燃煤电厂超低排放工程中湿式电除尘器的应用
鸿立波
（浙江天地环保科技有限公司，杭州311121）
摘要：随着燃煤电厂的发展，烟气中粉空等污染物排放量将会相应增加，此造成的大气污在全国率先实施超低排放示范改造，创新煤炭的清洁燃烧和清洁排放技术，对湿式电除尘器技 染问题也目渐严重.面对我国以煤炭为主能源品种消费结构和目益艰巨的环保压力，浙能集团术进行了研究并在多个超低排放工程中得到了应用.文中主要对燃煤电厂超低排放工程中湿式电除尘器的工作原理、工程应用及应用条件等进行了较为系统的阐述.
关键词：燃煤电厂；超低排放；温式电除尘器
中图分类号：TK229.3文献标志码：B文章编号：1009-3230（2017)05-0001-03
ApplicationofWetElectrosteticPrecipitatorinUltr-lowEmission Projectsof Coal-firedPowerPlants
FENG Li bo(Zbejiang Tiandi Environmental Protection Technology Co. Ltd. Hangzhou 311121 China)
Abstract; The development of coal fired power plants give rise to the increasing emision of suchFaced with such situatin together with Chinas coal based energy consumption struture Zhejang air pollutants as sulfur dioxide and nitrogen oxides making air pollution problems even more serious.Energy Group take the lead in implementing ultra low emission demonstration in the country byinnovating clean bustion and clean cmission technologies. They conducted research on the wet electrostatic precipitator and applied it in multiple uitra low emisson projects. Such moves havebeen expanding new spaces and bringing new opportunities for the development to the whole coalindustry. This study systematically descnibed the working principle engineering application andapplication conditions of the retrofit design of WESP in coal fired power plants.
Key words: Coal fired power plants; Ultra low emissions; Wet electrostatic precipitator
益增多，严重制约社会经济的可持续发展，威胁人众对于“雾霍”天气的日益关注，节能减排日益成《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》（2013年8月）、《大气污染防治行动计划）（2013年9月）、《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年））（2014年9月）等相关文件，对于新型节能、减排装备产业予以大力支持和政策引导并强调绿色发展，坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点，加强节能环保技术、工
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为国计民生的头等大事.在传统煤烟型污染尚未得到控制的情况下，以臭氧、细颗粒物（PM2.5）和酸雨为特征的区城性复合型大气污染日益突出，区域内空气重污染现象大范围同时出现的颜次日
新能集团自我加压，在全国率先启动“燃煤机组烟气超低排放”项目建设.这一技术的应用将使燃煤电厂的排放与天然气机组相当，成为高标准的清洁电厂.为积极推动资源利用方式的根本性转变，加快建设资源节约型和环境友好型企业，全力促进生态文明建设.浙能集团在全国率先启动了实施”燃煤机组烟气超低排放”项目建设，该项目实施后相关燃煤电厂排放的烟气中将大幅度降低PM2.5等物质的含量，对大气影响可达到天然气机组排放标准.项目所来用的湿式电除尘技术为目前世界上最先进的除尘技术，湿式电除尘技术先后在嘉兴、六横、台州和温州等电厂超低排放工程中开始实施，这一技术的应用将使燃煤电厂的排放水平与天然气机组相当，并得到了国家有关部委的高度关注.
1湿式静电除尘器简介
湿式静电除尘器通常布置在脱硫吸收塔后，可以有效去除烟气中的烟尘微粒、PM2.5、S0，微液滴、汞及除雾器后烟气中携带的脱硫石膏雾滴等污染物，是一种高效的静电除尘器.其主要工作原理是：将水雾喷向集尘板（或者将水雾喷至放电极），水雾在散电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化；电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用，最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集，喷雾形成的连续水膜将捕获的粉尘冲刷到灰斗中排出.[1]与干式电除尘器通过振打将极板上的灰振落至灰斗不同的是，湿式电除尘器是将水喷至集尘极上形成连续的水膜，流动水将捕获于极板之间，只能用于处理垂直流动的烟气.板的烟尘冲刷到灰斗中随水排出.由于没有振打装式湿式静电除尘器的集尘极呈平板状，可获得良
艺、装备推广应用，全面推行清洁生产.虽然国家置，湿式静电除尘器除尘过程中不会产生二次扬尚未对煤电机组PM2.5排放标准提出要求，但是尘，并且放电极被水浸润后，使得电场中存在大量带电雾滴，大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率，大幅度提高亚微米粒子（烟气中的S0在205℃以下时主要以HSO的微液滴形式存在，其平均题粒的直径在0.4μm以下，属于亚微米颗粒范畴）向集电极运行的速度，可以在较高的烟气流速下，捕获更多的微粒.据国外相关文献表明，湿式电除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM10，尤其PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果.所以可以使用湿式静电除尘器来控制燃煤电厂的SO酸雾，并且还具有联合脱除的前景.
