火力发电厂湿式除尘器应用中若干问题的探讨
石韬，刘广林
（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州510663）
摘要：随着火电厂排放指标日益严格，温式除尘器已普遍应用于火电行业中.文中对不网技术路线的湿式除尘器进行分析，并对其在应用中的若干问题进行探讨，为烟气除尘系统的设计提供依据.
关键词：超洁净排放；湿式除空器：粉尘浓度
中图分类号：TM611.621.7文献标惠码：B文章编号：1009-3230（2017）09-0027-04
Discussion on the Application ofWetElectrostaticPrecipitator inThermalPowerPlant
SHI Tao LIU Guang lin( China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co. Ltd. Guangzhou 510663 China)
Abstract; With the increasingly stringent emission indicators the wet electrostatic precipitator is widely used in thermal power industry. In this paper wet electrostatic precipitator with diferenttechnological routes are analyzed and some problems in application are discussed which provides thebasis for the design of flue gas dedusting systeen.
Key words: Ultra clean emission; Wet electrostatic precipitator; Dust concentration
从近几年的投运情况来看，湿除在控制粉尘方面效果明显.但其占地大，能耗高，废水排放等问题也日渐突出.文中将结合湿除的不同技术路线，就其应用过程中的若干问题进行讨论，为湿除选型提供参考.
0引言
2014年9月，国家发改委、环保部、国家能源局联合印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）年》明确指出：应严格控制大气污染的排放，新建燃煤发电机组应同步建设先进高效的除尘设施”.“超洁净排放”要求粉尘浓 度不高于5mg/Nm²（6%含氧量）.目前火电厂传统除尘设备对粒径小于2.5um的粉尘脱除率很低.对于石灰石-湿法脱硫的机组，熔气还会携带出塔内的石膏雾滴，5mg/Nm²的标准难以达到.目前的主流做法是，在系统原有除尘设备提效的同时，在烟图人口前增设一台湿式除尘器，作为终端精处理除尘设备，为超洁净排放提供保证.
1湿除工作原理
区，水雾带电后，通过碰撞拦截和吸附凝并，对粉 湿除的工作原理是将水雾喷向放电极和电晕尘、气溶胶等颗粒进行捕提，并在电场力的驱动下收集至集尘极.湿除喷淋系统将冲洗水喷至集尘极上形成连续的水膜，将粉尘颗粒冲刷到灰斗中，随冲洗水排出湿除系统.
2湿式除尘器的极板型式探讨
国内大型机组配套的湿除主要有几类，一
图1温式电除尘器的工作原理示意图
类是连续冲洗板式（简称板式），一类是间断冲洗管式（简称管式），还有一类采用柔性电极，其技术特点与管式比较接近，可以当做同一类设备.
图2温式电除尘器极板结构示意图
湿除阳极板材质主要有三种，金属，导电玻璃钢和织物纤维.
式，材质为SUS316L或2205.阴极线悬挂于两 金属极板一般采用平行悬挂不锈钢板的形
极板之间，采用合金钢材质的芒刺线，具有耐腐蚀，电流密度高等优点.因阳极材质本身抗腐蚀性差，须配置连续的喷淋系统，在极板上形成连续水膜，及时清灰和防腐，故耗水量较大.另需引人碱系统，水系统较复杂.一般运行寿命为15年左右.
导电玻璃钢极板一般布置为蜂窝结构，单个蜂窝为正多边形，烟气垂直通过管道，阴极线位于蜂窝的正中心，材质形式与金属极板的阴极线一致.阳极板材料为导电玻璃钢添加碳纤维合成， 其导电性能好，耐腐蚀性比金属极板好，但运行一段时间后，仍需通过喷淋来除去极板上的酸洗物质.性能介于金属极板和柔式极板之间.一般运行寿命在12-15年左右.
柔式极板是蜂窝形式的纤维织物，因极板本身刚性不够，边缘需要设置张紧装置，运行过程中，极板的晃动会影响电场的稳定性.因极板本身具有亲水性，一次冲洗后，水分在极板上长久保持，它的耗水量最小.但也正因为没有水膜及时冲洗，冲洗间隔周期的中后期，粉尘在极板上积累，除尘效率下降明显.织物阳极板需定期更换，使用寿命在6年以内.
目前国内大中型火电厂投入使用的湿式除尘器中，采用刚式极板的比较多，见表1.
