田亞蘭
摘 要:通過(guò)對(duì)WESP型濕式電除塵器原理的分析,說(shuō)明其性能不受粉塵比電阻和煤灰性質(zhì)的影響,,性能穩(wěn)定,高效,運(yùn)行可靠,對(duì)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(shù)措施,以及使用后調(diào)研報(bào)告,結(jié)論是WESP型濕式電除塵器是可使燃煤企業(yè)實(shí)現(xiàn)超潔凈排放,達(dá)到國(guó)家超凈排放標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:WESP型濕式電除塵器;高效除塵所采取的技術(shù)措施;超凈排放
引出語(yǔ):隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源消耗排放的污染物可吸入顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)為特征污染物的區(qū)域性大氣污染嚴(yán)重。環(huán)保部發(fā)布(2013年14號(hào))公告:要求重點(diǎn)控制現(xiàn)役燃煤機(jī)組執(zhí)行特別排放限值,地方政府要求燃煤發(fā)電機(jī)組煙氣達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。濕式電除塵器是濕法脫硫后最終把關(guān)的最佳環(huán)保設(shè)備。
1 濕式電除塵器原理與優(yōu)點(diǎn)
濕式電除塵器廣泛應(yīng)用于冶金、化工等行業(yè),在控制煙氣中的酸霧、細(xì)微顆粒方面效果顯著。目前全世界范圍內(nèi)投入運(yùn)行的濕式電除塵器超過(guò)1000臺(tái)。 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(qū),水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場(chǎng)內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化,在這里,電場(chǎng)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(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集;除灰方式是將水噴至集塵極上形成連續(xù)的水膜,采用水清灰,流動(dòng)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(yōu)點(diǎn):
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(dāng)于零排放。
2. 長(zhǎng)期高效運(yùn)行——不受比電阻、燃煤變化、排放要求提高的影響,可以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行在10mg/Nm3 以下,甚至更低。
3. PM2.5超細(xì)粉塵及氣溶膠控制——WESP型濕式電除塵器通過(guò)多場(chǎng)作用與相變、團(tuán)聚等機(jī)理,共同促進(jìn)微粒高效凝并“長(zhǎng)大”,實(shí)現(xiàn)高效脫除,對(duì)PM2.5的去除效率高達(dá)95%以上。
4. SO3酸霧控制——在濕法電除塵器內(nèi)部通過(guò)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(dá)80%以上。
5. 汞排放控制——濕法電除塵器內(nèi)部過(guò)飽和環(huán)境和靜電脫除效應(yīng),對(duì)煙氣中顆粒汞、氧化汞脫除效率高達(dá)60%以上。
6. 獨(dú)特陽(yáng)極板配置——具有專利保護(hù)的陽(yáng)極板設(shè)計(jì),保證水膜更加均勻。
7. 占地面積小——以實(shí)驗(yàn)確定噴嘴霧化,系統(tǒng)耗水量為300MW機(jī)組8t/h,確保工程占地面積最小。
8. 系統(tǒng)防腐設(shè)計(jì),一體化解決粉塵、SO3酸霧、逃逸的石膏霧粒、脫貢的污染物,實(shí)現(xiàn)煙囪清潔排放。
2 濕式電除塵器提高效率采取的技術(shù)措施
技術(shù)措施一:采用一板四線的陰陽(yáng)極配,電流密度均勻性好,無(wú)電場(chǎng)死區(qū)。
為避免電暈封閉,陰極線采用放電能力較強(qiáng)的尖端放電電極。為使陽(yáng)極板上得到均勻的電場(chǎng)強(qiáng)度分布,采取每塊陽(yáng)極板對(duì)應(yīng)4根陰極線的布置形式。
技術(shù)措施二:采用特殊設(shè)計(jì)制造的膜式導(dǎo)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(chǎng)中一起荷電,荷電粒子在電場(chǎng)力的作用下,被收塵極板捕集。被捕集的水滴和粉塵在整個(gè)收塵極板上形成連續(xù)向下流動(dòng)的水膜,從收塵極板上流到灰斗中,然后通過(guò)灰斗排出,從而達(dá)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(jìn)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(xì)粉塵。濕式電除塵器長(zhǎng)期在此環(huán)境下運(yùn)行,易引起腐蝕,液結(jié),極板更是首當(dāng)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(fēng)溝封閉,避免灰水進(jìn)入造成酸腐蝕,極板采用防腐合金鋼制作。
技術(shù)措施三:先進(jìn)的噴淋系統(tǒng)和沖洗方式
