濕式電除塵在火力發電廠的應用前景

董芹

【摘要】電廠煙塵的排放是重要的污染源之一，因此對于煙塵的控制是目前亟待解決的問題，而濕式電除塵的應用無疑很好的解決了這一問題，本文對濕式電除塵的基本原理以及應用現狀進行分析，并對應用前景進行預測，供相關人員參考。

【關鍵詞】濕式電除塵；火力；電廠；前景

一、前言

目前濕式電除塵在火力發電廠中應用比較成熟，已經成為煙塵減排最終要的措施之一，本文針對濕式電除塵的運用有關問題進行了詳細的探索，并重點對濕式電除塵前景進行了預測。

二、電廠除塵和環境之間關系

PM，英文全稱為particulate matter（顆粒物）。科學家用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒的含量，這個值越高，就代表空氣污染越嚴重。 PM2.5的標準，是由美國在1997年提出的，主要是為了更有效地監測隨著工業化日益發達而出現的、在舊標準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。PM2.5指數已經成為一個重要的測控空氣污染程度的指數。 PM2.5產生的主要來源，是日常發電、工業生產、汽車尾氣排放等過程中經過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質。一般而言，粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自道路揚塵等；2.5微米以下的細顆粒物（PM2.5）則主要來自化石燃料的燃燒（如燃煤、機動車尾氣）、揮發性有機物等。

我國一次能源以煤炭為主，近十年我國煤炭產量從2001年的14.7億噸增長到2011年的35.2億噸，年均復合增長率達9%，其中，工業生產中的煤炭消費一直在我國的總煤炭消費中占據重要地位，常年保持在94%以上。發電和煉焦是工業用煤的最主要用途，分別占工業用煤的50%和15%。燃煤電廠是排放二氧化硫、氮氧化物、煙塵的重要部門，隨著煤炭轉換為電力比重的不斷提高，大部分燃煤排放將更多轉變為電力排放。電力二氧化硫排放占全國二氧化硫排放總量的比例為42.4%，氮氧化物排放約占三分之一強，煙塵排量占36.7%。控制燃煤電廠煙氣排放，對減少PM2.5，緩解城市空氣質量有很大促進作用。

現階段，我國90%的電能來自于火力發電，而火力發電需要燃燒大量煤炭。2012年，我國工業用煤炭總消耗量為37億噸左右，火力發電消耗電煤18.5億噸。在燃燒中，1噸煤燃燒產生30千克煙塵（0.03噸），那么，18.5億噸煤炭燃燒完，大概產生555萬噸煤灰，產生的煤灰中將有千分之五為PM2.5，也就是將產生2.775萬噸的PM2.5。

今年1、2月份，我國PM2.5最嚴重的地方已經超過了1000微克每立方米，而美國平均小于15微克每立方米，沙化最嚴重的撒哈拉沙漠也只有50～70微克每立方米。全球PM2.5最高的地區在北非和中國的華北、華東、華中全部。因此控制電廠煙塵對于控制我國環境污染具有非常重要的意義。

三、濕式電除塵技術工作原理及其脫除性能

1、工作原理

濕式電除塵脫除粉塵分為荷電、集塵、清灰三個步驟。將水霧噴向放電極和電暈區，水霧在電極形成的電暈場內荷電后分裂進一步霧化，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅動下到達集塵極而被捕集，噴霧形成的連續水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中排出。

2、濕式電除塵結構

濕法電除塵是燃煤電站煙氣污染物終端精細處理設備，一般布置在脫硫系統和煙囪之間。這套系統主要由除塵器本體、循環水系統、配套高壓整流設備及IPC智能濕式電除塵器控制系統共同組成。

