近零排放機(jī)組不同濕式電除塵器除塵效果

趙　磊，　周洪光

(神華國(guó)華(北京)電力研究院有限公司，北京 100025)

?

近零排放機(jī)組不同濕式電除塵器除塵效果

趙磊，周洪光

(神華國(guó)華(北京)電力研究院有限公司，北京 100025)

摘要：采用煙塵采樣儀和細(xì)顆粒物采樣儀對(duì)某電廠已實(shí)現(xiàn)近零排放的2臺(tái)300 MW燃煤機(jī)組的不同極配形式濕式電除塵器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣測(cè)試，對(duì)不同濕式電除塵器煙氣中顆粒物的總體和分級(jí)脫除效率進(jìn)行了測(cè)量，并對(duì)其顆粒物直徑分布的變化進(jìn)行了對(duì)比.結(jié)果表明：線板式濕式電除塵器和管式濕式電除塵器均具有良好的深度除塵效果，2種極配形式均可以使燃煤電廠煙塵排放達(dá)到近零排放標(biāo)準(zhǔn)，即小于5 mg/m3；相對(duì)于管式濕式電除塵器，線板式濕式電除塵器在大于10 μm和小于1 μm直徑段有著更好的除塵效果.

關(guān)鍵詞：近零排放； 線板式濕式電除塵器； 管式濕式電除塵器； 直徑分布

近年來，隨著霧霾現(xiàn)象在我國(guó)部分地區(qū)出現(xiàn)，人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高.在各種霧霾成分分析報(bào)告中，燃煤電廠對(duì)霧霾的貢獻(xiàn)率都在20%左右，煤燃燒過程會(huì)導(dǎo)致各種氣態(tài)污染物和顆粒物的排放，這些煙氣中的污染物是大氣污染的重要原因.因此，我國(guó)于2011年頒布了新的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[1]，規(guī)定重點(diǎn)地區(qū)燃煤電廠的煙塵排放不高于20 mg/m3.2014年，國(guó)家三部委發(fā)布了2093號(hào)文，其中規(guī)定我國(guó)東部地區(qū)燃煤機(jī)組的煙塵排放不高于10 mg/m3.

針對(duì)現(xiàn)有空氣污染控制形勢(shì)和國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)的要求，國(guó)華電力公司提出了“綠色高品質(zhì)發(fā)電計(jì)劃”，其中提出了燃煤機(jī)組的污染物排放要低于燃?xì)鈾C(jī)組的近零排放概念.2014年，國(guó)華電力公司共有近10臺(tái)燃煤機(jī)組完成了近零排放的新建和改造，達(dá)到了煙氣中煙塵排放小于5 mg/m3的水平.

濕式電除塵器(WESP)是一種新式的電除塵器，作為深度凈化煙氣的裝置，安裝在燃煤電廠濕法脫硫裝置之后，能夠有效地控制煙氣中煙塵的排放[2-5].濕式電除塵器主要在除塵器中噴淋水，在陽極板和陰極線上形成連續(xù)的水膜，不但可以增加煙氣中的含濕量，提高脫除效率，還可以用水膜清灰，防止反電暈現(xiàn)象和二次揚(yáng)塵現(xiàn)象對(duì)煙塵控制帶來的影響.同時(shí)濕式電除塵器對(duì)PM2.5的脫除也有很好的效果[6].

濕式電除塵器按照極配形式的不同，可以分為2種主要的技術(shù)流派，分別是管式濕式電除塵器和線板式濕式電除塵器，這2種濕式電除塵器近2年在我國(guó)燃煤機(jī)組中均開始有應(yīng)用的業(yè)績(jī).

管式濕式電除塵器都以單元并聯(lián)的形式組成，其中的單元是由陰極線和陽極板組成的，陽極板的布置形式是圓柱形陽極板，或者由4塊或6塊陽極板拼接形成正方形或者正六邊形筒形單元.管式濕式電除塵器采用立式布置，其煙氣流動(dòng)方向是上進(jìn)下出或者下進(jìn)上出的模式，其噴淋方式主要是間歇噴淋，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行工況的不同來選擇間歇噴淋的周期，噴淋主要起到清灰的作用，周期為一周或者兩周.管式濕式電除塵器的陽極板都采用防腐材料，目前在燃煤電廠中應(yīng)用的陽極材料主要有柔性極板和剛性極板2種，柔性極板采用特殊防酸布料制成，剛性極板采用導(dǎo)電玻璃鋼等材料制成.