不同极板湿式除尘器对比
表1
技术对比项 式 管式 柔性板板烟气流动方向 水平居多，可垂直 板 垂直，逆流或顺流 水平居多，可垂直烟气设计流速 3 -4.5 m/s ≤3 m/s ≤2.5 m/s烟气侧阻力 ≤200 Pa ≤200 Ps ≤200 Pa阳极结构 300 mm 平行板 300 mm 管式 平行板或管式 400 mm阳极冲洗方式 同极间距 连续 间断 间断，冲洗周期很长阳极材料 316L 317L 2205等 始 FRP PP 纤维织物阴极线冲洗方式 间断 间断 间断除尘、PM2.5效率 阴板线材料 316L 317L 高 316L、铂锦合金、镍基合金 高 2205 高出口雾滴含量 50 ~100 mg/Nm? 25 ~50 mg/Nm ≤15 my/Nn?补充水/排水量 较大，连续 较小，间断 很少
编表1
技术对比项 板式 式 柔性额板排水pH值 4~6.可校正为7 2-4.酸性较大 1-2.酸性较大排水悬浮物（SS） 加碱液系统 2000=g/L 可控 有 无，可以考虑添加 较高，不可控 较高，不可控 无瞬间高湿承受能力 好 较差 较差推荐布置方式 水平，钢构架支撑 垂直，钢构架支挥 垂直，钢构架支撑设备基础荷截 较大 比板式箱小 比板式稍小业续 非达/日本三菱、南源/日本日 较多 巴威/美国B&W、克莱德/美国CP 其它行业多，电力行业较少 较少可选供应商及 立、巴威/美国B&W、克莱德/ BCG、宜成/潮北宜成、东方锅护/德国 山大能源/山东山大技术来源 美国CPBC.龙净/福建龙净 AN3
此方案充分利用了循环水量，并采用交叉间醇冲洗，将水量降至最低.除了机组启动用水以及系统补水之外，几乎不需外加水，耗水量较少，外排水也少.但除尘效果不理想，循环冲洗水质差和交叉间歇喷淋将导致极板在喷淋间歇期附着杂质，缩短极板寿命，影响除尘效果.湿除出口烟气携带的水汽中极有可能带有未除尽的粉尘和气溶胶，直接影响烟肉出口粉尘浓度.
3湿式除尘器的排水系统
湿除喷淋冲洗的废水需要排到脱硫系统，此部分水量会对原脱硫系统水平衡带来冲击.目前超洁净技术路线通常会在上游设置换热器，回收烟气余热，降低烟温，导致脱硫塔实际所需喷淋水量大幅降低，从面加剧了脱硫系统无法消纳湿除排污废水的风险.柔式极板和导电玻璃钢极板因材质关系，冲洗水量较小，影响不大.相对而言，刚式极板所需冲洗水量大，若考虑不周，极有可能因排污水量过大，导致脱硫系统水平衡破坏.
（3）自循环连续喷淋
湿式除尘器喷淋污水进人过滤水箱，经过滤系统处理后，排除一小部分浓度较高的污水，另一部分再生水回用至喷淋系统，用于喷淋前几级电场（考虑到烟气本身会携带水汽出去，湿除末级采用水质较好的工业用水）.前后级电场分区用 水，可在保证除尘效果的同时，兼顾整体水耗量，见表2.
目前，针对刚式极板，主要有三种喷淋方式：
(1）直排式
工业用水经给水泵升压后，用于湿除的喷淋.冲洗后排污水进人废水箱，再经排污泵排入脱硫系统进行处理.
此方案的优点是，冲洗水质好，冲洗效果佳；但冲洗水没有循环利用，水耗量高.一般采用间隙喷淋，来一定程度上减小耗水量.
表2国内某350MW机组不同冲洗方塞对比（THA工况）
自播环- 白着环-直排式 间胞冲洗 连续喷廉喷淋方式 连续总用水量（v/h） 17.39 26.03 72.69循环水量（t/h） 耗水量（t/h） 17.39 0 17.28 8.75 60.48 12.21排水量（/h） 17.39 8.75 12.21耗电量（kWh） 22.50 41.00 81.00悬泽物总浓度（mg/1） 1384 48 2750.92 1972. 28C1-旅度（mg/1) 32.00 64.00 46.00
(2）自循环-交叉间隙冲洗
工业用水经给水泵升压后，用于湿除的喷淋，污水收集后进人过滤水箱，将污水中的杂质排出湿除系统（伴随少量水）.经过滤后，进人循环水箱，经循环泵升压后，再次用作湿除的喷淋.此方案将喷淋区域分片，每次只交叉间隙冲洗某个区域中的极板.
用卧式布置.美国的湿除技术起步也比较早，多采用垂直烟气流的设计.如图3所示.
目前工程多采用自循环连续喷淋的方案.
4湿除的布置方式
通常300MW及以下新建机组多采用塔顶布置，通过与脱硫塔共用基础，可节省湿除独立支撑的土建结构，充分利用空间；300MW以上的机组，因烟气量大，塔上布置有一定的局限性，为保证整体性能，通常采用塔外布置.对于脱硫塔不拆除的改造机组，因原来脱硫塔基础通常不含裕量，只能采用塔外布置.
湿除布置方式可分为卧式和立式两种.卧式布置是指烟气流向为水平，多用于板式结构；立式布置是指烟气流向为垂直，多用于管式结构.立式布置又分为脱硫塔上布置和脱硫塔外布置两种，塔外布置根据烟气与喷淋水的流向关系，又分为顺流式和逆流式两种.目前国内主流湿除厂家基本是引进的日本三菱和日立的技术，日本多采
图3温式电除尘器布置方式示意图
参考文献
5结束语
[1]张丽丽，温式电除尘技术在燃煤电厂的应用研究[J].南方能源建设，2016 3（1）：27.[2]陈招妹，高志丰，吕明玉.WESP在燃煤电厂"超洁净排放”工程中的应用[J].电站系统工程，2014，30(6) :18.[3]尹连庆，唐志鹏，刘佳，湿式除尘器技术分析[J].电力科技与环保，2015 31（3）：19.
目前火电行业对湿除的选用已趋于谨慎.在满足排放要求的前提下，越来越倾向于通过对原系统充分挖潜，来提高除尘效率，而非一味 追求超低排放.结合工程实际，对湿除技术路线的选择上也更加科学合理.希望在不久的将来，在超洁净排放的技术路线上能够百花齐放.
