濕式電除塵器能去除90%以上的PM2.5細(xì)微粉塵、SO3煙霧，并能達(dá)到幾乎零濁度的排放，此外還能去除汞、NH3、SO2和HCI等．探討了濕式電除塵器在我國燃煤電廠的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：濕式電除塵器WESP；燃煤電廠；PM2.5；煙氣脫硫等

引言

近年來隨著火電裝機(jī)容量不斷增長，排放污染物的總量增加對(duì)大氣環(huán)境造成了很大壓力，為落實(shí)國家的科學(xué)發(fā)展觀，新頒布的火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）已于2012年1月1日正式實(shí)施。隨著新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，人們對(duì)細(xì)微粉塵、酸霧、重金屬等污染物危害環(huán)境和身體健康的認(rèn)識(shí)也更進(jìn)一步提高，國家對(duì)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)不斷地提高，特別是PM2.5這種對(duì)人體健康危害極大的細(xì)微顆粒物勢必會(huì)成為國家對(duì)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的控制指標(biāo)。而現(xiàn)有的濕法脫硫系統(tǒng)幾乎沒有去除PM2.5顆粒物的能力，對(duì)汞和SO3氣溶膠等的脫除也十分有限，導(dǎo)致煙囪風(fēng)向的下游經(jīng)常出現(xiàn)“酸雨”、“石膏雨”等現(xiàn)象，或者是有長長煙尾的“藍(lán)煙”現(xiàn)象。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，這些污染物對(duì)環(huán)境造成的危害越來越嚴(yán)重，而現(xiàn)有的除塵技術(shù)仍達(dá)不到理想的效果，因此十分有必要討究一種新的、高效去除細(xì)微粉塵、SO3酸霧、汞金屬等污染物的技術(shù)來減少對(duì)環(huán)境的污染，并能夠大型化地應(yīng)用于工業(yè)當(dāng)中。

1.WESP發(fā)展過程

早在1977年全世界第一臺(tái)濕式電除塵器就已應(yīng)用于去除硫酸酸霧，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，濕式電除塵器不斷被推廣到多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在冶金和化工工業(yè)上的大量應(yīng)用，使?jié)袷诫姵龎m技術(shù)趨于成熟。目前大部份燃煤電廠使用濕式煙氣脫硫系統(tǒng)，也為WESP在電廠的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件，所以有必要研究濕式電除塵技術(shù)，為燃煤電廠提供一個(gè)既能滿足極低排放又能控制復(fù)合污染物的前瞻性可靠技術(shù)。在燃煤電廠的應(yīng)用中表明，濕式電除塵器能去除90%以上的PM2.5細(xì)微粉塵、SO3煙霧，并能達(dá)到幾乎零濁度的排放，此外還能去除汞、NH3、SO2和HCI等。因此，濕式電除塵器是作為燃煤電廠大氣污染治理的終端處理設(shè)備的首選。

2.WESP工作原理

濕式電除塵器是由除塵器本體、循環(huán)水系統(tǒng)、配套高壓整流設(shè)備及低壓控制系統(tǒng)共同組成的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它的主要工作原理是直接將水霧噴向電極和電暈區(qū)，水霧在電極形成的強(qiáng)大的電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，在這里，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對(duì)粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集；與干式電除塵器通過振打?qū)O板上的灰振落至灰斗不同的是：濕式電除塵器是將水噴至集塵極上形成連續(xù)的水膜，流動(dòng)水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。盡管濕式電除塵的類型和結(jié)構(gòu)很多，但基本原理相同，都是用電除塵的方法分離氣體中的氣溶膠和懸浮塵粒，主要包括以下四個(gè)復(fù)雜而又相互有關(guān)的物理過程：

1.氣體的電離。

2.氣溶膠、懸浮塵粒的凝并與荷電。

3.荷電塵粒與氣溶膠向電極運(yùn)動(dòng)。

4.水膜使極板清灰。

3.WESP的主要結(jié)構(gòu)