線板式濕式電除塵器采用臥式布置方式，煙氣平進(jìn)平出，其陰陽極都采用不銹鋼材料制成，極線形式和線板間距均與干式除塵器相似.在這種極配形式下主要采用連續(xù)噴淋的方式.為在陽極板上形成連續(xù)且均勻的水膜，采用的連續(xù)噴淋水量較大，在已投運(yùn)300 MW機(jī)組的濕式電除塵器中，循環(huán)水體積流量一般為40 t/h，補(bǔ)給水和外排水體積流量為8 t/h.

筆者對(duì)某個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)近零排放的電廠中2種濕式電除塵器進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，分析其對(duì)煙塵的脫除效果，并研究了2種濕式電除塵器對(duì)細(xì)顆粒物(PM2.5)的控制效果和濕式電除塵器進(jìn)出口處煙塵直徑分布的變化，最后討論了2種濕式電除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)和使用場(chǎng)合，為近零排放機(jī)組提供理論支持.

1濕式電除塵器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

1.1測(cè)試對(duì)象

濕式電除塵器除塵效果的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試在已實(shí)現(xiàn)近零排放的某電廠2臺(tái)300 MW機(jī)組上進(jìn)行.該電廠2臺(tái)300 MW機(jī)組采用不同極配形式的濕式電除塵器，1號(hào)機(jī)組采用管式(立式)濕式電除塵器，而2號(hào)機(jī)組采用線板式(臥式)濕式電除塵器.由于所采用的燃煤相同，便于對(duì)2種不同濕式電除塵器進(jìn)行對(duì)比.這2臺(tái)燃煤機(jī)組在濕式電除塵器之前，均采用完全相同的爐后煙氣煙塵處理裝置，前置除塵設(shè)備都是選型和改造方案相同的靜電除塵器、石灰石-石膏法濕法脫硫設(shè)備，其中2臺(tái)機(jī)組的靜電除塵器均進(jìn)行過相同的高頻電源改造，濕法脫硫塔中均加入3級(jí)除霧器，保證了濕式電除塵器入口煙塵(含石膏)質(zhì)量濃度相對(duì)較低，且2臺(tái)濕式電除塵器的入口煙塵質(zhì)量濃度相同.2臺(tái)機(jī)組濕式電除塵器主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1.

表1不同極配形式濕式電除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)的對(duì)比

Tab.1Comparison of design parameters between two WESPs with different electrode configurations

參數(shù)1號(hào)機(jī)組2號(hào)機(jī)組極配形式管式(立式)線板式(臥式)陽極板形式柔性極板剛性極板入口濕煙氣體積流量/(m3·h-1)12480001248000入口煙塵質(zhì)量濃度/(mg·m-3)2525出口煙塵質(zhì)量濃度/(mg·m-3)53比集塵面積/(m2·(m3·s-1)-1)29.123.4煙氣流速/(m·s-1)2.22.3

需要說明，2臺(tái)機(jī)組的出口煙塵質(zhì)量濃度設(shè)計(jì)值不同，管式濕式電除塵器出口目標(biāo)值為5 mg/m3，而線板式濕式電除塵器出口目標(biāo)值為3 mg/m3.在分析除塵效率時(shí)，會(huì)考慮到此設(shè)計(jì)參數(shù)的不同.

1.2顆粒物測(cè)試儀器

針對(duì)濕式電除塵器進(jìn)出口處總煙塵量，采用青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所制造的3012H型煙氣分析儀進(jìn)行采樣測(cè)量，滿足GB/T 16157—1996 《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定.針對(duì)細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度的測(cè)量，采用芬蘭Dekati公司的DPI細(xì)顆粒物采樣儀，該儀器是根據(jù)ISO 23210—2009、EPA Method 201A標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)主要組成為：等速采樣槍、切割器、連接彎管、撞擊器和真空抽氣泵.采樣槍上配有等速采樣頭，保證煙氣等速取樣.按照空氣動(dòng)力學(xué)直徑的大小，將煙氣中的細(xì)顆粒物分成4級(jí)進(jìn)行收集，相鄰2級(jí)之間的切割直徑分別為10 μm、2.5 μm、1 μm和0.1 μm.采樣儀內(nèi)體積流量控制在10 L/min，保證切割直徑不偏移.采樣原理如圖1所示，氣流進(jìn)入采樣儀后急速轉(zhuǎn)彎，具有足夠慣性的大顆粒不能隨著氣流轉(zhuǎn)彎，被收集到采樣盤上，慣性較小的小顆粒仍然在氣流中，隨著氣流轉(zhuǎn)彎，并進(jìn)入下一級(jí)進(jìn)行篩選.

