WESP型濕式電除塵器的技術(shù)應(yīng)用的探討

田亞蘭

摘 要：通過(guò)對(duì)WESP型濕式電除塵器原理的分析，說(shuō)明其性能不受粉塵比電阻和煤灰性質(zhì)的影響，，性能穩(wěn)定，高效，運(yùn)行可靠，對(duì)PM2.5、石膏、SO3有很高的脫除效率。論述了其為提高除塵效率所采取的技術(shù)措施，以及使用后調(diào)研報(bào)告，結(jié)論是WESP型濕式電除塵器是可使燃煤企業(yè)實(shí)現(xiàn)超潔凈排放，達(dá)到國(guó)家超凈排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：WESP型濕式電除塵器；高效除塵所采取的技術(shù)措施；超凈排放

引出語(yǔ)：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源消耗排放的污染物可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)顆粒物（PM2.5）為特征污染物的區(qū)域性大氣污染嚴(yán)重。環(huán)保部發(fā)布（2013年14號(hào)）公告：要求重點(diǎn)控制現(xiàn)役燃煤機(jī)組執(zhí)行特別排放限值，地方政府要求燃煤發(fā)電機(jī)組煙氣達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。濕式電除塵器是濕法脫硫后最終把關(guān)的最佳環(huán)保設(shè)備。

1 濕式電除塵器原理與優(yōu)點(diǎn)

濕式電除塵器廣泛應(yīng)用于冶金、化工等行業(yè)，在控制煙氣中的酸霧、細(xì)微顆粒方面效果顯著。目前全世界范圍內(nèi)投入運(yùn)行的濕式電除塵器超過(guò)1000臺(tái)。 濕式電除塵器的主要工作原理：濕式電除塵器也是電除塵器的一種，是直接將水霧噴向電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場(chǎng)內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，在這里，電場(chǎng)力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對(duì)粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集；除灰方式是將水噴至集塵極上形成連續(xù)的水膜，采用水清灰，流動(dòng)水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。

濕式電除塵器安裝在濕法脫硫之后具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1. 粉塵控制，接近零排放——WESP型濕法電除塵器，出口粉塵排放濃度可控制在5mg/Nm3以下，相當(dāng)于零排放。

2. 長(zhǎng)期高效運(yùn)行——不受比電阻、燃煤變化、排放要求提高的影響，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行在10mg/Nm3 以下，甚至更低。

3. PM2.5超細(xì)粉塵及氣溶膠控制——WESP型濕式電除塵器通過(guò)多場(chǎng)作用與相變、團(tuán)聚等機(jī)理，共同促進(jìn)微粒高效凝并“長(zhǎng)大”，實(shí)現(xiàn)高效脫除，對(duì)PM2.5的去除效率高達(dá)95%以上。

4. SO3酸霧控制——在濕法電除塵器內(nèi)部通過(guò)噴霧增濕，荷電后的SO3酸霧在靜電凝聚作用下粒徑增大，被捕集于極板與水膜形成稀酸，去除效率可達(dá)80%以上。

5. 汞排放控制——濕法電除塵器內(nèi)部過(guò)飽和環(huán)境和靜電脫除效應(yīng)，對(duì)煙氣中顆粒汞、氧化汞脫除效率高達(dá)60%以上。

6. 獨(dú)特陽(yáng)極板配置——具有專(zhuān)利保護(hù)的陽(yáng)極板設(shè)計(jì)，保證水膜更加均勻。

7. 占地面積小——以實(shí)驗(yàn)確定噴嘴霧化，系統(tǒng)耗水量為300MW機(jī)組8t/h，確保工程占地面積最小。

8. 系統(tǒng)防腐設(shè)計(jì)，一體化解決粉塵、SO3酸霧、逃逸的石膏霧粒、脫貢的污染物，實(shí)現(xiàn)煙囪清潔排放。

2 濕式電除塵器提高效率采取的技術(shù)措施

技術(shù)措施一：采用一板四線的陰陽(yáng)極配，電流密度均勻性好，無(wú)電場(chǎng)死區(qū)。

為避免電暈封閉，陰極線采用放電能力較強(qiáng)的尖端放電電極。為使陽(yáng)極板上得到均勻的電場(chǎng)強(qiáng)度分布，采取每塊陽(yáng)極板對(duì)應(yīng)4根陰極線的布置形式。