其中電除塵器本體是設備的核心設備，主要由陽極系統、陰極系統等組成。陽極系統主要由極板懸吊梁、陽極板排、集水槽、防擺組件構成。陽極板排上部通過極板懸吊梁懸掛在殼體頂梁上，極板排下部設置集水槽，收集板排上清洗下來的灰水。陰極系統由陰極框架、陰極吊梁、陰極懸掛系統及防擺裝置構成。陰極框架采用雙桅桿結構剛性小框架，配置新型陰極線。陰極框架主桅桿上端與陰極吊梁連接。陰極懸掛系統一般由：支撐管、支撐底座、支承螺母、支承蓋和承壓絕緣子等構成。為了使系統在高壓供電時穩定運行，絕緣子底部設有電加器及加長的防塵罩，可有效防止煙塵上竄到絕緣子內壁。IPC智能濕式電除塵器控制系統是集計算機應用、通訊、檢測等新技術研制開發的高科技新產品。它適用于濕式電除塵器配套電氣的計算機在線監控和管理，監控和管理對象包括濕式電除塵器的高壓硅整流設備、循環水系統、熱風吹掃及電加熱器等控制設備。

3、濕式電除塵對微細粉塵和SO3霧滴的脫除

濕式電除塵中，放電極電子較易溢出，水霧被進一步細化，使電場中存在大量帶電霧滴，大大增加亞微米粒子碰撞帶電的機率，而帶電粒子在電場中運動的速度是布朗運動的數十倍，這大幅度提高了亞微米粒子向集塵極運行的速度，可以在較高的煙氣流速下，捕獲更多的微粒。煙氣中的SO3在205℃以下時，主要以H2SO4的微液滴形式存在，其平均直徑在0.4μm以下，因此干式靜電除塵器和FGD對SO3去除較低。濕式電除塵器對亞微米顆粒的高捕獲率，可對SO3的微液滴起相同作用。濕式電除塵器獨特的工作環境決定了它能夠高效地脫除亞微米級別的粉塵、霧滴，除塵效率最高可達到99.9%以上。

四、火力發電廠運用濕式電除塵優勢和未來發展

濕式電除塵器的性能不受粉塵比電阻和煤灰性質的影響，內部沒有運動部件，沒有振打清灰引起的二次揚塵，因此，性能穩定，高效，運行可靠，對PM2.5和SO3有很高的脫除效率，是濕法脫硫后最終環保把關的最佳設備。

WESP采用獨特的噴淋系統，配置科學，參數合理，水膜分布均勻，可實現連續、高效清灰，用水省。可做到科學噴淋，節約用水。WESP采用福建龍凈環保公司自主研發的廢水處理循環利用系統，可以將廢水中和除酸，并通過高效分離去除懸浮物，使其滿足噴淋水質要求，實現循環使用。系統只需排出少量廢水，這部分水作為濕法脫硫工藝補水進行再利用，系統再補充等量新水即可維持平衡，相當于零水耗。

濕式電除塵器作為控制燃煤煙氣PM2.5非常有效的設備，在發達國家的電力等工程領域得到了廣泛應用。美國BruceMansfield電廠、MirantDickerson電廠等多家電廠測試報告表明，濕式電除塵器對PM2.5的去除效率均高于95%，粉塵排放濃度低于5mg/Nm3。 現今，國內大多數電廠都設在郊區，如果電廠的粉塵排放量降低就會減少大批的搬遷資金。以全國來算，這筆資金將會以千億元為單位。而濕式靜電除塵器能大幅地降低粉塵的排放量，減少PM2.5的排放，降低霧霾天氣的幾率，從而極大地緩解空氣污染。 此外，濕式靜電除塵技術不僅在燃煤電廠，還可以應用在燃煤鍋爐、化工、冶金等領域，這些在歐美國家的應用效果非常理想。如在我國大規模使用，也將產生巨大的社會和經濟效益。

五、結束語

綜上所述，本文重點對電廠煙塵危害以及濕式電除塵器的原理和對煙塵控制的影響進行了詳細的分析，隨著我國對環境重視程度加大，未來我國電廠會加大對濕式電除塵器的使用，從而環節霧霾帶來的巨大危害。

參考文獻

[1] 劉鶴忠， 陶秋根. 濕式電除塵器在工程中的應用[J]. 電力勘測設計， 2012， （3）.

[2] 田牛. 濕式電除塵器在電站燃煤鍋爐上的應用[J]. 建筑熱能通風空調， 2013， （2）.