采樣后，將采樣儀拆解，并將采集的灰樣置于105 ℃的烘箱中烘干2 h，然后冷卻至室溫，用天平(量程為0.1 mg)對(duì)每級(jí)顆粒物稱重，并計(jì)算其質(zhì)量濃度.

圖1　DPI細(xì)顆粒物采樣儀分級(jí)采樣原理

在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，將煙槍伸入到測(cè)點(diǎn)當(dāng)中采樣.由于濕式電除塵器的前后煙道中均是飽和濕煙氣，其中的液滴和冷凝產(chǎn)生的水滴會(huì)嚴(yán)重影響顆粒物質(zhì)量的測(cè)量，因此在煙槍、DPI細(xì)顆粒物采樣儀外部均需加裝加熱裝置，進(jìn)入DPI細(xì)顆粒物采樣儀前的全部管路也要加裝保溫裝置，防止水蒸氣在管路沿途冷凝形成水滴.

1.3測(cè)點(diǎn)布置

針對(duì)2臺(tái)300 MW機(jī)組不同極配形式的濕式電除塵器，對(duì)不同直徑段的顆粒物進(jìn)行脫除性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，在2臺(tái)濕式電除塵器的進(jìn)出口布置測(cè)點(diǎn)進(jìn)行采樣測(cè)試.2臺(tái)機(jī)組的濕式電除塵器測(cè)點(diǎn)位置一致，其測(cè)試截面如圖2所示.進(jìn)出口煙道的頂部和兩側(cè)各布置一個(gè)測(cè)孔，按照等面積圓環(huán)布置9個(gè)測(cè)點(diǎn)，這樣進(jìn)出口煙道各布置36個(gè)測(cè)點(diǎn).在細(xì)顆粒物測(cè)試中，選取斷面的平均風(fēng)速點(diǎn)進(jìn)行采樣.入口測(cè)點(diǎn)顆粒物質(zhì)量濃度大，測(cè)試時(shí)間相對(duì)短，但是在出口采樣截面中，顆粒物經(jīng)過濕式電除塵器的深度凈化，質(zhì)量濃度低，為了確保采樣量符合要求，滿足稱重條件，測(cè)試時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，每次采樣需要2.5~3 h.在100%、75%和50%鍋爐負(fù)荷時(shí)各采樣2次.

圖2　濕式電除塵器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)示意圖

分級(jí)除塵效率可以定義為該直徑段顆粒物在濕式電除塵器進(jìn)出口煙道處煙塵質(zhì)量濃度之差與進(jìn)口煙道處煙塵質(zhì)量濃度的比值，如式(1)所示：

(1)

式中：ρin和ρout分別為濕式電除塵器進(jìn)口和出口的煙塵質(zhì)量濃度.

2測(cè)試結(jié)果與分析

2.1不同濕式電除塵器的除塵效果

2種不同極配形式的濕式電除塵器進(jìn)出口煙塵質(zhì)量濃度和除塵效率見表2.由于設(shè)計(jì)值和極配形式的不同，出口煙塵質(zhì)量濃度和除塵效率有所差異.管式濕式電除塵器出口煙塵質(zhì)量濃度設(shè)計(jì)值為5 mg/m3，實(shí)測(cè)值為4.7 mg/m3；線板式濕式電除塵器出口煙塵質(zhì)量濃度設(shè)計(jì)值為3 mg/m3，實(shí)測(cè)值為1.8 mg/m3.根據(jù)表1和表2中2臺(tái)濕式電除塵器的設(shè)計(jì)值和實(shí)測(cè)值可以看出，2臺(tái)濕式電除塵器進(jìn)口煙塵質(zhì)量濃度、比集塵面積和煙氣流速等主要設(shè)計(jì)參數(shù)均接近，但是線板式濕式電除塵器出口煙塵質(zhì)量濃度較低.2臺(tái)機(jī)組出口煙塵質(zhì)量濃度均滿足設(shè)計(jì)要求，并且達(dá)到了近零排放的標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)火電機(jī)組中處于煙塵低排放的領(lǐng)先地位.