技術(shù)措施二：采用特殊設(shè)計(jì)制造的膜式導(dǎo)流引流專(zhuān)用收塵極板，變形小、水膜均勻

在濕式電除塵器里，噴入霧滴，使粉塵凝并、增濕，粉塵和霧滴在電場(chǎng)中一起荷電，荷電粒子在電場(chǎng)力的作用下，被收塵極板捕集。被捕集的水滴和粉塵在整個(gè)收塵極板上形成連續(xù)向下流動(dòng)的水膜，從收塵極板上流到灰斗中，然后通過(guò)灰斗排出，從而達(dá)到煙氣凈化的作用。WESP型濕式電除塵器布置在濕法脫硫后，進(jìn)入濕式電除塵器的煙塵主要含以SO3為代表的氣熔膠、石膏液滴、以及難以收集的大量PM10以下的微細(xì)粉塵。濕式電除塵器長(zhǎng)期在此環(huán)境下運(yùn)行，易引起腐蝕，液結(jié)，極板更是首當(dāng)其沖。因此極板表面形狀、材料選擇顯得尤為重要。該型采用專(zhuān)用的濕法脫硫后的收塵極板，板寬818mm，防風(fēng)溝封閉，避免灰水進(jìn)入造成酸腐蝕，極板采用防腐合金鋼制作。

技術(shù)措施三：先進(jìn)的噴淋系統(tǒng)和沖洗方式

濕式電除塵器由于采用濕式清灰，對(duì)粉塵性質(zhì)不敏感，無(wú)二次飛揚(yáng)，因此能達(dá)到極低排放，同時(shí)還能有效控制三氧化硫酸霧，減輕濕法脫硫后由于GGH的取消帶來(lái)的煙囪腐蝕問(wèn)題。因此，對(duì)濕式電除塵器而言，噴淋沖洗系統(tǒng)極為重要。 WESP型采用特有的濕式電除塵器沖洗裝置，該沖洗裝置包括分布板沖洗管路、電場(chǎng)沖洗管路與除霧器沖洗管路。電場(chǎng)沖洗管路分為間斷沖洗與連續(xù)噴淋兩種。 噴淋沖洗系統(tǒng)的噴嘴布置通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，以實(shí)現(xiàn)噴淋分布均勻，不留死角。霧化效果好，且用水量省。

采取合理的沖洗方式和沖洗制度，可有效解決濕式電除塵器應(yīng)用于燃煤電廠可能出現(xiàn)的積灰腐蝕問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)除塵效果佳，耗水量少，壽命長(zhǎng)的理想效果。

技術(shù)措施四：系統(tǒng)水平衡設(shè)計(jì)

1. 檢修、維護(hù)量少：

考慮除塵器的常規(guī)維護(hù)、噴嘴的更換與維護(hù)，按三年一個(gè)大修期約30萬(wàn)元，水泵的檢修、過(guò)濾器的檢修按三年大修期約20萬(wàn)元，即年平均成本約15萬(wàn)元。

2. 使用壽命：

WESP型濕式電除器的殼體為普通碳鋼加內(nèi)壁襯鱗片，極板、極線和支撐件均采用不銹鋼材料，可滿足濕式靜電除塵器20年以上的使用壽命。

3. 運(yùn)行操作簡(jiǎn)單、可靠：

濕式電除塵器內(nèi)部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，水膜清灰使極板表面沒(méi)有粉塵堆集，水沖洗使陰極線不掛灰，因此，同其它除塵方式相比，其電場(chǎng)內(nèi)部及本體的運(yùn)行操作維護(hù)簡(jiǎn)單。