濕式電除塵器由于采用濕式清灰,對(duì)粉塵性質(zhì)不敏感,無(wú)二次飛揚(yáng),因此能達(dá)到極低排放,同時(shí)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(lái)的煙囪腐蝕問(wèn)題。因此,對(duì)濕式電除塵器而言,噴淋沖洗系統(tǒng)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(chǎng)沖洗管路與除霧器沖洗管路。電場(chǎng)沖洗管路分為間斷沖洗與連續(xù)噴淋兩種。 噴淋沖洗系統(tǒng)的噴嘴布置通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定,以實(shí)現(xiàn)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(yīng)用于燃煤電廠可能出現(xiàn)的積灰腐蝕問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)除塵效果佳,耗水量少,壽命長(zhǎng)的理想效果。
技術(shù)措施四:系統(tǒng)水平衡設(shè)計(jì)
1. 檢修、維護(hù)量少:
考慮除塵器的常規(guī)維護(hù)、噴嘴的更換與維護(hù),按三年一個(gè)大修期約30萬(wàn)元,水泵的檢修、過(guò)濾器的檢修按三年大修期約20萬(wàn)元,即年平均成本約15萬(wàn)元。
2. 使用壽命:
WESP型濕式電除器的殼體為普通碳鋼加內(nèi)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(yùn)行操作簡(jiǎn)單、可靠:
濕式電除塵器內(nèi)部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,水膜清灰使極板表面沒(méi)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(chǎng)內(nèi)部及本體的運(yùn)行操作維護(hù)簡(jiǎn)單。
4. 增加濕式電除塵器對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的影響和分析:
根據(jù)國(guó)內(nèi)外鍋爐行業(yè)使用濕式電除塵器的經(jīng)驗(yàn)表明:濕式電除塵器對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)未發(fā)生不利的影響,而好處是顯而易見(jiàn)的:能有效脫除PM2.5微細(xì)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(lái)的石膏雨,藍(lán)煙酸霧等環(huán)境問(wèn)題。
5. 濕式電除塵器極板極線結(jié)垢與腐蝕的防護(hù)措施:
項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(yùn)行過(guò)程中集塵極一直保持噴淋狀態(tài),而放電極一天只噴淋幾次,使?jié)袷诫姵龎m器運(yùn)行中極板的表面一直充滿連續(xù)的水膜,水膜的沖刷作用對(duì)極板表面有最佳的清洗效果,極線的放電針尖結(jié)構(gòu)特殊處理,使其噴淋沖洗后不易造成粉塵液結(jié),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(jié)垢和腐蝕。
6. 濕式電除塵器對(duì)PM細(xì)微粉塵的脫除效率研究:
WESP型濕式電除塵器檢測(cè)報(bào)告顯示,收集的灰水中PM10以下細(xì)微粉塵占90%,PM2.5以下的細(xì)微顆粒占30%,由此可表明濕式靜電除塵器對(duì)細(xì)微粉塵有很強(qiáng)的脫除效率。
7. 脫硫除霧器故障時(shí),大量脫硫漿液直接進(jìn)入濕式電除塵器,本項(xiàng)目濕式電除塵能保證正常運(yùn)行并且不影響煙囪排放: 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的濕式電除塵器,在進(jìn)口喇叭內(nèi)設(shè)置有氣流分布裝置,分布板同時(shí)配置了強(qiáng)力的沖洗噴嘴,因此一旦脫硫除霧器故障,大量脫硫漿液進(jìn)入濕式電除塵器的進(jìn)口喇叭時(shí),會(huì)被一層一層的分布板阻隔和捕集,同時(shí)打開(kāi)噴嘴進(jìn)行強(qiáng)力沖洗,使?jié){液在電場(chǎng)的前端得到預(yù)處理,不影響濕式電除塵器的正常運(yùn)行,保證煙囪排放。
3 國(guó)內(nèi)WESP型濕式電除塵器調(diào)研情況
1、國(guó)內(nèi)第一臺(tái)鍋爐行業(yè)濕式電除塵器于2011年12月份應(yīng)用于福建上杭,經(jīng)測(cè)試,出口粉塵排放濃度低于10mg/Nm3。
2、國(guó)內(nèi)首臺(tái)燃煤電站濕法脫硫后濕式電除塵器在中電投上海電力長(zhǎng)興島成功投運(yùn):2013年1月,國(guó)內(nèi)首臺(tái)燃煤電站濕法脫硫后濕式電除塵器在長(zhǎng)興島電廠#1機(jī)組成功投運(yùn)(#2機(jī)組也在同一個(gè)月內(nèi)投運(yùn))。經(jīng)測(cè)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(jī)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(jī)組2014年7月初投運(yùn),設(shè)計(jì)出口粉塵排放5mg/Nm3以下。
4 結(jié)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(xì)粉塵(PM2.5)、細(xì)小液滴等,去除效率可達(dá)90%以上,使電廠復(fù)合污染物排放濃度降低,有效降低了環(huán)境污染,能達(dá)到超低排放,也是對(duì)國(guó)家節(jié)能減排政策的積極響應(yīng)。