表2不同極配形式WESP進(jìn)出口煙塵質(zhì)量濃度和除塵效率的對(duì)比

Tab.2Comparison of removal efficiency between two different WESPs

電除塵器極配形式進(jìn)口煙塵質(zhì)量濃度/(mg·m-3)出口煙塵質(zhì)量濃度/(mg·m-3)除塵效率/%管式16.24.770.99線板式16.11.888.82

2.2不同濕式電除塵器對(duì)細(xì)顆粒物的控制效果

不同極配形式的濕式電除塵器對(duì)細(xì)顆粒物的脫除效率也不同，針對(duì)不同直徑段的顆粒物各有優(yōu)勢(shì).如圖3所示，對(duì)于PM10和PM2.5的脫除，管式和線板式濕式電除塵器的除塵效率近似相同，分別在78%和77%左右，但是線板式濕式電除塵器對(duì)PM1的脫除效率明顯高于管式濕式電除塵器，線板式濕式電除塵器對(duì)PM1的脫除效率為76%，管式濕式電除塵器僅為72%.

造成2種不同濕式電除塵器對(duì)PM1脫除效率不同的因素主要為：第一，噴淋方式不同.線板式濕式電除塵器采用連續(xù)噴淋方式，管式濕式電除塵器采用間歇噴淋方式，每周或者兩周噴淋一次，每次10 min左右.因此，在線板式濕式電除塵器中存在大量的噴淋水滴，這些噴淋水滴的直徑很小，在電場(chǎng)中可以與顆粒物一樣荷電.同時(shí)，水滴與顆粒物之間由于液橋力的作用，可以凝并長(zhǎng)大.在傳統(tǒng)電除塵器中，顆粒物的荷電分為2種機(jī)制，電場(chǎng)荷電主要針對(duì)大于1 μm的顆粒物，而擴(kuò)散荷電主要使小于0.1 μm的顆粒物荷電.在0.1~1 μm范圍內(nèi)的顆粒物，由于電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的作用力都不明顯，因此荷電量少，屬于最不易于電除塵器脫除的直徑范圍.而顆粒物由于液橋力的作用與水滴結(jié)合，有效直徑增大，有利于脫除.因此，液橋力是線板式濕式電除塵器對(duì)PM1脫除效率高的主要因素.第二，熱泳力.熱泳力是顆粒物在溫度場(chǎng)中沿溫度梯度方向所受的作用力[7-9].在濕式電除塵器中，越接近陽極板的空間，熱泳力的作用越明顯.直徑較小的顆粒物所受電場(chǎng)力較小，此時(shí)在近極板處熱泳力所占比例增大.線板式濕式電除塵器主要采用連續(xù)噴淋方式，陽極板時(shí)刻處于低溫且恒溫的狀態(tài).這樣煙氣與陽極板之間就會(huì)產(chǎn)生較大溫差，熱泳力作用明顯，細(xì)顆粒物主要靠熱泳力被驅(qū)動(dòng)、黏附在陽極板上.但是在管式濕式電除塵器中，由于不采用連續(xù)噴淋方式，陽極板的溫度與煙氣溫度相近，兩者溫差小，熱泳力小，對(duì)細(xì)顆粒物的脫除無顯著效果.Romay等人計(jì)算出了熱泳力作用下的顆粒物脫除效率，如式(2)所示：

圖3　2臺(tái)機(jī)組不同直徑段顆粒物脫除效果

Fig.3Removal efficiency of two different WESPs for PM10, PM2.5and PM1

(2)

式中：Tw為陽極板溫度；Ti為煙氣溫度；Te為自由電子溫度；cp為氣體的比定壓熱容；D為顆粒物直徑；h為對(duì)流傳熱系數(shù)；L為濕式電除塵器長(zhǎng)度；u為氣流流速；ρ為氣體密度；Pr為普朗特?cái)?shù)；Kth為熱泳常數(shù).

(3)

式中：kg和kp分別為氣體和顆粒物的導(dǎo)熱系數(shù)；Kn為克努森數(shù)；Cn為卡寧漢修正系數(shù).

由式(2)可以推斷，當(dāng)煙氣與陽極板溫差變大時(shí)，顆粒物的脫除效率提高；在溫差不變的情況下，顆粒物的直徑越小，熱泳力作用下的顆粒物脫除效率提高.

