WESP型濕式電除塵器的技術應用的探討

田亞蘭

摘 要：通過對WESP型濕式電除塵器原理的分析，說明其性能不受粉塵比電阻和煤灰性質的影響，，性能穩定，高效，運行可靠，對PM2.5、石膏、SO3有很高的脫除效率。論述了其為提高除塵效率所采取的技術措施，以及使用后調研報告，結論是WESP型濕式電除塵器是可使燃煤企業實現超潔凈排放，達到國家超凈排放標準。

關鍵詞：WESP型濕式電除塵器；高效除塵所采取的技術措施；超凈排放

引出語：隨著經濟的發展，能源消耗排放的污染物可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）為特征污染物的區域性大氣污染嚴重。環保部發布（2013年14號）公告：要求重點控制現役燃煤機組執行特別排放限值，地方政府要求燃煤發電機組煙氣達到超低排放標準。濕式電除塵器是濕法脫硫后最終把關的最佳環保設備。

1 濕式電除塵器原理與優點

濕式電除塵器廣泛應用于冶金、化工等行業，在控制煙氣中的酸霧、細微顆粒方面效果顯著。目前全世界范圍內投入運行的濕式電除塵器超過1000臺。 濕式電除塵器的主要工作原理：濕式電除塵器也是電除塵器的一種，是直接將水霧噴向電極和電暈區，水霧在芒刺電極形成的強大的電暈場內荷電后分裂進一步霧化，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；除灰方式是將水噴至集塵極上形成連續的水膜，采用水清灰，流動水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。

濕式電除塵器安裝在濕法脫硫之后具有以下優點：

1. 粉塵控制，接近零排放——WESP型濕法電除塵器，出口粉塵排放濃度可控制在5mg/Nm3以下，相當于零排放。

2. 長期高效運行——不受比電阻、燃煤變化、排放要求提高的影響，可以長期穩定運行在10mg/Nm3 以下，甚至更低。

3. PM2.5超細粉塵及氣溶膠控制——WESP型濕式電除塵器通過多場作用與相變、團聚等機理，共同促進微粒高效凝并“長大”，實現高效脫除，對PM2.5的去除效率高達95%以上。

4. SO3酸霧控制——在濕法電除塵器內部通過噴霧增濕，荷電后的SO3酸霧在靜電凝聚作用下粒徑增大，被捕集于極板與水膜形成稀酸，去除效率可達80%以上。

5. 汞排放控制——濕法電除塵器內部過飽和環境和靜電脫除效應，對煙氣中顆粒汞、氧化汞脫除效率高達60%以上。

6. 獨特陽極板配置——具有專利保護的陽極板設計，保證水膜更加均勻。

7. 占地面積小——以實驗確定噴嘴霧化，系統耗水量為300MW機組8t/h，確保工程占地面積最小。

8. 系統防腐設計，一體化解決粉塵、SO3酸霧、逃逸的石膏霧粒、脫貢的污染物，實現煙囪清潔排放。

2 濕式電除塵器提高效率采取的技術措施

技術措施一：采用一板四線的陰陽極配，電流密度均勻性好，無電場死區。

為避免電暈封閉，陰極線采用放電能力較強的尖端放電電極。為使陽極板上得到均勻的電場強度分布，采取每塊陽極板對應4根陰極線的布置形式。

技術措施二：采用特殊設計制造的膜式導流引流專用收塵極板，變形小、水膜均勻

在濕式電除塵器里，噴入霧滴，使粉塵凝并、增濕，粉塵和霧滴在電場中一起荷電，荷電粒子在電場力的作用下，被收塵極板捕集。被捕集的水滴和粉塵在整個收塵極板上形成連續向下流動的水膜，從收塵極板上流到灰斗中，然后通過灰斗排出，從而達到煙氣凈化的作用。WESP型濕式電除塵器布置在濕法脫硫后，進入濕式電除塵器的煙塵主要含以SO3為代表的氣熔膠、石膏液滴、以及難以收集的大量PM10以下的微細粉塵。濕式電除塵器長期在此環境下運行，易引起腐蝕，液結，極板更是首當其沖。因此極板表面形狀、材料選擇顯得尤為重要。該型采用專用的濕法脫硫后的收塵極板，板寬818mm，防風溝封閉，避免灰水進入造成酸腐蝕，極板采用防腐合金鋼制作。

