DQZHAN技術(shù)訊：一體式濕電在燃煤電廠的應(yīng)用分析

通過對(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，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、陽極之間形成非均勻的高壓電場(chǎng)，電暈線周圍產(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)并沉積在陽極管內(nèi)壁上釋放電荷。大量霧滴在陽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)陽極管內(nèi)壁的粉塵堆積到一定厚度時(shí)，開啟噴淋系統(tǒng)對(duì)電場(chǎng)陰、陽極進(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，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法滿足排放要求的問題。根據(jù)濕式電除塵器陽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)來說話，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。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)問題，那么一體式濕電無疑就是“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)，二者能夠直接通過電場(chǎng)陽極管和陰極線來進(jìn)行噴淋清洗處理，覆蓋率幾乎可以直接達(dá)到200%。控制系統(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，并經(jīng)過升壓、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)電玻璃鋼陽極管。本項(xiàng)目于2016年1月1日開工建設(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

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題，具有一定的技術(shù)先進(jìn)性，值得進(jìn)行推廣應(yīng)用。