4. 增加濕式電除塵器對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的影響和分析：

根據(jù)國(guó)內(nèi)外鍋爐行業(yè)使用濕式電除塵器的經(jīng)驗(yàn)表明：濕式電除塵器對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)未發(fā)生不利的影響，而好處是顯而易見(jiàn)的：能有效脫除PM2.5微細(xì)粉塵和氣溶膠，改善煙囪透明度；有效脫除SO3，緩解下游煙道、煙囪的腐蝕；解決濕法脫硫帶來(lái)的石膏雨，藍(lán)煙酸霧等環(huán)境問(wèn)題。

5. 濕式電除塵器極板極線結(jié)垢與腐蝕的防護(hù)措施：

項(xiàng)目設(shè)計(jì)的集塵極與放電極的清灰水由不同管道提供，采用特定的噴嘴，運(yùn)行過(guò)程中集塵極一直保持噴淋狀態(tài)，而放電極一天只噴淋幾次，使?jié)袷诫姵龎m器運(yùn)行中極板的表面一直充滿連續(xù)的水膜，水膜的沖刷作用對(duì)極板表面有最佳的清洗效果，極線的放電針尖結(jié)構(gòu)特殊處理，使其噴淋沖洗后不易造成粉塵液結(jié)，極板、極線均將采用高耐腐蝕不銹鋼材料，所有這些措施能保證極板板線不結(jié)垢和腐蝕。

6. 濕式電除塵器對(duì)PM細(xì)微粉塵的脫除效率研究：

WESP型濕式電除塵器檢測(cè)報(bào)告顯示，收集的灰水中PM10以下細(xì)微粉塵占90%，PM2.5以下的細(xì)微顆粒占30%，由此可表明濕式靜電除塵器對(duì)細(xì)微粉塵有很強(qiáng)的脫除效率。

7. 脫硫除霧器故障時(shí)，大量脫硫漿液直接進(jìn)入濕式電除塵器，本項(xiàng)目濕式電除塵能保證正常運(yùn)行并且不影響煙囪排放： 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的濕式電除塵器，在進(jìn)口喇叭內(nèi)設(shè)置有氣流分布裝置，分布板同時(shí)配置了強(qiáng)力的沖洗噴嘴，因此一旦脫硫除霧器故障，大量脫硫漿液進(jìn)入濕式電除塵器的進(jìn)口喇叭時(shí)，會(huì)被一層一層的分布板阻隔和捕集，同時(shí)打開(kāi)噴嘴進(jìn)行強(qiáng)力沖洗，使?jié){液在電場(chǎng)的前端得到預(yù)處理，不影響濕式電除塵器的正常運(yùn)行，保證煙囪排放。

3 國(guó)內(nèi)WESP型濕式電除塵器調(diào)研情況

1、國(guó)內(nèi)第一臺(tái)鍋爐行業(yè)濕式電除塵器于2011年12月份應(yīng)用于福建上杭，經(jīng)測(cè)試，出口粉塵排放濃度低于10mg/Nm3。

2、國(guó)內(nèi)首臺(tái)燃煤電站濕法脫硫后濕式電除塵器在中電投上海電力長(zhǎng)興島成功投運(yùn)：2013年1月，國(guó)內(nèi)首臺(tái)燃煤電站濕法脫硫后濕式電除塵器在長(zhǎng)興島電廠#1機(jī)組成功投運(yùn)（#2機(jī)組也在同一個(gè)月內(nèi)投運(yùn)）。經(jīng)測(cè)試，濕式電除塵器的出口粉塵排放濃度6.1mg/Nm3及4.3mg/Nm3。

3、華電淄博熱電廠330MW機(jī)組配套濕式除塵器粉塵排放僅5.2mg/Nm3。

4、大唐黃島電廠2x670MW機(jī)組2014年7月初投運(yùn)，設(shè)計(jì)出口粉塵排放5mg/Nm3以下。

4 結(jié)論

WESP型濕式電除塵器可有效去除SO3、NH3、HCL等氣溶膠、Hg等重金屬、微細(xì)粉塵（PM2.5）、細(xì)小液滴等，去除效率可達(dá)90%以上，使電廠復(fù)合污染物排放濃度降低，有效降低了環(huán)境污染，能達(dá)到超低排放，也是對(duì)國(guó)家節(jié)能減排政策的積極響應(yīng)。