技術措施三：先進的噴淋系統和沖洗方式

濕式電除塵器由于采用濕式清灰，對粉塵性質不敏感，無二次飛揚，因此能達到極低排放，同時還能有效控制三氧化硫酸霧，減輕濕法脫硫后由于GGH的取消帶來的煙囪腐蝕問題。因此，對濕式電除塵器而言，噴淋沖洗系統極為重要。 WESP型采用特有的濕式電除塵器沖洗裝置，該沖洗裝置包括分布板沖洗管路、電場沖洗管路與除霧器沖洗管路。電場沖洗管路分為間斷沖洗與連續噴淋兩種。 噴淋沖洗系統的噴嘴布置通過實驗確定，以實現噴淋分布均勻，不留死角。霧化效果好，且用水量省。

采取合理的沖洗方式和沖洗制度，可有效解決濕式電除塵器應用于燃煤電廠可能出現的積灰腐蝕問題，實現除塵效果佳，耗水量少，壽命長的理想效果。

技術措施四：系統水平衡設計

1. 檢修、維護量少：

考慮除塵器的常規維護、噴嘴的更換與維護，按三年一個大修期約30萬元，水泵的檢修、過濾器的檢修按三年大修期約20萬元，即年平均成本約15萬元。

2. 使用壽命：

WESP型濕式電除器的殼體為普通碳鋼加內壁襯鱗片，極板、極線和支撐件均采用不銹鋼材料，可滿足濕式靜電除塵器20年以上的使用壽命。

3. 運行操作簡單、可靠：

濕式電除塵器內部沒有運動部件，水膜清灰使極板表面沒有粉塵堆集，水沖洗使陰極線不掛灰，因此，同其它除塵方式相比，其電場內部及本體的運行操作維護簡單。

4. 增加濕式電除塵器對現有系統的影響和分析：

根據國內外鍋爐行業使用濕式電除塵器的經驗表明：濕式電除塵器對現有系統未發生不利的影響，而好處是顯而易見的：能有效脫除PM2.5微細粉塵和氣溶膠，改善煙囪透明度；有效脫除SO3，緩解下游煙道、煙囪的腐蝕；解決濕法脫硫帶來的石膏雨，藍煙酸霧等環境問題。

5. 濕式電除塵器極板極線結垢與腐蝕的防護措施：

項目設計的集塵極與放電極的清灰水由不同管道提供，采用特定的噴嘴，運行過程中集塵極一直保持噴淋狀態，而放電極一天只噴淋幾次，使濕式電除塵器運行中極板的表面一直充滿連續的水膜，水膜的沖刷作用對極板表面有最佳的清洗效果，極線的放電針尖結構特殊處理，使其噴淋沖洗后不易造成粉塵液結，極板、極線均將采用高耐腐蝕不銹鋼材料，所有這些措施能保證極板板線不結垢和腐蝕。

6. 濕式電除塵器對PM細微粉塵的脫除效率研究：

WESP型濕式電除塵器檢測報告顯示，收集的灰水中PM10以下細微粉塵占90%，PM2.5以下的細微顆粒占30%，由此可表明濕式靜電除塵器對細微粉塵有很強的脫除效率。

7. 脫硫除霧器故障時，大量脫硫漿液直接進入濕式電除塵器，本項目濕式電除塵能保證正常運行并且不影響煙囪排放： 項目設計的濕式電除塵器，在進口喇叭內設置有氣流分布裝置，分布板同時配置了強力的沖洗噴嘴，因此一旦脫硫除霧器故障，大量脫硫漿液進入濕式電除塵器的進口喇叭時，會被一層一層的分布板阻隔和捕集，同時打開噴嘴進行強力沖洗，使漿液在電場的前端得到預處理，不影響濕式電除塵器的正常運行，保證煙囪排放。

3 國內WESP型濕式電除塵器調研情況

1、國內第一臺鍋爐行業濕式電除塵器于2011年12月份應用于福建上杭，經測試，出口粉塵排放濃度低于10mg/Nm3。

2、國內首臺燃煤電站濕法脫硫后濕式電除塵器在中電投上海電力長興島成功投運：2013年1月，國內首臺燃煤電站濕法脫硫后濕式電除塵器在長興島電廠#1機組成功投運（#2機組也在同一個月內投運）。經測試，濕式電除塵器的出口粉塵排放濃度6.1mg/Nm3及4.3mg/Nm3。

3、華電淄博熱電廠330MW機組配套濕式除塵器粉塵排放僅5.2mg/Nm3。

4、大唐黃島電廠2x670MW機組2014年7月初投運，設計出口粉塵排放5mg/Nm3以下。

4 結論

WESP型濕式電除塵器可有效去除SO3、NH3、HCL等氣溶膠、Hg等重金屬、微細粉塵（PM2.5）、細小液滴等，去除效率可達90%以上，使電廠復合污染物排放濃度降低，有效降低了環境污染，能達到超低排放，也是對國家節能減排政策的積極響應。