目前，市場(chǎng)上較為常見的燃煤電廠用濕式電除塵技術(shù)主要有金屬極板、玻璃鋼極板和柔性極板三種。本文通過結(jié)構(gòu)、性能等技術(shù)對(duì)比分析得出金屬極板型式的電除塵器的可靠性最佳，可以長(zhǎng)期保證低排放，并實(shí)現(xiàn)多污染物的協(xié)同控制，特別是對(duì)SO3的高效脫除，能夠有效緩解防腐，降低煙囪防腐費(fèi)用。


關(guān)鍵詞：電除塵器；濕式；WESP；金屬極板

隨著國(guó)家對(duì)于大氣污染物排放的控制越來越嚴(yán)格，大部分的燃煤電廠都采用了脫硫和除塵相結(jié)合的方式降低顆粒煙塵的排放。目前，在發(fā)電過程中采用濕法脫硫與濕式電除塵器的方式可以減少85%的硫化氣體以及超過80%的顆粒煙塵。最終的成果是將燃煤電廠煙囪可見煙氣的渾濁度可以降低到了10%以下。濕式電除塵系統(tǒng)可簡(jiǎn)稱為WESP。

1、WESP國(guó)內(nèi)制造商

我國(guó)燃煤電廠濕式除塵技術(shù)發(fā)展較晚，目前國(guó)內(nèi)濕式電除塵出現(xiàn)了幾個(gè)不同的技術(shù)流派，主要有以福建龍凈為代表的沖洗式金屬極板的濕式電除塵技術(shù)，以山東山大能源環(huán)境有限公司為代表的柔性陽極濕式電除塵技術(shù)及以雙盾環(huán)境科技有限公司為代表的玻璃鋼濕式電除塵技術(shù)。此外還有浙江菲達(dá)環(huán)保引進(jìn)的日本三菱濕式電除塵技術(shù)、浙江南源引進(jìn)的日本日立濕式電除塵技術(shù)和南京通用引進(jìn)的日本科特雷爾濕式電除塵技術(shù)，也是采用沖洗式金屬極板，技術(shù)路線與龍凈環(huán)保大致相同。

2不同極板的WESP技術(shù)對(duì)比

2.1結(jié)構(gòu)差異

金屬極板WESP：

（1）陽極板采用平行懸掛的金屬極板，極板材質(zhì)為SUS316L不銹鋼；

（2）因?yàn)榻饘俦砻婵梢圆捎眠B續(xù)噴水形成表面的保護(hù)膜，因此金屬極板的WESP必須配置噴淋水循環(huán)系統(tǒng)。噴淋水在清洗完金屬表面后進(jìn)行酸堿性的中和可以繼續(xù)循環(huán)使用，部分噴淋水會(huì)為脫硫系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。

柔性陽極WESP：

（1）通過靜電吸附原理進(jìn)行除塵：陽極的材質(zhì)是蜂窩形式的柔軟性織物，陰極的材質(zhì)為鉛銻合金。陰極線配置在每個(gè)陽極孔的中間，濕潤(rùn)后會(huì)與陽極形成導(dǎo)電系統(tǒng)。陽極外側(cè)配置2205、2507不銹鋼材質(zhì)的框架和張緊裝置；

（2）與金屬極板不同，柔性陽極WESP不需要配置循環(huán)噴淋水系統(tǒng)，而是需要一套酸液導(dǎo)流裝置對(duì)柔性陽極WEPS進(jìn)行清理，煙塵顆粒沉淀處理后的酸性溶液可直接進(jìn)入初六漿液系統(tǒng)；

（3）無水循環(huán)系統(tǒng)，相當(dāng)于電除塵霧。

玻璃鋼陽極WESP：

（1）陽極板布置成蜂窩結(jié)構(gòu)，煙氣由上往下通過除塵器。陽極板材料為高分子含碳復(fù)合材料的導(dǎo)電玻璃鋼，添加了碳纖維作為導(dǎo)電材料，合成樹脂作為黏合劑。陰極采用陰極線，位于蜂窩結(jié)構(gòu)孔道中間，陰極線材料采用鈦合金；

（2）陽極系統(tǒng)采用間歇式噴淋系統(tǒng)，每24小時(shí)沖洗一次，沖洗5min，沖洗時(shí)需要斷電，每個(gè)供電分區(qū)輪流沖洗，沖洗水直接進(jìn)入脫硫系統(tǒng)。

