管式與板式濕式電除塵技術(shù)對(duì)比分析

趙 博

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管式與板式濕式電除塵技術(shù)對(duì)比分析

趙 博

（浙江德創(chuàng)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江紹興 312000）

近年來(lái)，為了響應(yīng)國(guó)家超低排放的號(hào)召，濕式電除塵器在燃煤電廠、大中型工業(yè)鍋爐中得到了大范圍的應(yīng)用。目前市場(chǎng)主導(dǎo)的濕式電除塵技術(shù)主要為玻璃鋼管式和金屬板式，兩者工作原理類似，但在系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)布置、材質(zhì)選用方面各具特色。從多個(gè)角度對(duì)兩種濕電技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)出兩種濕式電除塵器各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并指出二者在技術(shù)、性能等方面存在的差異。

管式濕式電除塵器；板式濕式電除塵器；霧滴脫除率；除塵效率

國(guó)家環(huán)保部聯(lián)合發(fā)改委、國(guó)家能源局下發(fā)了關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》的通知，要求東部地區(qū)新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，中部地區(qū)新建機(jī)組原則上接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，鼓勵(lì)西部地區(qū)新建機(jī)組接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。到2020年，東部地區(qū)現(xiàn)役30萬(wàn)kW及以上公用燃煤發(fā)電機(jī)組、10萬(wàn)kW及以上自備燃煤發(fā)電機(jī)組以及其他有條件的燃煤發(fā)電機(jī)組，改造后大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值（即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50mg/m3）。

由于火電廠目前配置的煙塵處理裝置很難實(shí)現(xiàn)煙塵≤10mg/m3的目標(biāo)，在濕法脫硫后加裝濕式電除塵器的技術(shù)路線已逐漸被越來(lái)越多的電廠采用，有效地控制了PM2.5、酸霧、氣溶膠等多種污染物的排放。

1 兩種濕式電除塵技術(shù)

濕式電除塵器的工作原理為金屬放電線在直流高壓的作用下， 將其周圍氣體電離， 使粉塵或霧滴粒子表面荷電， 荷電粒子在電場(chǎng)力的作用下向收塵極運(yùn)動(dòng)， 并沉積在收塵極上， 水流從集塵板頂端流下， 將板上捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。目前主流的濕式電除塵技術(shù)為玻璃鋼管式與金屬板式兩種，二者的核心差別在于極板的材質(zhì)與形式不同，由此導(dǎo)致其系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)布置等也有所區(qū)別。

板式濕式電除塵器收塵極多為316L不銹鋼，其結(jié)構(gòu)與常規(guī)干式電除塵器基本相同，陽(yáng)極板采用平板結(jié)構(gòu)，除塵器一般為臥式布置，煙氣水平進(jìn)出，運(yùn)行時(shí)需要連續(xù)噴水清洗，噴淋水在濕式電除塵器下部的灰斗收集后，排至循環(huán)水箱用于噴淋。由于不間斷的噴水增加了煙氣的濕度，在濕式電除塵器后增加煙氣升溫裝置很有必要。

管式濕式電除塵器收塵極材質(zhì)采用導(dǎo)電玻璃鋼，收塵極采用管狀結(jié)構(gòu)，截面形狀有圓形、方形、正六邊形等，以正六邊形居多，模塊式組裝。除塵器為立式布置，煙氣流向?yàn)樯线M(jìn)下出或者下進(jìn)上出。運(yùn)行采用定期間斷噴水清洗方式，無(wú)需設(shè)置循環(huán)水箱，噴淋水直接排至脫硫塔或者排水坑。

