本文簡(jiǎn)述了濕式電除塵器的工作原理以及技術(shù)特點(diǎn)，并對(duì)目前燃煤電廠超低排放路線做了簡(jiǎn)單分析：以低低溫電除塵技術(shù)為核心實(shí)現(xiàn)超低排放的技術(shù)路線和以濕式電除塵器為核心實(shí)現(xiàn)超低排放的技術(shù)路線；此外重點(diǎn)介紹了濕式電除塵器在國(guó)內(nèi)1000MW超超臨界燃煤機(jī)組上的應(yīng)用情況。
 

 
　　隨著我國(guó)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)及要求的日趨嚴(yán)格，濕式電除塵技術(shù)開始應(yīng)用于燃煤電廠，并得到迅速推廣。華潤(rùn)海豐電廠在初期設(shè)計(jì)排放限值符合國(guó)家《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》及環(huán)評(píng)要求的情形下，主動(dòng)追加環(huán)保投資，要求機(jī)組投產(chǎn)后，污染物排放達(dá)到“超低排放”要求。華潤(rùn)海豐電廠1號(hào)和2號(hào)2×1000MW燃煤機(jī)組通過末端加裝濕式電除塵器（以下簡(jiǎn)稱WESP），來達(dá)到“超低排放”目的。
　　1WESP技術(shù)簡(jiǎn)介

　　1.1WESP對(duì)微細(xì)粉塵的去除原理
 
　　WESP是一種用來處理含濕氣體的高壓靜電除塵設(shè)備，在燃煤電廠中通常布置在脫硫設(shè)備后，其工作原理和干式電除塵器基本相同，都要經(jīng)歷電離、荷電、收集和清灰四個(gè)階段，煙氣通過進(jìn)口封頭后進(jìn)入電場(chǎng)，在高壓電的作用下氣體電離粉塵被荷電，荷電后的粉塵在電場(chǎng)力的作用下向集塵極移動(dòng)，隨集塵極表面的水膜去除[1]。WESP工作原理如圖1所示。
 

圖1:WESP工作原理圖
 
　　1.2WESP技術(shù)特點(diǎn)
 
　　WESP具有除塵效率高、克服高比電阻產(chǎn)生的反電暈現(xiàn)象、無運(yùn)動(dòng)部件、無二次揚(yáng)塵、運(yùn)行穩(wěn)定、壓力損失小、操作簡(jiǎn)單、能耗低、維護(hù)費(fèi)用低、生產(chǎn)停工期短、可工作于煙氣露點(diǎn)溫度以下、由于結(jié)構(gòu)緊湊而可與其他煙氣治理設(shè)備相互結(jié)合、設(shè)計(jì)形式多樣化等優(yōu)點(diǎn)。
 
　　同時(shí)，其采用液體沖刷集塵極表面來進(jìn)行清灰，可有效收集微細(xì)顆粒物（PM2.5粉塵、SO3酸霧、氣溶膠）、重金屬（Hg、As、Se、Pb、Cr）、有機(jī)污染物（多環(huán)芳烴、二噁英）等，綜合治理能力強(qiáng)。使用濕式電除塵器后，煙氣中的煙塵排放可達(dá)10mg/m3和5mg/m3以下。在燃煤電廠濕法脫硫之后使用，還可解決濕法脫硫帶來的石膏雨、藍(lán)煙、酸霧問題，緩解下游煙道、煙囪的腐蝕，節(jié)約防腐成本。
 
　　2超低排放技術(shù)路線
 
　　針對(duì)我國(guó)燃煤電廠使用的除塵設(shè)備80%左右為電除塵器這一現(xiàn)狀，同時(shí)借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)電除塵技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)燃煤電廠的超低排放要求，可采用兩條技術(shù)路線：一條是以低低溫電除塵技術(shù)為核心實(shí)現(xiàn)超低排放的技術(shù)路線，一條是以濕式電除塵器為核心實(shí)現(xiàn)超低排放的技術(shù)路線，從工程應(yīng)用情況來看，兩條技術(shù)路線均是可行的。
 
　　2.1以低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)路線

     該技術(shù)是通過熱回收器（又稱煙氣冷卻器）或煙氣換熱系統(tǒng)（包括熱回收器和再加熱器）降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點(diǎn)以下，一般在90℃左右，使煙氣中的大部分SO3在熱回收器中冷凝成硫酸霧并黏附在粉塵表面，使粉塵性質(zhì)發(fā)生了很大變化，降低粉塵比電阻，避免反電暈現(xiàn)象；同時(shí)，煙氣溫度的降低使煙氣流量減小并有效提高電場(chǎng)運(yùn)行時(shí)的擊穿電壓，從而大幅提高除塵效率，并去除大部分SO3。
 