2.2性能對(duì)比

金屬極板WESP：

（1）金屬極板由于材質(zhì)的剛性較高，因此在使用過程中不易變形，抗壓能力強(qiáng)。兩個(gè)極板間的距離保持良好，從而保證了較好的電廠性能和機(jī)械強(qiáng)度。能夠承受55kV以下的高壓電；

（2）對(duì)煙塵的流速要求低，可以選擇較長(zhǎng)的停留時(shí)間，在2m/s的速度下即可以進(jìn)行微小煙塵顆粒和氣溶膠的清理，除塵效率良好；

（3）循環(huán)水噴淋能夠在金屬極板表面形成均勻牢固的保護(hù)膜，清除大部分的灰塵；

（4）噴水清灰同時(shí)具有脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力；

（5）循環(huán)水可以對(duì)脫硫設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)水，不但不會(huì)對(duì)其他設(shè)備造成損害，而且能夠節(jié)約資源，提高除塵效率；

（6）除塵效率與除塵面積有關(guān)，除塵面積足夠時(shí)可以保證達(dá)到除塵效果，除塵效率根據(jù)配置不同一般可達(dá)70～90%；（7）金屬極板的WESP設(shè)備占地面積較大，對(duì)于系統(tǒng)阻力要求要高于300Pa。

柔性陽極WESP：

（1）由于柔性陽極采用的較為柔軟的織物組織，雖然有金屬框架作為支撐，但是仍然極易受到煙塵流動(dòng)的影響，產(chǎn)生變形，因此在機(jī)械性能和電容穩(wěn)定性上肯定要有所損失；

（2）煙氣流速較高（≈3m/s），產(chǎn)生氣流帶出，停留時(shí)間短，PM2.5細(xì)微顆粒及氣溶膠脫除率低；但是煙塵氣流流速過高時(shí)會(huì)造成穩(wěn)定性下降，也會(huì)影響工作性能；

（3）柔性陽極WESP利用酸性溶液進(jìn)行灰塵的帶出和沉淀，但是對(duì)于極板表面的灰塵并沒有清理作用，必然會(huì)造成除塵效率的降低；

（4）沒有噴水清灰，不具備脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力；

（5）收集的酸液沉淀后進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，對(duì)脫硫塔內(nèi)的物料平衡有一定的影響，增加脫硫運(yùn)行的費(fèi)用（待評(píng)估）；

（6）除塵效率受除塵面積的影響一般為50～75%；

（7）柔性陽極WESP設(shè)備的尺寸較小，系統(tǒng)阻力要求不高于300Pa。

玻璃鋼陽極WESP：

（1）玻璃鋼陽極WESP和金屬極板一樣具有良好的穩(wěn)定性和除塵效率，可承受78kV的高壓；

（2）對(duì)煙氣流速要求較高，選用較短的停留時(shí)間，在3m/s的速度下進(jìn)行微小煙塵顆粒和氣溶膠的清理，效率低；

（3）無水膜沖洗清灰，利用噴淋系統(tǒng)每隔一段時(shí)間進(jìn)行沖洗，極板表面有積灰可能，影響集塵效果；

（4）由于是間斷性噴水清灰，因此雖具備脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力，但脫除率不高；

（5）收集的酸液沉淀后進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，對(duì)脫硫塔內(nèi)的物料平衡有一定的影響，增加脫硫運(yùn)行的費(fèi)用（待評(píng)估）；

（6）除塵效率受除塵面積的影響一般為50～75%；（7）玻璃鋼陽極WESP設(shè)備的尺寸較小，系統(tǒng)阻力要求為300-500Pa。

2.3可靠性對(duì)比

金屬極板WESP：

（1）金屬極板本身具有一定的抗腐蝕能力，再加上噴淋循環(huán)系統(tǒng)的不斷沖洗在金屬表面形成保護(hù)膜，因此金屬極板的使用壽命可以達(dá)到15年；