2 兩種濕式電除塵技術(shù)對(duì)比

2.1 收塵極性能對(duì)比

管式與板式兩種濕式電除塵技術(shù)主要的差別在于陽(yáng)極板材質(zhì)的選取。板式濕式電除塵器收塵極一般采用316L不銹鋼，這種材質(zhì)耐腐蝕性能較差，必須采用中性或弱堿性噴淋水進(jìn)行不間斷沖洗，從而形成均勻連續(xù)的保護(hù)膜。收塵極一般設(shè)計(jì)為平板形式，但極板兩側(cè)為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度一般設(shè)置成弧形或C形，沖洗平板時(shí)容易形成水膜，但弧形或C形端部很難形成水膜，存在腐蝕隱患。連續(xù)沖洗在及時(shí)清灰方面具有優(yōu)勢(shì)，但是用水量太大，沖洗水必須加入大量堿液進(jìn)行中和后循環(huán)使用。此外，連續(xù)水膜的形成和噴嘴的選用有關(guān)，一般需要霧化效果非常好的噴嘴，這種噴嘴使用數(shù)量多，運(yùn)行維護(hù)量大，且對(duì)水質(zhì)要求非常高，循環(huán)使用的沖洗水必須配備高精度過(guò)濾器進(jìn)行粗顆粒過(guò)濾。因此對(duì)于板式濕式電除塵器來(lái)說(shuō)，一旦噴嘴堵塞或極板水膜分裂不連續(xù)，收塵極就很容易腐蝕、結(jié)垢，極板使用壽命受到極大影響。

管式濕式電除塵器收塵極采用防腐導(dǎo)電玻璃鋼制造，該材料是以高分子材料為黏合劑、玻璃纖維及其制品作增強(qiáng)材料、高強(qiáng)碳纖維為導(dǎo)電材料組成的高導(dǎo)復(fù)合材料，抗多種有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕，材料導(dǎo)電率與阻燃性均達(dá)到良好的匹配，具有重量輕、防腐性能好、導(dǎo)電性能優(yōu)良、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。這種極管一般采用正六邊形，相鄰極管共壁，組成模塊后強(qiáng)度高。與金屬極板相比，玻璃鋼極管抗腐蝕能力強(qiáng)，因此只需短時(shí)間斷沖洗（1~3次/d），用水量極少，無(wú)需設(shè)置循環(huán)水處理系統(tǒng)，無(wú)需加堿中和，且沖洗噴嘴數(shù)量少，運(yùn)行維護(hù)量低。

2.2 霧滴脫除效率對(duì)比

板式濕式電除塵器可有效捕集煙氣中的霧滴，但其極板不耐腐蝕，需要連續(xù)噴淋，在此過(guò)程中產(chǎn)生的霧滴將有一部分被煙氣攜帶至煙囪，尤其是煙氣流速較高時(shí)，霧滴逃逸大大增加。因此，板式濕式電除塵器霧滴的綜合去除率不高，濕電出口煙氣水霧大，對(duì)GGH（如果有）、煙囪影響大。部分場(chǎng)合要求濕電出口水霧濃度低，此時(shí)濕式電除塵器出口需設(shè)置兩道機(jī)械除霧器以降低水霧濃度，除塵器阻力有所增加。

管式濕式電除塵器由于采用導(dǎo)電玻璃鋼陽(yáng)極管，而玻璃鋼耐煙氣腐蝕，不需要連續(xù)沖洗，一天僅沖洗一次或幾次（沖洗頻率可根據(jù)實(shí)際工況調(diào)節(jié)），沖洗時(shí)間短，因此濕式電除塵器絕大部分時(shí)間都處于連續(xù)除霧狀態(tài)，霧滴去除率高。

根據(jù)以上對(duì)比，在煙氣水霧的去除上，管式濕電具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。在化工行業(yè)，管式濕電常用作電除霧器使用。

2.3 系統(tǒng)阻力對(duì)比

板式濕式電除塵器一般采用臥式布置，煙氣流向只能水平進(jìn)氣，占地面積大，適合煙囪進(jìn)口和吸收塔出口煙道標(biāo)高相近且兩者之間空間寬裕的情況。若是脫硫后場(chǎng)地緊張、煙囪進(jìn)口煙道低于吸收塔出口煙道時(shí)，濕式電除塵進(jìn)出口煙道難以布置，氣流均布難度大，系統(tǒng)阻力將大大增加。板式濕式電除塵器如采用立式布置，占地面積將是管式濕電的1.5倍以上，布置困難，因此板式濕式電除塵器一般不采用立式布置。

