濕式電除塵技術(shù)及在電廠應(yīng)用與發(fā)展探討

鄭善江

摘 要：近年來我國工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程加快，對(duì)于電能需求量不斷增加。在當(dāng)前我國供電體系中，燃煤電廠還占較大比例，在其生產(chǎn)運(yùn)營過程中，其排放的煙塵中存在大量的顆粒物，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，影響人們的身體健康。針對(duì)于這種情況，利用濕式電除塵技術(shù)可以有效地收集煙氣中的超細(xì)顆粒，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的有效控制。文中從濕式電除塵技術(shù)入手，分析了燃煤電廠濕式電除塵器選型設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步對(duì)濕式電除塵器在電廠的應(yīng)用及發(fā)展展望進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；濕式電除塵技術(shù)；原理；選型設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）03-0157-02

Abstract： In recent years， with the rapid development of industrialization in China， the demand for electric energy is increasing. In the current power supply system of our country， coal-fired power plants also account for a large proportion， in the production and operation process， there are a large number of particulates in the smoke and dust emissions， which will cause serious pollution to the environment and affect people's health. In view of this situation， the use of wet electrostatic precipitator technology can effectively collect the ultra-fine papers in the flue gas， to achieve effective control of pollutants. Starting with wet electrostatic precipitator technology， this paper analyzes the type selection and design of wet electrostatic precipitator in coal-fired power plant， and further expounds the application and development prospect of wet electrostatic precipitator in power plant.

Keywords： coal-fired power plant； wet electrostatic precipitator technology； principle； selection design； application

前言

由于濕式電除塵器能夠高效率收集煙氣中酸霧、氣溶膠等細(xì)微粘性粉塵，通過將其在各發(fā)電廠中進(jìn)行應(yīng)用，可以有效的提高污染控制效率和質(zhì)量。同時(shí)當(dāng)前大多數(shù)電廠采用的都是濕式煙氣脫硫系統(tǒng)，這也使?jié)袷诫姵龎m技術(shù)在電廠中的應(yīng)用具有良好的基礎(chǔ)及前景。

1 濕式電除塵技術(shù)

1.1 濕式電除塵器的工作原理

濕式電除塵器通過運(yùn)用電場空間來傳輸直流負(fù)高壓，空氣中氣體產(chǎn)生電離，將煙氣中液滴與微小顆粒附著在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物顆粒的有效捕捉，然后將捕捉到的污染物顆粒放置在自動(dòng)收塵板中，集中收集粉塵顆粒。相較于干式電除塵器，濕式電除塵器煙氣濕度較大，通過產(chǎn)生較多的液滴來捕捉煙氣中的灰塵，并放置在收塵板表面，形成溢流狀態(tài)，借助于合理的沖洗方式將粉塵及時(shí)收集到灰斗中。

在濕式電除塵器的陽極板中設(shè)置噴水系統(tǒng)，這樣水霧可以直接噴射到電極中，并發(fā)生霧化反應(yīng)，借助于電力場的作用將水霧與粉塵顆粒有效的粘著在一起，凝結(jié)濕化的顆粒，利用電力場驅(qū)動(dòng)功能來收集粉塵顆粒。在收塵極中水霧會(huì)形成一層水膜，能夠?qū)⑹占降姆蹓m沖到灰斗后排出。部分濕式電除塵器沒有噴水系統(tǒng)，煙氣中水分處于飽和狀態(tài)時(shí)，水霧集中在收塵極，水霧表面會(huì)形成水膜，從而將粉塵清除掉。

1.2 濕式電除塵器技術(shù)特點(diǎn)

濕式電除塵器能夠有效去除掉亞微米大小的顆粒，對(duì)黏性大或是高比電阻粉塵進(jìn)行收集，而且電暈功率也較高。對(duì)于高溫和高濕煙氣的處理十分有效。在飽和濕煙氣條件下工作時(shí)，則需要采用更小的灰斗傾斜角和更高的煙氣流速，因此設(shè)備布置體積較小，更為緊湊。通過設(shè)置獨(dú)特的噴水清灰工藝能夠?qū)Χ螕P(yáng)塵進(jìn)行有效控制。在濕式電除塵器中沒有振動(dòng)裝置，不存在傳動(dòng)裝置故障及二次揚(yáng)塵問題，出口粉塵濃度也能夠控制在最低水平，可以有效的提高面積集塵效率，通過做好集塵極清潔工作，可以將排放濃度控制在更低水平。