表3給出了2種不同濕式電除塵器進(jìn)出口處的PM10、PM2.5和PM1質(zhì)量濃度的對(duì)比.由表3可得出2種不同濕式電除塵器進(jìn)口處顆粒物的直徑分布和出口處的直徑分布情況.由于2臺(tái)機(jī)組在濕式電除塵器之前的設(shè)備和燃燒煤種都相同，因此進(jìn)入濕式電除塵器中煙塵的質(zhì)量濃度和直徑分布相似.如圖3所示，2種不同濕式電除塵器的進(jìn)口處，在大于10 μm的直徑段，管式濕式電除塵器的顆粒物略多，在小于10 μm的直徑段，線板式濕式電除塵器的顆粒物多.

表32臺(tái)機(jī)組濕式電除塵器進(jìn)出口PM10、PM2.5和PM1質(zhì)量濃度的對(duì)比

Tab.3Comparison of PM10, PM2.5and PM1mass concentration between inlet and outlet of the two WESPs

電除塵器形式PM1質(zhì)量濃度/(mg·m-3)PM2.5質(zhì)量濃度/(mg·m-3)PM10質(zhì)量濃度/(mg·m-3)管式進(jìn)口1.352.293.12出口0.380.520.68線板式進(jìn)口2.033.444.69出口0.490.771.01

圖4和圖5給出了經(jīng)過2種不同濕式電除塵器之后，相同質(zhì)量濃度和直徑分布的煙塵各直徑段質(zhì)量濃度的對(duì)比.由圖4和圖5可知，在大于10 μm的直徑段，線板式濕式電除塵器出口煙塵質(zhì)量濃度明顯低于管式濕式電除塵器，而小于10 μm直徑段的顆粒物直徑分布與進(jìn)口處的比例相似.在小于1 μm的直徑范圍，線板式濕式電除塵器也有更好的除塵效果.因此，線板式濕式電除塵器出口煙塵質(zhì)量濃度低的主要原因是可以將大于10 μm和小于1 μm的顆粒物有效脫除.

在相同電壓電流下，由于噴淋方式不同，線板式濕式電除塵器內(nèi)部液滴含量較高，管式濕式電除塵器內(nèi)部液滴含量低.液滴在液橋力的作用下可以使細(xì)顆粒物長(zhǎng)大，同時(shí)液滴在電場(chǎng)中可以荷電，在靜電力的作用下也有利于顆粒物的脫除[10].靜電力的作用是脫除10 μm以上顆粒物的主要因素.

圖4　2臺(tái)濕式電除塵器進(jìn)口處顆粒物質(zhì)量濃度的分布

圖5　2臺(tái)濕式電除塵器出口處顆粒物質(zhì)量濃度的分布

2.3不同鍋爐負(fù)荷下濕式除塵器除塵效果

在不同鍋爐負(fù)荷下，2種不同濕式電除塵器的除塵效率也有所不同.如圖6所示，在50%、75%和100% 3個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，線板式濕式電除塵器的除塵效率明顯高于管式濕式電除塵器，隨著負(fù)荷的降低，2種不同濕式電除塵器的除塵效率均有小幅度提高.負(fù)荷的變化對(duì)除塵效率主要有2種不同影響：首先，負(fù)荷的降低使煙氣溫度降低，煙氣量減少，煙氣通過濕式電除塵器的時(shí)間(即煙塵在濕式電除塵器中荷電脫除的時(shí)間)增加，有利于提高除塵效率;其次，煙氣溫度的降低減小了煙氣與陽極板之間的溫差，減弱了熱泳力的作用.負(fù)荷降低時(shí)，2種作用綜合，使除塵效率略有提高.

圖6　不同濕式電除塵器在不同鍋爐負(fù)荷下的除塵效率

Fig.6Particle removal efficiency of the two WESPs at different unit loads

不同濕式電除塵器在不同負(fù)荷下對(duì)PM2.5的脫除效率見圖7.由圖7可知，在75%負(fù)荷時(shí)，脫除效率達(dá)到最高.當(dāng)負(fù)荷從100%降低到75%時(shí)，煙氣量的下降起主要作用，使PM2.5的脫除效率提高，當(dāng)負(fù)荷從75%降低到50%時(shí)，由于顆粒物直徑較小，荷電情況并不能隨著增加停留時(shí)間而持續(xù)變好，但此時(shí)熱泳力作用的減弱會(huì)使PM2.5的脫除效率降低.在50%負(fù)荷點(diǎn)可以看到，此時(shí)線板式和管式濕式電除塵器對(duì)PM2.5的脫除效率已經(jīng)基本相同，這是因?yàn)榫€板式濕式電除塵器中顆粒物所受熱泳力會(huì)隨著煙氣溫度的下降而明顯減小.