濕式電除塵器的結(jié)構(gòu)與ESP結(jié)構(gòu)不同之處在于濕式電除塵器取消傳統(tǒng)振打清灰方式，而用一套噴淋系統(tǒng)取代振打系統(tǒng)用以清灰，由于取消振打，避免了二次揚(yáng)塵的出現(xiàn)，同時(shí)電場中的水霧在電極形成的強(qiáng)大的電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，可以大幅降低粉塵比電阻，提高運(yùn)行電壓，因而能實(shí)現(xiàn)接近零排放，以達(dá)到WESP更高的收塵效率、脫除SO3、PM2.5等污染物的目的。

如圖1所示。


在濕式電除塵器里，由于噴入水霧，而使粉塵凝并、增濕，粉塵和水霧在電場中一起荷電，一起被收集，水霧在收塵極板上形成水膜，水膜使極板保持潔凈，使得濕式電除塵長期高效運(yùn)行。污水經(jīng)排污口排出進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，形成閉環(huán)系統(tǒng)。

如圖2所示。


濕式電除塵器本體部分的主要結(jié)構(gòu)包括：殼體（含支座）、內(nèi)部構(gòu)件、高壓進(jìn)線、進(jìn)出口喇叭系統(tǒng)、灰斗、鋼支架、樓梯平臺(tái)、熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)等。

濕式電除塵器設(shè)計(jì)規(guī)范


4.WESP的優(yōu)點(diǎn)

濕式電除塵器的性能不受比電阻影響，不受煤灰性質(zhì)影響，沒有二次揚(yáng)塵，沒有運(yùn)動(dòng)部件，因此，性能穩(wěn)定可靠，效率高，可實(shí)現(xiàn)超低排放，徹底解決煙囪排放問題。此外，濕式電除塵器對(duì)SO3、PM2.5有很好的脫除效果，能夠解決濕法脫硫帶來的石膏雨，藍(lán)煙酸霧環(huán)境問題，緩解下游煙道、煙囪的腐蝕，節(jié)約防腐成本?？梢栽诤荛L一段時(shí)間內(nèi)滿足國家新標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到“一勞永逸”的效果。

總之，濕法脫硫后增設(shè)濕式電除塵器具有：

1.穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)超低排放（低于10mg/Nm3），遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)前國家新排放標(biāo)準(zhǔn)要求（30mg/Nm3，長三角地區(qū)20mg/Nm3）。

2.有效脫除PM2.5微細(xì)粉塵和氣溶膠，改善煙囪透明度，滿足更長遠(yuǎn)的國家空氣質(zhì)量控制要求。

3.有效脫除SO3，緩解下游煙道、煙囪的腐蝕，節(jié)約防腐成本。

4.解決濕法脫硫帶來的石膏雨，藍(lán)煙酸霧環(huán)境問題。

5.WESP的條件限制

布置濕式電除塵器的主要條件限制：進(jìn)入WESP電場的煙氣溫度需降至飽和溫度以下。因?yàn)榧词惯\(yùn)行溫度僅高于沖刷液絕熱飽和溫度10℃，也會(huì)使粉塵顆粒干燥，產(chǎn)生污染物，因此在結(jié)構(gòu)上必須采取良好的抗結(jié)露措施；在高粉塵濃度或高SOX濃度下的煙氣條件下，不宜采用WESP；需要設(shè)置廢水處理設(shè)備；需采取防腐措施，WESP各主要部件選用的結(jié)構(gòu)材料，均需有一定的抗腐蝕特性，尤其是陰、陽電極。但是若WESP布置在濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的下游，上述前三個(gè)問題均可得到解決。

6.WESP的啟動(dòng)注意事項(xiàng)

1.提前8小時(shí)以上投入絕緣子室電加熱及熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)，確保絕緣子室溫度大于60℃以上。

2.濕法脫硫系統(tǒng)必須提前投運(yùn)，避免干態(tài)、高溫?zé)焿m進(jìn)入濕式電除塵器，導(dǎo)致內(nèi)部件結(jié)垢并損壞內(nèi)部防腐涂層。