1.3 濕式電除塵技術(shù)的種類

當(dāng)前濕式電除塵技術(shù)主要以金屬板式和玻璃鋼管式兩種類型為主。管式濕式電除塵器運(yùn)行過程中采取的是定期間斷噴水清洗方式，不需要設(shè)置循環(huán)水箱，噴淋水能夠直接排至脫硫塔或是排水坑中。采用的是立式布置方式，煙氣流向采用的是下進(jìn)上出或是上進(jìn)下出的形式，截面以正六邊形、圓形和方形為主，利用導(dǎo)電玻璃鋼和管狀結(jié)構(gòu)作為收塵極材質(zhì)，以模塊式進(jìn)行組裝。板式濕式電除塵器一般采取的是臥式布置結(jié)構(gòu)，煙氣進(jìn)出方向?yàn)樗椒较?，運(yùn)行時(shí)連續(xù)噴水清洗，利用灰斗收集噴淋水，并將其排至循環(huán)水箱用于噴淋。在不間斷的噴水過程中，煙氣濕度較大，因此需要在濕式電除塵器后增設(shè)煙氣升溫裝置，以此來保證除塵效率的提高。

1.4 濕式電除塵器的布置形式和考慮因素

（1）布置形式。對(duì)于濕式電除塵器而言，其存在較多的布置形式，但在當(dāng)前電廠中，多采用垂直煙氣流獨(dú)立布置、水平煙氣流獨(dú)立布置、垂直煙氣流和WFGD系統(tǒng)整體式布置等三種形式。當(dāng)采用垂直煙氣流獨(dú)立布置時(shí)，其具有易于安裝和維修便利的特點(diǎn)，當(dāng)前大部分電廠對(duì)這種布置形式較為認(rèn)可，這種形式通常采用模塊形式供貨，在現(xiàn)場可以采用多種方式進(jìn)行連接，但需要提供專門的布置空間。水平煙氣流獨(dú)立布置形式與干式電除塵器在布置上具有相同之處，在電廠中也較為常用，在布置時(shí)也需要提供專門的空間但其需要模式化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)難度較大。垂直煙氣流和WFGD系統(tǒng)整體式布置具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，無論是成本還是占地面積都處于較低水平，其采用經(jīng)典的垂直布置和頂置的WESP方式，內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)較少，系統(tǒng)運(yùn)行方式簡化，這也使其在電廠中應(yīng)用十分廣泛。

（2）考慮因素。在現(xiàn)代燃煤電廠常用的濕式電險(xiǎn)塵器布置形式中，上述三種布置形式都較為常見，在設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)上可以選擇任何一種布置形式。但在具體選擇電除塵器布置形式時(shí)需要綜合考慮除塵效率和成本核算等因素，以此來保證所選的電除塵器布置形式更為適宜。由于當(dāng)前濕式電除塵器還只能在垂直氣流進(jìn)行應(yīng)用，應(yīng)用范圍受限，而且設(shè)計(jì)中剛性電極和活動(dòng)內(nèi)件缺乏可靠性，因此在具體使用該技術(shù)時(shí)則宜從整體角度來進(jìn)行考慮。遵循認(rèn)真和仔細(xì)的原則來選擇具體的結(jié)構(gòu)材料，通過對(duì)溫式電除塵器進(jìn)行整體布置，這樣可以有效的降低維護(hù)人員的工作量，優(yōu)化酸處理系統(tǒng)。而且降低煙囪內(nèi)襯成本，簡化運(yùn)行程序。由于整體式濕式電除塵器處于脫硫塔上部，因此檢修維護(hù)難度相對(duì)較大，而獨(dú)立式濕式電除塵器檢修維護(hù)更具便捷性。這就要求各電廠需要根據(jù)自身的實(shí)際情況，考慮具體的成本，從而選擇整體式濕式電除塵器或是獨(dú)立式濕式電除塵器。

2 濕式電除塵器應(yīng)用條件

當(dāng)前燃煤電廠濕式電除塵器使用越來越廣泛，但由于生產(chǎn)廠家在設(shè)備的應(yīng)用條件和環(huán)保技術(shù)路線方面還存在一定的欠缺，這就導(dǎo)致濕式電除塵器在實(shí)際應(yīng)用中無法有效的發(fā)揮應(yīng)用價(jià)值，甚至還存在運(yùn)行效率低及廢水處理不當(dāng)?shù)葐栴}。因此對(duì)于濕式電除塵器的應(yīng)用條件需要深入分析，以此來提高其除塵效果。

2.1 燃低硫煤電廠

對(duì)于燃低硫煤電廠而言，為了能夠保證類塵排放質(zhì)量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求及滿足相關(guān)規(guī)定，可以根據(jù)自身的實(shí)際情況來選擇濕法煙氣脫硫工藝或是利用低濕高效電除塵器，使所排放的煙塵質(zhì)量濃度達(dá)到規(guī)定要求。