圖7　不同濕式電除塵器在不同鍋爐負(fù)荷下PM2.5的脫除效率

Fig.7PM2.5removal efficiency of the two WESPs at different unit loads

2.4不同濕式電除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)與使用場(chǎng)合

2.4.1管式濕式電除塵器

管式濕式電除塵器具有良好的除塵效率，但是其除塵效果并沒有線板式濕式電除塵器好.在除塵機(jī)理上，管式濕式電除塵器有2點(diǎn)局限，使得其達(dá)到一定的除塵效率后，很難再進(jìn)一步提升.這2點(diǎn)局限分別是陰極線線型和陽極板形式.

(1) 陰極線線型選擇.

在現(xiàn)有的管式濕式電除塵器中，采用的陰極線主要是螺旋線和芒刺線，其原理都是尖端放電.在每一個(gè)尖端放電的芒刺上，垂直于煙氣流動(dòng)的橫截面上，尖端放電所產(chǎn)生的放電區(qū)域只能覆蓋很小一部分的截面，即當(dāng)煙氣流過這個(gè)截面時(shí)，只有流過放電區(qū)域的顆粒物被荷電、脫除，而大部分的顆粒物并沒有流過放電區(qū)域.

(2) 陽極板形式的選擇.

管式濕式電除塵器采用正六邊形、正四邊形或者圓形放電區(qū)域布置.在正六邊形和正四邊形的布置方式下，每2塊陽極板之間的連接處距離極線最遠(yuǎn)，放電強(qiáng)度弱.流過此處的煙氣中的顆粒物所受電場(chǎng)力小，不易被脫除.使用圓形陽極板布置不存在此問題,但目前國(guó)內(nèi)還沒有應(yīng)用圓形陽極板管式濕式電除塵器的案例.

上述2點(diǎn)均是管式濕式電除塵器在除塵機(jī)理上的不足，使得其在達(dá)到一定的除塵效果之后，很難再有所提升.但是管式濕式電除塵器也有應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地有所局限的改造機(jī)組，可以布置在濕法脫硫塔上，節(jié)約用地.

2.4.2線板式濕式電除塵器

線板式濕式電除塵器除塵效率高，可有效控制脫硫塔后煙氣中大于10 μm和小于1 μm的顆粒物，適用于希望達(dá)成近零排放的機(jī)組.根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，如上文中的測(cè)試結(jié)果所示，線板式濕式電除塵器可以有效地將煙塵質(zhì)量濃度控制在3 mg/m3以下.

線板式濕式電除塵器的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用也有一定的限制.為了達(dá)到良好的煙塵控制效果，線板式濕式電除塵器需要采用多電場(chǎng)布置的方式，對(duì)于改造機(jī)組來說，需要足夠的空間布置.另外，線板式濕式電除塵器需要采用連續(xù)噴淋的方式，要設(shè)計(jì)安裝循環(huán)水系統(tǒng).如果要將外排水通入到脫硫系統(tǒng)中，需要核算脫硫系統(tǒng)的水平衡問題，同時(shí)要對(duì)外排水水質(zhì)進(jìn)行測(cè)量與控制.

3結(jié)論

(1) 線板式和管式濕式電除塵器均具有良好的深度除塵效果，2種極配形式均可以使燃煤電廠煙塵達(dá)到近零排放標(biāo)準(zhǔn)，即小于5 mg/m3.

(2) 相對(duì)于管式濕式電除塵器，線板式濕式電除塵器在大于10 μm和小于1 μm直徑段有更好的除塵效果.負(fù)荷降低會(huì)少量提高除塵效率.

(3) 管式濕式電除塵器在除塵機(jī)理上有所局限，在達(dá)到一定的除塵效果后，很難再有所提升，但是由于其立式布置的便捷性，可以應(yīng)用在場(chǎng)地有局限的改造機(jī)組中；線板式濕式電除塵器可以達(dá)到更好的除塵效果，但是其占地面積大，對(duì)脫硫塔后、煙囪前的場(chǎng)地有所要求.

