更換(huan)。(2)柔性(xing)(xing)(xing)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)存在(zai)的(de)問題(ti)如下：1)柔性(xing)(xing)(xing)陽(yang)(yang)極(ji)不耐(nai)高(gao)溫，煙氣溫度較(jiao)高(gao)時(shi)，對陽(yang)(yang)極(ji)壽命有(you)影(ying)響(xiang)(xiang)，嚴重時(shi)可(ke)能(neng)燒蝕(shi)，使用壽命6年(nian)左右。2)柔性(xing)(xing)(xing)纖維織物(wu)的(de)伸縮率(lv)(lv)較(jiao)大，陽(yang)(yang)極(ji)布的(de)張(zhang)緊程度和(he)浸(jin)水(shui)(shui)后(hou)發生的(de)伸縮都會影(ying)響(xiang)(xiang)實際的(de)極(ji)間距，進(jin)而影(ying)響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)正常運行。3)煙氣流速較(jiao)高(gao)，產生氣流帶出(chu)，PM2.5細微顆粒及氣溶膠(jiao)脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)低。性(xing)(xing)(xing)能(neng)結(jie)果表明：粉塵(chen)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(含(han)石膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)(dian)益(yi)陽(yang)(yang)發電(dian)(dian)(dian)有(you)限公司300MW機組(zu)，國電(dian)(dian)(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)(dian)(dian)一(yi)體化有(you)限公司一(yi)期600MW機組(zu)采用了柔性(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)濕式(shi)靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)技術。

3.4、徑(jing)流(liu)濕式電除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器徑(jing)流(liu)濕式電除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器是北京(jing)華能達公司自主(zhu)(zhu)研發(fa)的(de)(de)(de)具(ju)有自主(zhu)(zhu)知識產權(quan)的(de)(de)(de)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)技(ji)術(shu)。與(yu)上述濕式靜(jing)電除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器結構不同，該結構布(bu)置是將收塵(chen)(chen)(chen)陽(yang)極(ji)板(ban)垂(chui)直于(yu)氣(qi)流(liu)方(fang)(fang)向，使(shi)電場力(li)(li)與(yu)引風(feng)力(li)(li)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)向在同一水(shui)平線上，粉塵(chen)(chen)(chen)顆粒在引風(feng)力(li)(li)與(yu)電場力(li)(li)的(de)(de)(de)共同作(zuo)用下(xia)(xia)，在新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)上完成(cheng)捕集。裝(zhuang)置主(zhu)(zhu)要由(you)殼體(ti)、分布(bu)板(ban)、陽(yang)極(ji)裝(zhuang)置、陰(yin)極(ji)裝(zhuang)置、噴淋系統(tong)、熱(re)風(feng)系統(tong)和(he)供(gong)電電源等組成(cheng)。(1)徑(jing)流(liu)濕式電除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)特(te)點如下(xia)(xia)：1)與(yu)煙氣(qi)接觸部(bu)位(wei)全部(bu)采用2205雙相不銹鋼材質，具(ju)有強(qiang)度高(gao)、耐高(gao)溫(wen)、耐腐(fu)蝕(尤其(qi)對氯離子和(he)硫化物的(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕)等特(te)性，使(shi)用壽命(ming)能夠達到30年。2)新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)的(de)(de)(de)通(tong)孔(kong)率達到98%以上，其(qi)幾乎全通(tong)透(tou)的(de)(de)(de)結構大(da)大(da)降低了徑(jing)流(liu)式濕式除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器的(de)(de)(de)運(yun)行阻力(li)(li)，并且(qie)和(he)普通(tong)的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)板(ban)相比，相同體(ti)積下(xia)(xia)新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)具(ju)有的(de)(de)(de)集塵面積，相當(dang)于普通陽極(ji)(ji)板的(de)(de)(de)20倍(bei)。3)陽極(ji)(ji)系統采用(yong)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)電(dian)極(ji)(ji)設(she)(she)計，在旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)電(dian)極(ji)(ji)下(xia)部(bu)設(she)(she)立獨立的(de)(de)(de)清洗室(shi)，由(you)高壓噴嘴在旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)電(dian)極(ji)(ji)內部(bu)向外(wai)沖(chong)洗網(wang)板，清洗網(wang)板后(hou)的(de)(de)(de)污水(shui)(shui)通過排(pai)水(shui)(shui)泵和排(pai)污管(guan)道送入(ru)脫硫(liu)塔補水(shui)(shui)。在工程(cheng)運行(xing)中，利用(yong)壓差監測，實(shi)現在線噴淋，無水(shui)(shui)循環系統，故耗(hao)水(shui)(shui)、耗(hao)電(dian)量小。(2)徑流濕式電(dian)除塵器存在的(de)(de)(de)問題(ti)如下(xia)：1)由(you)于接觸煙(yan)氣的(de)(de)(de)部(bu)件全部(bu)采用(yong)2205雙相不銹鋼，前期成本(ben)投入(ru)較高。