湿式静电除尘器在工艺系统方面主要由除尘器本体、阴阳极系统、喷淋系统、流场分布装置、灰水处理自循环系统和电控系统组成.其中除尘器本体主要由进出口烟道、壳体、放电极及其框架、集电极绝缘子、喷嘴和管道以及灰斗等组成.灰水处理自循环系统主要由水箱、泵、滤网等组成.阴阳极系统，是湿式电除尘器的核心部件.湿式电除尘在选型上，主要从比尘集面积、电场风速、电场数、极配形式、高压电源等几葛方面进行综合性分析进行选型.在材料选择上，壳体通常采用普通碳钢，为防止腐蚀，其内表面需涂有防腐材料.内部结构的材料的选择式一个比较复杂的过程，为了避免发生点腐蚀和裂隙腐蚀，必须考虑工艺气体和冲洗液体中氧和氯化物的浓度，根据不同氯化物浓度，一般内部构件材料选316或317系列不锈钢、双相不锈钢等.
湿式静电除尘器在结构上主要有两种基本型式：管式和板式.管式湿式静电除尘器的集尘极为多根并列的圆形或多边形金属管，放电极均布
好的水膜形成的特性，极板间均布电晕线，可用于8mg/Nm左右，即脱硫吸收塔出口烟尘总含量约处理水平或垂直流动的烟气.在化工和冶金行业为27mg/Nm”.应用的大型湿式静电除尘器一般为垂直爆气流独立布置，北美主要采用脱硫吸收塔内管式静电除尘器，用以除去烟气中的PM2.5、SO，等污染物；日本的火力发电厂采用水平板式除尘器.在国内，浙江大学对板式湿式静电除尘器进行了深人的研究，并取得了一定的成果.
2湿式静电除尘器的工程应用
以某电厂为例，这个电厂#1、#2机组锅炉出口烟气经省煤器后进入SCR反应器，经空预器与一、二次风进行换热后流经干式静电除尘器、引风机和吸收塔后由烟卤排入大气.在此过程中，对烟气中烟尘的脱除起作用的主要是干式静电除尘器和湿法脱硫系统的吸收塔.每台机组配两台双室四电场干式静电除尘器，除尘设计效率≥99.5%.电厂在2013年对#2机组干式静电除尘器工频电源进行了高电源改造，并委托某检验中心于2013年9月进行了高频电源改造后的性能测试.测试结果表明：#2机组电除尘器高赖电源改造后在节能运行模式下，干式静电除尘器的除尘效率均符合保证值不小于99.75%的要求：提效模式下，干式静电除尘器的除尘效率均符合保证值不小于99.90%的要求.按照高频电源改造后节能模式运行，干式静电除尘器入口烟尘浓度为15.17g/Nm²（校核煤种，收到基灰分15%）时，出口烟尘浓度约为38mg/Nm²（干基，6%0）.脱硫吸收塔具有一定的除尘作用，其除尘效率约为50%左右，吸收塔出口烟尘浓度为8mg/Nm.吸收塔除雾器由平板式改为屋脊管式后，除雾器出口石膏雾滴携带量≤40mg/Nm²，按含固量20%计算，石膏机械携带量约有
对这个工程进行除尘方案为：锅炉空预器出口的烟气经过管式CCH烟气冷却器降温，然后进入低低温静电除尘器，经过除尘后通过引风机进入吸收塔，吸收塔出口的端气进人两电场湿式静电除尘器，除尘净化后进人管式CCH烟气加热器升温至80℃后通过烟肉排放.同时在湿式电除尘器的出口安装水平烟道除雾器，以降低进人管式CGH烟气加热器的烟气雾滴含量，降低烟气对管式GGH加热器的腐蚀.湿式电除尘器进口配置挡板门及密封风系统.通过采用湿式电除尘器，实现了烟尘超低排放目标，爆图出口烟尘的排放浓度可从30mg/Nm²降低到5mg/Nm以下.
