國內不同型式濕式電除塵器的綜合技術比對

摘 要：目前，市場上較為常見的燃煤電廠用濕式電除塵技術主要有金屬極板、玻璃鋼極板和柔性極板三種。本文通過結構、性能等技術對比分析得出金屬極板型式的電除塵器的可靠性最佳，可以長期保證低排放，并實現多污染物的協同控制，特別是對SO3的高效脫除，能夠有效緩解防腐，降低煙囪防腐費用。

關鍵詞：電除塵器；濕式；WESP；金屬極板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.216

0 前言

隨著國家對于大氣污染物排放的控制越來越嚴格，大部分的燃煤電廠都采用了脫硫和除塵相結合的方式降低顆粒煙塵的排放。目前，在發電過程中采用濕法脫硫與濕式電除塵器的方式可以減少85%的硫化氣體以及超過80%的顆粒煙塵。最終的成果是將燃煤電廠煙囪可見煙氣的渾濁度可以降低到了10%以下。濕式電除塵系統可簡稱為WESP。

1 WESP國內制造商

我國燃煤電廠濕式除塵技術發展較晚，目前國內濕式電除塵出現了幾個不同的技術流派，主要有以福建龍凈為代表的沖洗式金屬極板的濕式電除塵技術，以山東山大能源環境有限公司為代表的柔性陽極濕式電除塵技術及以雙盾環境科技有限公司為代表的玻璃鋼濕式電除塵技術。此外還有浙江菲達環保引進的日本三菱濕式電除塵技術、浙江南源引進的日本日立濕式電除塵技術和南京通用引進的日本科特雷爾濕式電除塵技術，也是采用沖洗式金屬極板，技術路線與龍凈環保大致相同。

2 不同極板的WESP技術對比

2.1 結構差異

金屬極板WESP：（1）陽極板采用平行懸掛的金屬極板，極板材質為SUS316L 不銹鋼；（2）因為金屬表面可以采用連續噴水形成表面的保護膜，因此金屬極板的WESP必須配置噴淋水循環系統。噴淋水在清洗完金屬表面后進行酸堿性的中和可以繼續循環使用，部分噴淋水會為脫硫系統進行補水。

柔性陽極WESP：（1）通過靜電吸附原理進行除塵：陽極的材質是蜂窩形式的柔軟性織物，陰極的材質為鉛銻合金。陰極線配置在每個陽極孔的中間，濕潤后會與陽極形成導電系統。陽極外側配置2205、2507不銹鋼材質的框架和張緊裝置；（2）與金屬極板不同，柔性陽極WESP不需要配置循環噴淋水系統，而是需要一套酸液導流裝置對柔性陽極WEPS進行清理，煙塵顆粒沉淀處理后的酸性溶液可直接進入初六漿液系統；（3）無水循環系統，相當于電除塵霧。

玻璃鋼陽極WESP：（1）陽極板布置成蜂窩結構，煙氣由上往下通過除塵器。陽極板材料為高分子含碳復合材料的導電玻璃鋼，添加了碳纖維作為導電材料，合成樹脂作為黏合劑。陰極采用陰極線，位于蜂窩結構孔道中間，陰極線材料采用鈦合金；（2）陽極系統采用間歇式噴淋系統，每24小時沖洗一次，沖洗5min，沖洗時需要斷電，每個供電分區輪流沖洗，沖洗水直接進入脫硫系統。

2.2 性能對比

金屬極板WESP：（1）金屬極板由于材質的剛性較高，因此在使用過程中不易變形，抗壓能力強。兩個極板間的距離保持良好，從而保證了較好的電廠性能和機械強度。能夠承受55kV以下的高壓電；（2）對煙塵的流速要求低，可以選擇較長的停留時間，在2m/s的速度下即可以進行微小煙塵顆粒和氣溶膠的清理，除塵效率良好；（3）循環水噴淋能夠在金屬極板表面形成均勻牢固的保護膜，清除大部分的灰塵；（4）噴水清灰同時具有脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力；（5）循環水可以對脫硫設備進行補水，不但不會對其他設備造成損害，而且能夠節約資源，提高除塵效率；（6）除塵效率與除塵面積有關，除塵面積足夠時可以保證達到除塵效果，除塵效率根據配置不同一般可達70～90%；（7）金屬極板的WESP設備占地面積較大，對于系統阻力要求要高于300Pa。

柔性陽極WESP：（1）由于柔性陽極采用的較為柔軟的織物組織，雖然有金屬框架作為支撐，但是仍然極易受到煙塵流動的影響，產生變形，因此在機械性能和電容穩定性上肯定要有所損失；（2）煙氣流速較高（≈3m/s），產生氣流帶出，停留時間短，PM2.5細微顆粒及氣溶膠脫除率低；但是煙塵氣流流速過高時會造成穩定性下降，也會影響工作性能；（3）柔性陽極WESP利用酸性溶液進行灰塵的帶出和沉淀，但是對于極板表面的灰塵并沒有清理作用，必然會造成除塵效率的降低；（4）沒有噴水清灰，不具備脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力；（5）收集的酸液沉淀后進入脫硫系統，對脫硫塔內的物料平衡有一定的影響，增加脫硫運行的費用（待評估）；（6）除塵效率受除塵面積的影響一般為50～75%；（7）柔性陽極WESP設備的尺寸較小，系統阻力要求不高于300Pa。