2.2 燃中、高硫煤電廠

對(duì)于燃中和高硫煤的電廠，建議其在生產(chǎn)運(yùn)營中使用濕式電除塵器，利用濕式電除塵器在對(duì)煙塵排放量進(jìn)行有效控制的基礎(chǔ)上，還可以產(chǎn)生長遠(yuǎn)的環(huán)保效益。在具體對(duì)濕式電除塵器應(yīng)用實(shí)踐中，需要滿足煙塵排入的控制要求，同時(shí)還要對(duì)脫除的大部分PM25和汞進(jìn)行充分考慮，避免出現(xiàn)藍(lán)色煙羽現(xiàn)象。

2.3 新建燃煤電廠

在新建燃煤電廠中要提高濕式電除塵器的應(yīng)用效率，在具體應(yīng)用過程中，需要結(jié)合電廠的實(shí)際情況，對(duì)粉塵、二氧化硫、一氧化氮、三氧化硫等物質(zhì)進(jìn)行綜合考慮，制定科學(xué)的環(huán)保技術(shù)路線，更好的滿足濕式電除塵器的應(yīng)用條件。

2.4 選擇合適的濕式電除塵器類型

在燃煤電廠應(yīng)用濕式電除塵器過程中，需要綜合考慮濕式電除塵器的各種因素，從而選擇與電廠實(shí)際情況相適應(yīng)的濕式電除塵器形式。在具體選擇時(shí)還要對(duì)設(shè)備的技術(shù)和運(yùn)用成本進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，使其應(yīng)用過程中具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

3 濕式電除塵器在電廠的應(yīng)用及發(fā)展展望

當(dāng)前我國大多數(shù)燃煤電廠運(yùn)行中，其所使用的煤質(zhì)屬性較多樣，不僅煤灰分較高，而且煤質(zhì)相對(duì)較差，缺乏穩(wěn)定性，因此采用干式靜電除塵器時(shí)無法達(dá)到排放要求，會(huì)對(duì)環(huán)境帶來較大的污染。因此當(dāng)前大部分電廠都開始對(duì)電除塵器進(jìn)行改造，使其能夠與燃煤電廠煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求相適應(yīng)，減少石灰石石膏濕法脫硫系統(tǒng)對(duì)環(huán)境帶來的污染。

濕式電除塵器技術(shù)相對(duì)較為成熟，特別是工業(yè)領(lǐng)域中已有多年的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前較多的燃煤電廠也采用的是SCR脫硝及濕法脫硫，這對(duì)于濕式電除塵器在電廠的應(yīng)用起到了積極的推動(dòng)作用。由于濕式電除塵器對(duì)于微細(xì)顆粒及酸霧具有高效捕集的能力，通過在電廠中配置濕式電除塵器對(duì)于顆粒物捕集率能夠達(dá)到將近90%，對(duì)三氧化硫的吸收效果也較好，能夠有效的降低煙氣的濁度。將其在電廠發(fā)電過程中進(jìn)行應(yīng)用，可以達(dá)到較好的環(huán)保性能。在獨(dú)立水平方式及分體式布置形式中，利用WESP替代原有除霧器，能夠?qū)?xì)微粉塵顆粒及多種污染物進(jìn)行有效捕集，同時(shí)能夠更好的解決石膏雨的問題。

當(dāng)前大多數(shù)燃煤電廠都在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營中應(yīng)用濕式電除塵器，并獲得了較好的應(yīng)用效果。特別是對(duì)于煙氣中粉塵和酸霧中重金屬離子和污染物的去除具有非常好的效果。在當(dāng)前大氣粉塵污染控制方面，濕式電除塵器作為最為理想的技術(shù)裝備，這也充分說明濕式電除塵器技術(shù)在電廠中的應(yīng)用具有非常廣闊的前景，隨著在燃煤電廠中應(yīng)用深度和廣度的增加，必然也會(huì)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其對(duì)于資源消耗量不斷增加，這對(duì)人類的生存和發(fā)展帶來了較大的威脅，這就需要人們保護(hù)好賴以生存的地球環(huán)境。當(dāng)前我國發(fā)電體系中，燃煤發(fā)電占據(jù)較多的比例，在燃煤電廠運(yùn)行過程中，會(huì)將大量的污染物排放到空氣中，加劇大氣的污染。通過將濕式電除塵技術(shù)引入到發(fā)電過程中來，可以有效的提高除塵效率，降低污染物的排放量，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染的有效控制，更好的保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，為人們打造一個(gè)健康、安全的生存環(huán)境。

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