工程采用金属板式湿式电除尘技术，由于吸收塔出口烟气具有高湿度，腐蚀特性，因此在优化设计时从湿式电除尘器的结构要求以及材质防震性能两方面进行了综合考虑，以保证该技术方案满足电厂脱硫吸收塔出口的实际烟气特性.采用了连续的喷淋装置，可实现对阴阳极板的同时连续的喷淋，雾化效果良好，确保系统运行稳定可靠，有效去除湿烟气中粉尘等符合污染物，阴阳极线采用特殊的工艺进行设计，确保了阳极面板成膜均匀，阴极线刚性强、放电强度高等特点.为了气流均匀，并在进口烟道处设置了进口均布板.根据运行环境，除尘器本体采用了碳钢防腐的形式，内部构件如阴阳极装置采用SUS316L不锈钢，能够适应内部腐蚀性的运行环境.实践证明，燃煤电厂湿法脱硫后增设湿式电除尘器，可以有效的控制烟肉粉尘排放浓度，同时还可以长期高效稳定地去除烟气中的PM2.5等污染物细小颗粒以及重金属，很好地解决了脱硫系统所携带的石膏雨以及工艺系统造成的酸雨等问题.
3湿式静电除尘器的技术特点及适湿式电除尘器：（4）湿法脱硫后烟尘浓度增加导致排放超标，且湿法脱硫系统改造难度大，难以实现烟尘稳定达标排放的项目.
用条件
3.1湿式电除尘器技术特点
没有高比电阻反电晕、没有运动部件、没有二次扬尘、运行稳定、系统压力损失小、操作简单、能耗小等优点；湿式电除尘器采用液体冲刷集尘板表面来进行清灰，可有效收集微细颗粒物（PM粉尘、酸雾、气溶胶）、重金属（As、se、Pb、cr）、有机污染物（如多环芳烃）等，综合治理能力强.在燃煤电厂湿法脱硫之后使用，可解决湿法脱硫带来的石膏雨、酸雾问题，缓解下游烟道、烟肉的腐蚀问题，节约防腐成本.（2）湿式电除尘器的冲洗水采用闭式循环但要与脱硫系统保持平衡，因含尘量增‘P加，需不断补人原水，水量较大：（3）湿式电除尘器所处环境腐蚀性强，需要进行综合性分析来解决湿式电除尘器的防腐问题.
随着国家对大气污染物排放控制要求的提高，燃煤电厂实施烟气超低排放，既是满足国家日趋严格的环保标准的需要，又是履行改善环境空气质量、保障公众健康的社会责任.烟气超低排放工程将有助于推广先进高效的污染物协同控制技术，推进环保产业链的发展.湿式电除尘器作为烟气超低排放技术的重要净化设备，在超低排放工程中的应用能有效的减少烟气中污染物排放，尤其对石膏液滴、酸雾以及PM10，尤其是PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果，湿式电除尘器将在燃煤电厂超低排放工程得到越来越多的推广与应用，也会为我们大气污染的治理带来新的生机.
参考文献
3.2湿式静电除尘器的适用条件
[1]丁晋，屈晓儿，张林，湿式电除尘技术及其在然煤电厂中的应用[J].能源与环境，2015 1：78-82.[2]刘鹤志，陶秋根温法电除尘器在工程中的应用[J].电力勘测设计，2012 3：43-47.
（1）适合用于排放要求高同时也适用于处理高温、高湿的烟气；对多种污染物排放有较高要求的电厂；（2）适用于前端除尘器改造难度大、费用高的场合：（3）排烟温度需低于冲刷液的绝热饱和温度，在高粉尘浓度和高SO浓度时难以采用