　　該技術(shù)優(yōu)勢(shì)有：既可以提高電除塵器對(duì)工況變化的適應(yīng)性、提高電除塵效率，又能夠去除煙氣中大部分SO3，提高濕法脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵效果；同時(shí)，在節(jié)能效果方面，可利用余熱、節(jié)省燃料。該技術(shù)煙塵排放濃度可低于30mg/m3；節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤耗1.0——3.5g/kWh；壓力降不大于650Pa；漏風(fēng)率≤3%。
 
　　該技術(shù)缺點(diǎn)有：由于煙氣溫度降至酸露點(diǎn)以下，SO3在熱回收器中冷凝，形成具有腐蝕性的硫酸霧，并吸附在煙塵表面上逃逸至電除塵器中，對(duì)電除塵器及下游設(shè)備造成腐蝕；粉塵比電阻的降低會(huì)削弱捕集到陽極板上的粉塵的靜電黏附力，從而導(dǎo)致二次揚(yáng)塵現(xiàn)象有所加重，影響除塵性能的高效發(fā)揮；由于吸附了三氧化硫，導(dǎo)致灰斗中灰的流動(dòng)性變差，易造成灰斗腐蝕。
 
　　2.2以濕式電除塵器為核心的超低排放技術(shù)路線

     濕式電除塵器作為燃煤電廠污染物控制的精處理技術(shù)設(shè)備，一般與干式電除塵器和濕法脫硫系統(tǒng)配合使用，也可以與低低溫電除塵技術(shù)、袋式除塵技術(shù)等合并使用，可應(yīng)用于新建工程和改造工程。對(duì)PM2.5粉塵、SO3酸霧、氣溶膠等多污染物協(xié)同治理，實(shí)現(xiàn)燃煤電廠超低排放。
 
　　該技術(shù)優(yōu)勢(shì)有：能提供幾倍于干式電除塵器的電暈功率；煤種適應(yīng)性好，不受粉塵比電阻影響，粉塵排放濃度低，可有效捕集其它煙氣治理設(shè)備捕集效率較低的污染物（如PM2.5等）以及濕法脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的衍生物等，消除石膏雨；可達(dá)到其它除塵設(shè)備難以達(dá)到的極低的排放指標(biāo)：
 
　　顆粒物排放濃度可≤3mg/m3。同時(shí)對(duì)SO3、重金屬汞等具有脫除作用；

     陽極板采用耐腐蝕的不銹鋼、高端合金等材料，極板機(jī)械強(qiáng)度大、剛性好；

     運(yùn)行電壓高、穩(wěn)定性好，運(yùn)行電流大，性能更高效、穩(wěn)定；

     運(yùn)行阻力低于300Pa。
 
　　該技術(shù)缺點(diǎn)有：產(chǎn)生廢水，需要排入脫硫系統(tǒng)或者進(jìn)行過濾處理。

　　3工程應(yīng)用

　　3.1項(xiàng)目概況
 
　　華潤(rùn)海豐電廠位于廣東省海豐縣小漠鎮(zhèn)東南海灣，北面靠山，西南為淺灘，東、南面毗鄰南海。工程規(guī)劃8×1000MW機(jī)組，本期利用已有場(chǎng)地和部分填海造地建設(shè)2×1000MW超超臨界發(fā)電機(jī)組，是廣東省“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)工程。為實(shí)現(xiàn)大氣污染物超低排放要求，浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司承擔(dān)了脫硫吸收塔后新增WESP的建設(shè)任務(wù)。
 
　　3.2總體技術(shù)思路
 
　　華潤(rùn)海豐電廠1000MW機(jī)組中采用的WESP裝置布置在濕法脫硫設(shè)施尾部。采用的工藝路線如圖2所示：鍋爐+脫硝裝置+干式電除塵器+濕法脫硫裝置+濕式電除塵器。煙氣先經(jīng)過脫硝系統(tǒng)去除NOx，然后經(jīng)干式電除塵器去除粉塵，之后再經(jīng)過石灰石-石膏濕法脫硫裝置去除SO2。脫硫塔出來后溫度低、濕度大、腐蝕性強(qiáng)的煙氣再經(jīng)過WESP進(jìn)行深度處理。
 
 

圖2華潤(rùn)海豐電廠1000MW燃煤機(jī)組的工藝路線圖
 
　　3.3煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)及性能要求
 
　　根據(jù)技術(shù)協(xié)議，本項(xiàng)目的WESP入口煙氣參數(shù)及性能要求見表1。
 
表1:WESP入口煙氣參數(shù)及性能要求

 
　　3.4技術(shù)方案特點(diǎn)
 
　　本項(xiàng)目WESP采用金屬板式濕式電除塵器技術(shù)，由于脫硫塔出口煙氣具有高濕度、強(qiáng)腐蝕特性，因此從WESP的結(jié)構(gòu)要求以及材質(zhì)防腐性能兩方面做了綜合考慮，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，保證該技術(shù)方案滿足華潤(rùn)海豐電廠脫硫塔出口的實(shí)際煙氣特性。
 
　　3.4.1高效的噴淋系統(tǒng)
 
