燃煤电厂湿式电除尘技术及应用

燃煤电厂湿式电除尘技术及应用

范志丽

(山西大唐国际运城发电有限责任公司山西运城044000)

摘要：目前，微细颗粒物（PM2.5）是大气环境的最主要的污染物之一。湿式电除尘器可以高效捕集对环境和人体危害巨大的微细颗粒物，因而越来越多的电厂使用湿式电除尘器来控制总颗粒物的排放量，可以预见的是，伴随着对环境保护要求的持续提高，湿式电除尘器的应用也会越来越普遍。

关键词：燃煤电厂；湿式电除尘；技术应用

引言

燃煤电厂湿式电除尘器布置在湿法脱硫之后，湿式电除尘器对细微颗粒物有很强的脱除能力，对SO3、汞及多种重金属污染物也有一定的脱除能力，布置在湿法脱硫之后，可以有效控制“石膏雨”、PM2.5气溶胶、蓝烟酸雾的产生，起到综合治理的效果，在要求燃煤电厂达到燃气轮机超洁净排放的场合，显得更加重要。

1湿式电除尘器的选型设计

1.1介质的特殊性

燃煤电厂石灰石-石膏法湿法脱硫之后的湿式电除尘器，其面对的烟气介质有3个特性：饱和烟气含湿量大；呈酸性，腐蚀性强；所含颗粒物细微。介质的3大特性对湿式电除尘器的选型、结构、清灰方式、材料选择、供电会产生重大影响。

1.2介质的电气特征

无论是固体颗粒物还是气溶胶，由于雾滴和水汽的作用而失去其固有的电气特征，易于荷电和捕集，没有高比电阻和反电晕产生，但大量荷电的细微颗粒物和气溶胶，如PM2.5和SO3气溶胶，停留在空气中，形成空间电荷，其极性与放电电极相同，能够抑制电晕放电而发生电晕封闭，除尘性能因此受到影响，这是湿式电除尘器选型和设计时要特别关注的。

1.3特定工艺的影响

潮湿的细微颗粒物捕集到收尘极板上，现有振打的方式已不能实现有效清灰，用水冲洗是目前普遍采用的有效方法，这也是湿式电除尘器得名的原因。于是，极板上均匀水膜的取得，喷淋冲洗制度，材料的抗结垢、抗腐蚀、抗电蚀能力成为影响湿式电除尘器性能和寿命的重要因素，选型和设计中应加以考虑。喷淋冲洗产生的灰水，又脏又酸，直接外排会产生二次污染，且耗水量大，灰水的循环使用是湿式电除尘器设计必须解决的重要问题。

2湿式电除尘器结构及材料

2.1结构设计

湿式电除尘器可包括管式湿式电除尘器和板式湿式电除尘器两种。管式湿式电除尘器的集尘极是由多根方形或圆形的金属管整齐地排放，而放电极则是均匀分布于各类板极之间，并且管式湿式电除尘器只可以处理垂直方向流动的烟气。而板式湿式电除尘器中的集尘极的形状是平板状的，能够形成良好性能的水膜，并且电晕线均匀地布置在各个极板之间，这类型的湿式电除尘器可以处理水平或者垂直流动的烟气。两者相比，管式湿式电除尘器的优势更加显著，这两种类型的湿式电除尘器之间的主要区别在于：（1）如果在除尘效率相同的情况下，并且电极长度相同，管式湿式电除尘器与板式湿式除尘器相比，其烟气流速是板式类型的2倍。（2）如果在除尘效率相同的情况下，管式湿式电除尘器的干燥面积远小于板型湿式除尘器的干燥面积。管式湿式除尘器不仅可以设计成垂直向上的烟气流，也可以设计成垂直向下的烟气流。如果设计成垂直向上的烟气流，烟气将从底部进入电除尘器并向上移动，冲洗喷嘴可以装在设备的底部并向上喷射，也可以在电场的正上方设置一个向下喷射的喷嘴。如果设计成垂直向下的烟气流，烟气将从上方流进湿式电除尘器中并向下流动。冲洗喷嘴被放置于顶部并向下喷射，方向于烟气流移动方向相同。

2.2材料选择

大部分湿式电除尘器基本都在气体温度饱和的环境下（或者接近气体温度饱和）进行工作，气体中氧气的浓度一般较高，为了延长设备的使用寿命，避免加速腐蚀，制造材料的选取使用是非常关键的。在实际使用中，如果气体中氧气浓度不高，可以选择A36碳钢作为电除尘器的组成材料，而液体回路可以使用抗菌剂进行处理，以消灭硫还原细菌。因为这种细菌能够腐蚀碳钢，造成在极短的时间内要对部件进行更换，从而导致浪费。而对于湿式电除尘器外部壳体和内部构件而言，有以下要求：（1）外部壳体一般使用带有内衬保护的碳钢材料，为防止壳体被腐蚀，可以在它的内表面涂一层防腐材料。（2）为了控制采购和制造成本，必须对湿式电除尘器内部构件材料进行慎重的选择。湿式电除尘器的总成本会因为其工作负荷、使用材料和耐腐蚀要求的不同而不同。选择合适的湿式电除尘器内部材料是一个非常复杂的过程，为了避免出现点腐蚀和裂缝腐蚀，需要考虑在工艺气体和冲洗液提中氯化物的浓度。

2.3湿式电除尘布置形式

当前在国外燃煤电厂中最常用的湿式电除尘器的布置形式有以下3种：（1）水平方向烟气独立布置。（2）垂直方向烟气独立布置。（3）垂直方向烟气与WFGD一体化设计。前两种的布置方式需要与自身匹配的专门空间，第三种布置方式是目前来最常见的布置方式，与此同时，这种布置方式的成本也是最低的，占地面积也比较小。并且垂直方向烟气与WFGD一体化设计的可靠性还比较高，无活动内件，简化了酸液收集与存储系统，使清洗水喷雾冲洗最优化，并且清洗水可以直接当做补给水被WFGD循环利用。

3湿式电除尘器维护技术分析

在开展湿式电除尘器维护作业时，应明确其中的常规检查保养要点。这些要点包括：（1）维护中进入电场时，应对其中的积灰进行及时处理；对水箱、绝缘子室等进行检查，避免漏水问题的发生；对传动电机的温度、液位显示数值等进行检查，存在异常状况时应及时处理，并对管道、各连接点的工作性能进行评估，避免出现漏水现象；（2）结合阴极框架的使用状况，观察其是否出现变形。若其中的极线发生弯曲时，应及时处理；对阳极板的工作状况进行分析，及时处理其中的积灰，实现对阳极板变形问题的有效预防；（3）对绝缘瓷套相关的放电系统运行效率进行评估，并确保瓷套清洁性，保持绝缘子的良好工作性能；对出现故障的各种高压电控设备进行及时处理。

结束语

湿式电除尘器系统工艺成熟，在国外有广泛应用。近年来，随着国内环保要求的日益提高，越来越多的电厂开始采用湿式电除尘工艺，以应对严格的污染物排放标准。湿式电除尘器除可以捕集粉尘外，对于气溶胶、汞、重金属等也有一定的收集效果。因此，湿式电除尘技术在火力发电厂的应用前景广泛。

参考文献

[1]张华东,周宇翔,龙辉.湿式电除尘器在燃煤电厂的应用条件分析[J].中国电力,2015,48(8):13-16,32.

[2]莫华,朱法华,王圣等.湿式电除尘器在燃煤电厂的应用及其对PM2.5的减排作用[J]中国电力,2013,46(11):62-65.