3.在下述三個(gè)條件同時(shí)符合時(shí)可開啟濕式除塵器：

3.1剩余25%油槍工作且投粉35%正常穩(wěn)定運(yùn)行或油槍完全退出后。

3.2進(jìn)入濕式除塵器煙氣溫度低于70℃。

3.3脫硫設(shè)備已經(jīng)開啟。

4.開啟濕式電除塵器步驟：先開低壓給水系統(tǒng)再開高壓供電系統(tǒng)。

5.嚴(yán)禁在鍋爐完全投油或脫硫未開啟有高溫干煙氣時(shí)開啟濕式除塵器。

7.WESP的停用注意事項(xiàng)

1.濕式電除塵器停運(yùn)步驟：先停高壓供電系統(tǒng)再停低壓給水系統(tǒng)；

2.鍋爐停機(jī)后濕式電除塵器噴淋系統(tǒng)必須繼續(xù)投入8小時(shí)以上，確保電場沖洗干凈。

3.停機(jī)狀態(tài)下高壓柜總開關(guān)必須斷開掛牌。

4.短時(shí)停機(jī)可不停絕緣子室電加熱、熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)。

8.WESP的常見故障及處理方法

1.現(xiàn)象：一次電壓、二次電壓偏低；二次電流偏小。一次電流偏大很多，上升快，與二次電流上升不成比例。

原因：整流變壓器有匝間短路或硅堆有存在開路或擊穿短路。

處理：做開路試驗(yàn)，一次側(cè)有電流出現(xiàn)，即變壓器內(nèi)部有器件損壞，偏勵(lì)磁產(chǎn)生或短路。需吊芯維修，更換損壞器件。

2.現(xiàn)象：一、二次電壓低，二次電流小，一次電流非常大，上升時(shí)一、二次電流不成比例，一次電流猛增與突變，可能爆快熔，變壓器有明顯的異常聲音。

原因：

(1)整流變壓器低壓包短路故障；

(2)整流變壓器鐵芯(包括穿芯螺栓)絕緣損傷，渦流嚴(yán)重。

處理：

(1)更換低壓包；

(2)重新做好鐵芯絕緣。

3.現(xiàn)象：一、二次電流達(dá)到額定值時(shí)，一次電壓在280～330V，二次電壓在40～50kV，無閃絡(luò)。

原因：高壓電纜與終端頭嚴(yán)重泄漏。

處理：重做高壓電纜與終端頭。

4.現(xiàn)象：閃絡(luò)過于頻繁，收塵效率降低。

原因：

(1)電場以外放電，如隔離開關(guān)、高壓電纜及阻尼電阻等放電。

(2)電控柜火花率沒調(diào)整好。

(3)工況變化，煙氣條件波動(dòng)很大。

(4)級(jí)絲與極板距離調(diào)整不當(dāng)。

處理：

(1)處理放電部位。

(2)調(diào)整火花率電位器及置自動(dòng)狀態(tài)。

(3)通知值長，調(diào)整工藝狀況，改善煙氣條件。

(4)調(diào)整級(jí)絲與極板距離。

5.現(xiàn)象：供堿泵變頻變化頻繁，轉(zhuǎn)速變化大，循環(huán)水箱PH數(shù)值變化大。

原因：循環(huán)水中和管異物堵塞。

處理：清理管內(nèi)異物。

6.現(xiàn)象：循環(huán)水量逐漸下降，效率除塵逐漸下降。

原因：管道與循環(huán)水泵結(jié)垢。

處理：適當(dāng)降低循環(huán)水箱PH值至5.2運(yùn)行。

9.結(jié)語

目前我國WESP主要用在中小型轉(zhuǎn)爐或燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的煤氣凈化、板坯火焰清理機(jī)的煙氣治理、水泥立窯的精除塵等，以鋼廠應(yīng)用居多，在燃煤電廠鍋爐煙氣治理方面的應(yīng)用仍然較少。而國外WESP在電廠已經(jīng)具有近30年的應(yīng)用歷史，且有近5O套WESP應(yīng)用于美國、歐洲及日本的電廠。不過可以預(yù)見，未來隨著我國的粉塵及復(fù)合污染物排放控制法規(guī)的出臺(tái)，其將在燃煤電廠得到越來越多的應(yīng)用。