（2）金屬極板WESP可以承受較高的溫度和電壓，在脫硫設(shè)備故障時(shí)仍可以進(jìn)行正常工作；

（3）對(duì)于電腐蝕的抵抗能力強(qiáng)；

（4）噴淋水系統(tǒng)可以保證金屬極板一直處于無灰塵的清潔狀態(tài)；

（5）無需框架支撐和張緊裝置，內(nèi)部支撐板可采用碳鋼與玻璃的結(jié)合的材質(zhì)。

柔性陽極WESP：

（1）柔性陽極WESP在使用過程中容易變形和搖擺，陽極織物也需要定期更換，因此使用壽命僅為6年左右，換布率在一個(gè)大修整周期內(nèi)為20%；

（2）柔性陽極不能承受高溫高壓腐蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成極板燃燒，直接報(bào)廢；

（3）無噴淋水系統(tǒng)，清灰無保證，設(shè)備性能、安全有隱患；

（4）除了支撐框架采用不銹鋼以外，其他支撐部件均采用碳鋼加玻璃鱗片的結(jié)構(gòu)。

玻璃鋼陽極WESP：

（1）陽極板材料為高分子含碳復(fù)合材料，抗腐蝕性較好，產(chǎn)品聲稱使用壽命15年以上；

（2）玻璃鋼陽極WESP可以承受較高的溫度和電壓，在脫硫設(shè)備故障時(shí)仍可以進(jìn)行正常工作。

（3）對(duì)于電腐蝕的抵抗能力強(qiáng)；

（4）間斷性噴水，無法長(zhǎng)期保證極板干凈，設(shè)備性能、安全有隱患。

2.4運(yùn)行費(fèi)用

金屬極板WESP：

（1）耗電：水循環(huán)系統(tǒng)耗電42kW；（2）耗水：系統(tǒng)零水耗；（3）化學(xué)藥劑：耗NaOH溶液；（4）易損件更換：無易損件。

柔性陽極WESP：

（1）耗電：耗電量低；（2）耗水：系統(tǒng)零水耗；（3）化學(xué)藥劑：除塵酸液直接排入脫硫漿液系統(tǒng)，對(duì)脫硫運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有一定影響（待評(píng)估）；（4）易損件更換：換布率在一個(gè)大修整周期內(nèi)為20%，總成本約為40萬元，每年的平均材料和人工成本為8-10萬元。

玻璃鋼陽極WESP：

（1）耗電：耗電量低；（2）耗水：系統(tǒng)零水耗；（3）化學(xué)藥劑：除塵酸液直接排入脫硫漿液系統(tǒng)，對(duì)脫硫運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有一定影響（待評(píng)估）；（4）易損件更換：無易損件。

3結(jié)論

通過上述技術(shù)對(duì)比可以看出三種技術(shù)路線各有優(yōu)劣：金屬極板WESP由于極板穩(wěn)定，且有水膜覆蓋沖洗系統(tǒng)，因此在電場(chǎng)穩(wěn)定性、清灰性能上具有優(yōu)勢(shì)，噴水清灰同時(shí)具有脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力。綜合比較，初步認(rèn)為金屬極板性能略優(yōu)于柔性陽極及玻璃鋼極板。

從技術(shù)潮流來看，金屬極板WESP為國(guó)際主流技術(shù)，已在多個(gè)國(guó)家得到應(yīng)用，國(guó)內(nèi)主流采用金屬極板WESP，而柔性陽極WESP經(jīng)過多年的發(fā)展，仍然只有極少數(shù)應(yīng)用案例，因此認(rèn)為技術(shù)方向的風(fēng)險(xiǎn)大于金屬極板，國(guó)內(nèi)投運(yùn)項(xiàng)目已出現(xiàn)極板燒毀現(xiàn)象。

相較于金屬極板WEPS技術(shù)，柔性陽極WESP和玻璃鋼陽極WESP的主要的優(yōu)勢(shì)在于運(yùn)行費(fèi)用中沒有噴淋循環(huán)系統(tǒng)的維護(hù)和維護(hù)的支出，但是這兩項(xiàng)技術(shù)均會(huì)對(duì)其他的運(yùn)行系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，主要是破壞了脫硫設(shè)備內(nèi)部的酸堿平衡，需要增加脫硫CaO用量，也要增加費(fèi)用，總體運(yùn)行費(fèi)用相差不大。同時(shí)不具備脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力。

綜合分析對(duì)比，認(rèn)為金屬極板WESP在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和可靠性上占有優(yōu)勢(shì)，可以長(zhǎng)期保證低排放，并實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)同治理，特別是對(duì)SO3高效脫除，能夠有效緩解防腐，降低煙囪防腐費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)：

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《山東工業(yè)技術(shù)》 中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院 作者：洪如松