參考文獻(xiàn)：

[1]環(huán)境保護(hù)部.GB/T 13223—2011火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S]．北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2011．

[2]孫超凡，鄔思柯，錢煒,等. 大型電袋復(fù)合除塵器除塵效率的實(shí)驗(yàn)研究與優(yōu)化[J]. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào), 2014, 34(7)：534-540.

SUN Chaofan, WU Sike, QIAN Wei,etal. Experimental study and improvement on dust removal efficiency of electrostatic-fabric integrated precipitators[J]. Journal of Chinese Society of Power Engineering, 2014, 34(7)：534-540.

[3]STAEHLE R C, TRISCORI R J, KUMAR K S,etal. The past, present, and future of wet electrostatic precipitators in power plant applications[C]//Combined Power Plant Air Pollutant Control Mega Symposium. Washington, D.C, USA: Babcock & Wilcox Company: Barberton, oH, 2003.

[4]MELCHER J R，SACHAR K S，WARREN E P．Overview of electrostatic devices for control of submicrometer particles[J]．Proceedings of the IEEE，1977，65(12)：1659-1672.

[5]莫華, 朱法華, 王圣,等. 濕式電除塵器在燃煤電廠的應(yīng)用及其對(duì)PM2.5的減排作用[J]. 中國(guó)電力, 2013, 46(11)： 62-65.

MO Hua, ZHU Fahua, WANG Sheng,etal. Application of WESP in coal-fired power plants and its effect on emission reduction of PM2.5[J]. Electric Power, 2013, 46(11)：62-65.

[6]趙琴霞，陳招妹，周超炯，等. 濕式電除塵技術(shù)及其在電廠的應(yīng)用前景探討[J]. 電力科技與環(huán)保, 2012, 28(4)： 24-26.

ZHAO Qinxia, CHEN Zhaomei, ZHOU Chaojiong,etal. Discussion on wet ESP technology and its application prospect in coal-fired power plants[J]. Electric Power Environmental Protection, 2012, 28(4)： 24-26.

[7]TALBOT L, CHENG R K, SCHEFER R W,etal. Thermophoresis of particles in a heated boundary layer[J]. Journal of Fluid Mechanics, 1980, 101(4): 737-758.

[8]CHEN C, CHAN K. Combined effects of thermophoresis and electrophoresis on particle deposition onto a wavy surface disk[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2008, 51(11/12): 2657-2664.

[9]NOURI H, ZOUZOU N, MOREAU E,etal. Effect of relative humidity on current-voltage characteristics of an electrostatic precipitator[J]. Journal of Electrostatics, 2012, 70(1): 20-24.

[10]駱仲泱, 江建平, 趙磊, 等. 不同電場(chǎng)中細(xì)顆粒物的荷電特性研究[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)， 2014, 34(23): 3959-3969.

LUO Zhongyang, JIANG Jianping, ZHAO Lei，etal. Research on the charging of fine particulate in different electric fields[J]. Proceedings of the CSEE, 2014, 34(23): 3959-3969.

Removal Efficiency of Different WESPs in Coal-fired Power Plants with Near-zero Emissions

ZHAOLei,ZHOUHongguang

(Shenhua Guohua (Beijing) Electric Power Research Institute Co., Ltd., Beijing 100025, China)

Abstract：Using a traditional particle collector and a Dekati DPI small particle collector, flue gas particles were sampled from the inlet and outlet of two differently-structured wet electrostatic precipitators (WESPs) in two 300 MW coal-fired units with near-zero emissions, to which the overal and grade removal efficiency were measured, while the particle size distribution was analyzed. Results show that both the wire-plate and wire-pipe WESP have an outstanding paricle removal efficiency, and the near-zero emission standard of flue gas particles can be achieved using either the wire-plate or wire-pipe WESP, i.e. the particle emission could be controlled under 5 mg/m3. Compared with the wire-pipe WESP, the wire-plate one has a higher particle removal efficiency in the range of particle sizes larger than 10 μm and smaller than 1 μm.

Key words：near-zero emission; wire-plate WESP; wire-pipe WESP; particle size distribution

文章編號(hào)：1674-7607(2016)01-0053-06

中圖分類號(hào)：TK223

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A學(xué)科分類號(hào)：470.30

作者簡(jiǎn)介：趙磊(1985-)，男，吉林長(zhǎng)春人，工程師，博士后，主要從事燃煤電廠除塵方面的研究.電話(Tel．)：13718593896；

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2015BAA05B02)

收稿日期：2015-03-18

修訂日期：2015-05-27

E-mail：16810112@shenhua.cc．