DQZHAN技術(shù)訊：一體式濕電在燃煤電廠的應(yīng)用分析

通過(guò)對(duì)一體式濕電的應(yīng)用工程案例的分析，認(rèn)為在吸收塔上采用一體式濕電具有技術(shù)先進(jìn)性，有助于燃煤電廠實(shí)現(xiàn)煙囪出口的“超凈排放”。

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保要求的提高，特別是2014年9月國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)〈煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014——2020年）〉的通知》，并正式將新建燃煤發(fā)電機(jī)組污染物推到了大眾的視野之內(nèi)，這也直接拉開(kāi)中國(guó)燃煤電廠實(shí)施超凈排放的序幕，濕法脫硫出口煙氣攜帶的霧滴、氣溶膠等污染物受到****的關(guān)注。濕式電除塵器布置在濕法脫硫吸收塔出口、煙囪入口，可對(duì)吸收塔出口的污染物進(jìn)行 “終端攔截”，進(jìn)一步降低煙囪出口排放，達(dá)到“超凈排放”的標(biāo)準(zhǔn)。

1 濕式電除塵器技術(shù)1.1 工作原理

濕式電除塵器的工作原理與電除塵器基本相似，在高壓直流電源的作用下，電場(chǎng)陰、陽(yáng)極之間形成非均勻的高壓電場(chǎng)，電暈線周?chē)a(chǎn)生電暈區(qū)，電暈區(qū)中的空氣發(fā)生電離，從而產(chǎn)生大量的負(fù)離子。煙氣進(jìn)入濕式電除塵器內(nèi)，粉塵粒子與負(fù)離子相碰撞而荷電，帶電粒子在高壓電場(chǎng)力的作用下，向收塵極運(yùn)動(dòng)并沉積在陽(yáng)極管內(nèi)壁上釋放電荷。大量霧滴在陽(yáng)光的照射之下直接衍生成了液膜，并在重力的作用下又重新地進(jìn)行了集液槽集中處理，只有這樣，煙氣中霧滴和塵粒才能夠被凈化。當(dāng)陽(yáng)極管內(nèi)壁的粉塵堆積到一定厚度時(shí)，開(kāi)啟噴淋系統(tǒng)對(duì)電場(chǎng)陰、陽(yáng)極進(jìn)行水沖洗，恢復(fù)電場(chǎng)的除塵性能。

但是濕式電除塵器運(yùn)行溫度在煙氣的露點(diǎn)以下,內(nèi)部煙氣、液體具有強(qiáng)烈的腐蝕性，因此，在選材時(shí)必須考慮采用抗腐蝕性能強(qiáng)的材料，以保證濕式電除塵器正常運(yùn)行和使用壽命。

1.2 濕式電除塵器的發(fā)展

近年來(lái)，隨著我國(guó)環(huán)保要求的提高，在前端干式電除塵器和濕法脫硫組合無(wú)法滿足排放要求的情況下，濕式電除塵器被大量地應(yīng)用到鍋爐尾氣的治理工藝中，出現(xiàn)了“脫硝+干式除塵器+濕法脫硫+濕式電除塵器”的煙氣治理工藝。工藝路線圖如圖1所示。

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圖1 增加濕式電除塵器的煙氣治理工藝流程圖

在濕法脫硫后增加濕式電除塵器，在一定程度上解決了前端干式除塵器和濕法脫硫組合無(wú)法滿足排放要求的問(wèn)題。根據(jù)濕式電除塵器陽(yáng)極板形式存在極大差異，具體可以包括金屬板式濕電、導(dǎo)電玻璃鋼管式濕電等方面，而且這些濕電都需要用應(yīng)用業(yè)績(jī)來(lái)說(shuō)話，也算是獲得了一些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。其中，金屬板式濕電和導(dǎo)電玻璃管式濕電應(yīng)用業(yè)績(jī)較多。2013年，在燃煤電廠開(kāi)始使用金屬板式濕電并投運(yùn)一段時(shí)間后，金屬板式濕電的弱點(diǎn)逐漸暴露，而導(dǎo)電玻璃鋼管式濕電由于形式多樣、布置靈活、綜合性能優(yōu)異，迅速崛起，成為燃煤電廠主流的濕電形式。

1.3 濕式電除塵器的結(jié)構(gòu)和布置形式

濕式電除塵器的結(jié)構(gòu)與干式電除塵器相類似，均有相應(yīng)的進(jìn)出口喇叭、殼體、灰斗、電場(chǎng)陰陽(yáng)極等基本的結(jié)構(gòu)，其主要區(qū)別在于，干式除塵器采用機(jī)械振打清灰，而濕式除塵器采用水沖洗清灰。金屬板式濕電通常采用臥式，煙氣水平進(jìn)風(fēng)水平出風(fēng) ；而導(dǎo)電玻璃鋼管式濕電

采用立式布置，煙氣方向?yàn)樯线M(jìn)下出或下進(jìn)上出。目前，燃煤電廠濕式除塵器的布置形式主要有以下2種類型:

（1）分體布置。這種布置形式濕式電除塵器與FGD的吸收塔相對(duì)獨(dú)立，需要有額外的場(chǎng)地，可以采用臥式或立式結(jié)構(gòu)，便于安裝和運(yùn)行維護(hù)，同時(shí)布置方式也更為靈活。

（2）一體布置。一體式濕電放置在 WFGD 上方，殼體可與FGD的外殼一體成型，不增加占地面積。殼體采用玻璃鋼一體成型或“碳鋼+玻璃鱗片”防腐。由于為立式結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極管一般為管式，材質(zhì)可選用PVC、導(dǎo)電玻璃鋼或不銹鋼材質(zhì)等，其中以正六邊形的導(dǎo)電玻璃鋼材質(zhì)居多。沖洗水為脫硫工藝水，間歇式噴淋，沖洗后的廢水直接下落，與吸收塔上方的機(jī)械除霧器沖洗水混合，回流至下方吸收塔的漿液池，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)循環(huán)利用。

2 一體式濕電關(guān)鍵技術(shù)的研究

2.1 緊湊型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

濕式靜電除塵工作原理與普通的電除塵相同，因此，對(duì)于濕式電除塵對(duì)粉塵的去除機(jī)理，仍然可按電除塵器的除塵效率計(jì)算公式（多依奇公式）：

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S 主要是作為集塵面積而存在，而ω則是粉塵在電場(chǎng)中的理論驅(qū)進(jìn)速度，理論驅(qū)進(jìn)速度是能夠直接將粉塵在電暈場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的難易程度的指標(biāo)反映出來(lái)。在設(shè)計(jì)煙氣量一定的前提下，集塵面積S 是由除塵器的結(jié)構(gòu)所決定的，且與陽(yáng)極管的長(zhǎng)度、電場(chǎng)有效截面積和電場(chǎng)風(fēng)速相關(guān)。因此，在一體式濕電選型設(shè)計(jì)時(shí)，電場(chǎng)有效截面積受到吸收塔截面積的制約，從而影響電場(chǎng)風(fēng)速的選取。

由于吸收塔的空塔流速一般在3~4m/s，而濕電內(nèi)部的電場(chǎng)風(fēng)速為2~3m/s，所以濕電殼體的直徑往往大于下部吸收塔的直徑，這對(duì)濕電和吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更為苛刻的要求。如不能解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，那么一體式濕電無(wú)疑就是“空中樓閣”。

2.2 高效的噴淋系統(tǒng)

一體式濕電采用間歇式噴淋技術(shù)，二者能夠直接通過(guò)電場(chǎng)陽(yáng)極管和陰極線來(lái)進(jìn)行噴淋清洗處理，覆蓋率幾乎可以直接達(dá)到200%?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)機(jī)組的負(fù)荷調(diào)整清洗時(shí)間和頻率，以保證清洗效果，充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 供電電源的選擇

高壓供電電源采用L-C恒流源和高效的火花控制裝置，這也可以直接避免出現(xiàn)閃絡(luò)拉弧這一情況，整體的電場(chǎng)在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中也能夠更加趨于穩(wěn)定。在電網(wǎng)輸入的交流正弦電壓源當(dāng)中，還是應(yīng)該將L-C恒流變換器利用起來(lái)，并經(jīng)過(guò)升壓、整流處置之后，為電場(chǎng)供電。所以，L-C電源被加到電場(chǎng)本體上去的其實(shí)就是電流源。其所輸出的電流保持不變，供電水平也會(huì)直線上升。

3 燃煤電廠一體式濕電的應(yīng)用及性能

鄭州市鄭東新區(qū)熱電有限公司 2#爐 200MW 機(jī)組前級(jí)干式除塵器為電袋復(fù)合除塵器，除塵器出口排放≤ 30mg/m3，煙氣脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫，濕電布置在吸收塔上方，殼體采用碳鋼+玻璃鱗片防腐，正六邊形導(dǎo)電玻璃鋼陽(yáng)極管。本項(xiàng)目于2016年1月1日開(kāi)工建設(shè)，2016年6月竣工，并于2016年7月12日順利投運(yùn)。后經(jīng)第三方測(cè)試，在100%負(fù)荷時(shí)，燃燒設(shè)計(jì)煤種煙囪出口的排放值為1.99~2.26mg/m3，達(dá)到了設(shè)計(jì)保證值要求（≤5mg/m3）。

4 結(jié)語(yǔ)

大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，在濕法脫硫后增加濕式電除塵器可實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5、SO3、石膏霧滴和重金屬等污染物進(jìn)一步脫除，有利于改善電廠周邊的生態(tài)環(huán)境，成為燃煤電廠實(shí)現(xiàn)超凈排放的工藝路線之一。而與吸收塔集成的一體式濕式電除塵器，是在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的一種**，實(shí)現(xiàn)了脫硫-除塵一體化布置，有效解決了濕式電除塵器布置難的問(wèn)題，具有一定的技術(shù)先進(jìn)性，值得進(jìn)行推廣應(yīng)用。