玻璃鋼陽極WESP：（1）玻璃鋼陽極WESP和金屬極板一樣具有良好的穩定性和除塵效率，可承受78kV的高壓；（2）對煙氣流速要求較高，選用較短的停留時間，在3m/s的速度下進行微小煙塵顆粒和氣溶膠的清理，效率低；（3）無水膜沖洗清灰，利用噴淋系統每隔一段時間進行沖洗，極板表面有積灰可能，影響集塵效果；（4）由于是間斷性噴水清灰，因此雖具備脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力，但脫除率不高；（5）收集的酸液沉淀后進入脫硫系統，對脫硫塔內的物料平衡有一定的影響，增加脫硫運行的費用（待評估）；（6）除塵效率受除塵面積的影響一般為50～75%；（7）玻璃鋼陽極WESP設備的尺寸較小，系統阻力要求為300-500Pa。

2.3 可靠性對比

金屬極板WESP：（1）金屬極板本身具有一定的抗腐蝕能力，再加上噴淋循環系統的不斷沖洗在金屬表面形成保護膜，因此金屬極板的使用壽命可以達到15年；（2）金屬極板WESP可以承受較高的溫度和電壓，在脫硫設備故障時仍可以進行正常工作；（3）對于電腐蝕的抵抗能力強；（4）噴淋水系統可以保證金屬極板一直處于無灰塵的清潔狀態；（5）無需框架支撐和張緊裝置，內部支撐板可采用碳鋼與玻璃的結合的材質。endprint

柔性陽極WESP：（1）柔性陽極WESP在使用過程中容易變形和搖擺，陽極織物也需要定期更換，因此使用壽命僅為6年左右，換布率在一個大修整周期內為20%；（2）柔性陽極不能承受高溫高壓腐蝕，嚴重時會造成極板燃燒，直接報廢；（3）無噴淋水系統，清灰無保證，設備性能、安全有隱患；（4）除了支撐框架采用不銹鋼以外，其他支撐部件均采用碳鋼加玻璃鱗片的結構。

玻璃鋼陽極WESP：（1）陽極板材料為高分子含碳復合材料，抗腐蝕性較好，產品聲稱使用壽命15年以上；（2）玻璃鋼陽極WESP可以承受較高的溫度和電壓，在脫硫設備故障時仍可以進行正常工作。（3）對于電腐蝕的抵抗能力強；（4）間斷性噴水，無法長期保證極板干凈，設備性能、安全有隱患。

2.4 運行費用

金屬極板WESP：（1）耗電：水循環系統耗電42kW；（2）耗水：系統零水耗；（3）化學藥劑：耗 NaOH溶液；（4）易損件更換：無易損件。

柔性陽極WESP：（1）耗電：耗電量低；（2）耗水：系統零水耗；（3）化學藥劑：除塵酸液直接排入脫硫漿液系統，對脫硫運行經濟性有一定影響（待評估）；（4）易損件更換：換布率在一個大修整周期內為20%，總成本約為40萬元，每年的平均材料和人工成本為8-10萬元。

玻璃鋼陽極WESP：（1）耗電：耗電量低；（2）耗水：系統零水耗；（3）化學藥劑：除塵酸液直接排入脫硫漿液系統，對脫硫運行經濟性有一定影響（待評估）；（4）易損件更換：無易損件。

3 結論

通過上述技術對比可以看出三種技術路線各有優劣：金屬極板WESP由于極板穩定，且有水膜覆蓋沖洗系統，因此在電場穩定性、清灰性能上具有優勢，噴水清灰同時具有脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力。綜合比較，初步認為金屬極板性能略優于柔性陽極及玻璃鋼極板。從技術潮流來看，金屬極板WESP為國際主流技術，已在多個國家得到應用，國內主流采用金屬極板WESP，而柔性陽極WESP經過多年的發展，仍然只有極少數應用案例，因此認為技術方向的風險大于金屬極板，國內投運項目已出現極板燒毀現象。

相較于金屬極板WEPS技術，柔性陽極WESP和玻璃鋼陽極WESP的主要的優勢在于運行費用中沒有噴淋循環系統的維護和維護的支出，但是這兩項技術均會對其他的運行系統產生不良影響，主要是破壞了脫硫設備內部的酸堿平衡，需要增加脫硫CaO用量，也要增加費用，總體運行費用相差不大。同時不具備脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力。

綜合分析對比，認為金屬極板WESP在技術風險和可靠性上占有優勢，可以長期保證低排放，并實現多種污染物的協同治理，特別是對SO3高效脫除，能夠有效緩解防腐，降低煙囪防腐費用。

參考文獻：

[1]趙琴霞，陳招妹，周超炯，尹得仕.濕式電除塵技術及其在電廠的應用前景探討[J].2012（04）：24-26.

[2]張華東，周宇翔，龍輝.濕式電除塵器在燃煤電廠的應用條件分析[J].中國電力，2015（08）：13-16.

作者簡介：洪如松（1982-），男，碩士，電力工程師，主要從事：電力勘測設計，技術經濟工作。endprint