管式濕式電除塵器的煙氣流向可以采用上進(jìn)下出或者下進(jìn)上出兩種方式，占地面積小，適合煙囪進(jìn)口煙道和吸收塔出口煙道有高度差的情況，可簡(jiǎn)化進(jìn)出口煙道走向，減少系統(tǒng)阻力。部分管式濕式電除塵器直接布置在吸收塔塔頂，取消濕電與吸收塔之間的連接煙道，系統(tǒng)阻力更小。管式和板式之間本體的阻力差別不大（板式濕電設(shè)置機(jī)械除霧器、管式濕式電除塵器塔頂布置的情況除外），系統(tǒng)阻力差別主要在于進(jìn)出口煙道的布置以及氣流均布系統(tǒng)的布置上。

2.4 場(chǎng)地布置對(duì)比

板式濕式電除塵器由于極板高度受到限制，板式布置只能是扁寬型。目前國(guó)內(nèi)外極板最高做到10m，加上煙氣流速不宜太高，除塵器只能增加通道數(shù)，這就使得板式濕式電除塵器在垂直于煙氣的方向過(guò)度拉長(zhǎng)，除塵器進(jìn)出口煙道走向復(fù)雜，對(duì)場(chǎng)地布置要求較高。對(duì)于新建機(jī)組一般影響不明顯，但對(duì)于已投產(chǎn)的老機(jī)組由于可供改造的場(chǎng)地有限，布置難度較大。

管式濕式電除塵器采用共壁蜂窩管，陽(yáng)極模塊可進(jìn)行多樣化設(shè)計(jì)，可以為長(zhǎng)方形、正方形、圓形、橢圓形等，布置形式靈活，模塊的劃分可根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況做任意調(diào)整，對(duì)場(chǎng)地要求不高。在場(chǎng)地十分緊張的情況下，管式濕式電除塵器還可與吸收塔有機(jī)結(jié)合，布置在吸收塔塔頂，很好地解決了已投產(chǎn)的老機(jī)組改造場(chǎng)地有限的難題。

此外，在同等占地面積的前提下，管式濕式電除塵的收塵面積為板式的1.5~2倍，除塵效率更高。

2.5 施工周期對(duì)比

板式濕式電除塵器的陽(yáng)極板一般為單片發(fā)貨，需現(xiàn)場(chǎng)組裝成陽(yáng)極板排，要求現(xiàn)場(chǎng)具備拼裝場(chǎng)地，拼裝工作量大。板式濕電采用金屬極板，板排的平整性及剛度較差，板排就位后調(diào)整周期較長(zhǎng)。由于板式濕電需要配置復(fù)雜的循環(huán)水處理系統(tǒng)，包括工藝水箱、循環(huán)水箱、排水箱、堿液箱和相應(yīng)管路系統(tǒng)等，因此施工周期相比于管式濕電會(huì)大大延長(zhǎng)。

管式濕式電除塵器陽(yáng)極管采用模塊化設(shè)計(jì)，可車間組裝成模塊，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后隨即吊裝，減少現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間。極管之間的同極距通過(guò)車間組裝模塊時(shí)已調(diào)整到位，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需再度調(diào)整，直接吊裝就位即可。管式濕電無(wú)水循環(huán)處理系統(tǒng)，一般只設(shè)置噴淋水箱和相應(yīng)管路，施工周期短。