　　本項(xiàng)目采用的是單線連續(xù)的噴淋技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)陽極板、陰極線的同時(shí)連續(xù)的噴淋，噴嘴經(jīng)過特殊的設(shè)計(jì)，霧化效果良好，經(jīng)合理排布后能確保噴淋無死角且覆蓋率達(dá)120%以上，充分保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，有效去除濕煙氣中粉塵、PM2.5、SO3氣溶膠、重金屬汞等復(fù)合污染物。
 
　　3.4.2特殊的極配型式
 
　　陽極板和陰極線通常被認(rèn)為是整個(gè)WESP結(jié)構(gòu)中最重要的部件，此項(xiàng)目中采用金屬平板的CN陽極板配DS針刺型的陰極線，同極間距300mm。平板型的CN陽極板經(jīng)過特殊的加工工藝，能確保板面成膜均勻，DS針刺型的陰極線具有剛性強(qiáng)、放電強(qiáng)度高的特點(diǎn)，這種極配和高壓供電相匹配，可以獲得最佳電氣運(yùn)行參數(shù)，有效保證長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)超低排放。
 
　　3.4.3循環(huán)穩(wěn)定的水系統(tǒng)
 
　　通過計(jì)算華潤(rùn)海豐電廠實(shí)際收集的粉塵量以及消耗的水量之間的關(guān)系，建立了一套針對(duì)華潤(rùn)海豐電廠1號(hào)和2號(hào)爐的粉塵與廢水平衡系統(tǒng)，使大部分水循環(huán)使用，小部分水外排，且通過控制外排水的濃度，使這部分水直接作為脫硫系統(tǒng)的補(bǔ)充水使用，對(duì)電廠而言基本實(shí)現(xiàn)WESP零水耗。
 
　　3.4.4優(yōu)化的結(jié)構(gòu)材料選擇
 
　　結(jié)構(gòu)材料的防腐性能直接影響到WESP的使用壽命。華潤(rùn)海豐電廠項(xiàng)目中，主要的內(nèi)構(gòu)件如陽極板、陰極線的材質(zhì)選用的是316L材質(zhì)，這種材質(zhì)具有強(qiáng)度高、抗酸腐蝕性能強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠完全適應(yīng)WESP內(nèi)部高濕、強(qiáng)腐蝕性的運(yùn)行環(huán)境；對(duì)其他結(jié)構(gòu)件的材質(zhì)一般選用普通碳鋼涂覆玻璃鱗片進(jìn)行防腐；此外，WESP內(nèi)部的循環(huán)水是經(jīng)過NaOH加堿中和過的，使循環(huán)水的pH一般呈現(xiàn)中性偏堿性的狀態(tài)，能夠?qū)�WESP內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件起到有效的抗酸腐蝕的保護(hù)作用，延長(zhǎng)WESP的使用壽命。
 
　　根據(jù)WESP入口煙氣參數(shù)及所要求達(dá)到的性能指標(biāo)，采用菲達(dá)公司的選型程序計(jì)算并結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，最終確定了WESP裝置的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。WESP主要技術(shù)參數(shù)見表2。
 
表2:WESP的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

 
　　3.5投運(yùn)效果
 
　　兩臺(tái)機(jī)組分別于2015年3月7日和5月12日通過168小時(shí)滿負(fù)荷試運(yùn)行�，F(xiàn)場(chǎng)圖如圖3所示。
 

圖3華潤(rùn)海豐電廠1號(hào)機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)圖
 
　　2015年5月，經(jīng)權(quán)威部門測(cè)試結(jié)果顯示，1號(hào)機(jī)組大氣污染物排放濃度最大值分別為：煙塵2.3mg/m3，二氧化硫7mg/m3、氮氧化物48mg/m3，汞及其化合物0.0151mg/m3，煙氣黑度＜1級(jí)（格林曼黑度）；2015年3月，2號(hào)機(jī)組大氣污染物排放濃度最大值分別為：煙塵1.7mg/m3，二氧化硫6mg/m3、氮氧化物33mg/m3，汞及其化合物0.0047mg/m3，煙氣黑度＜1級(jí)（格林曼黑度），均符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。作為廣東省首臺(tái)實(shí)現(xiàn)超凈排放——燃機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的百萬機(jī)組，本工程對(duì)燃煤機(jī)組大氣污染物深度治理發(fā)揮了良好的示范推廣作用。
 
　　4結(jié)語
 
　　WESP基于其技術(shù)特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5、SO3、除霧器后煙氣中攜帶的石膏霧滴、重金屬汞等污染物的高效脫除，在華潤(rùn)海豐電廠1號(hào)和2號(hào)機(jī)2×1000MW燃煤機(jī)組上的成功應(yīng)用表明，其對(duì)顆粒物減排效果明顯，大大改善了電廠的周邊環(huán)境，為大型燃煤電廠采用濕式電除塵器實(shí)現(xiàn)超低排放提供了有益的參考。