2.6 系統(tǒng)維護(hù)對(duì)比

板式濕式電除塵器的金屬極板一般依靠水膜來(lái)緩解腐蝕，需要連續(xù)沖洗，其沖洗水量每小時(shí)約有幾十噸甚至上百噸，耗水量非常大。因此大部分沖洗水需要加堿中和并過(guò)濾后循環(huán)使用，需單獨(dú)設(shè)置水循環(huán)處理系統(tǒng)，占地面積大，運(yùn)行維護(hù)工作量大，投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用相應(yīng)增加。系統(tǒng)排出水量每小時(shí)需十幾噸甚至幾十噸，排水的去向也需慎重考慮。板式濕電的沖洗噴嘴為連續(xù)噴霧，且沖洗水為循環(huán)水，噴嘴磨損、堵塞的可能性較大，需經(jīng)常維護(hù)。此外，金屬極板對(duì)水膜的完整性要求較高，也需定期檢查并及時(shí)維護(hù)。

管式濕式電除塵器收塵極為導(dǎo)電玻璃鋼，不易腐蝕，水系統(tǒng)簡(jiǎn)單，一天只需沖洗1~3次，平均耗水量每小時(shí)只有幾噸。沖洗水可以從脫硫工藝水箱接取，沖洗的廢水也可以排入脫硫系統(tǒng)或者原有廠區(qū)排水坑，不需要改造，運(yùn)行維護(hù)工作量小，無(wú)易損件需要更換。

2.7 單電場(chǎng)除塵效率對(duì)比

板式濕式電除塵器由于極板高度受到限制，且陽(yáng)極板排沿氣流方向的長(zhǎng)度為定值，煙氣流速按常規(guī)選取，單電場(chǎng)一般只能達(dá)到除塵效率70%。部分場(chǎng)合需要除塵效率達(dá)到80%甚至90%，這種情況如選用板式濕式電除塵器，至少需要設(shè)置2個(gè)電場(chǎng)。

管式濕式電除塵器由于在同樣占地面積的前提下，收塵面積為板式濕電的1.5~2倍，因此管式濕電單電場(chǎng)往往可設(shè)計(jì)80%以上的除塵效率。

3 結(jié)論

板式濕式電除塵器由于極板不耐煙氣腐蝕，因此有水膜覆蓋連續(xù)沖洗，清灰性能較強(qiáng)，但連續(xù)沖洗對(duì)噴嘴性能要求高，一旦出現(xiàn)噴嘴堵塞，金屬極板極易腐蝕，而且由于連續(xù)沖洗，水系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高，對(duì)霧滴去除效率低，出口煙氣水霧大；管式濕式電除塵器由于玻璃鋼耐腐蝕且疏水性能好，采取間斷沖洗（2~3次/d），因此水系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作量小，同時(shí)霧滴脫除效率高，煙囪出口排放效果好。

另外，系統(tǒng)阻力和場(chǎng)地布置密切相連，板式濕式電除塵器對(duì)場(chǎng)地布置要求高，只有在進(jìn)出口煙道可以水平布置的情況下，系統(tǒng)阻力才可以達(dá)到最小，布置形式單一，對(duì)于已投產(chǎn)的老機(jī)組由于可供改造的場(chǎng)地有限，布置難度較大。管式濕式電除塵器陽(yáng)極模塊可進(jìn)行多樣化設(shè)計(jì)，不受場(chǎng)地限制，布置靈活，上進(jìn)氣、下進(jìn)氣獨(dú)立布置或脫硫塔頂一體布置均可，適應(yīng)性強(qiáng)，很好地解決了已投產(chǎn)的老機(jī)組改造場(chǎng)地有限的難題。從國(guó)內(nèi)已上濕電的市場(chǎng)份額調(diào)查研究，目前國(guó)內(nèi)玻璃鋼管式濕電基本占據(jù)約65~70%的市場(chǎng)份額，尤其在江蘇、山東、華北等地，市場(chǎng)份額均高達(dá)90%以上。

綜上所述，與板式濕式電除塵器相比，管式濕式電除塵器更具優(yōu)勢(shì)，可有效消除石膏雨現(xiàn)象，同時(shí)有效捕集液滴、塵、酸霧等亞微粒子，且在運(yùn)行過(guò)程中不需要連續(xù)噴水及堿液，不產(chǎn)生新的二次污染物，收集液可返回脫硫塔循環(huán)使用。管式濕式電除塵器能耗低，易維護(hù)，具有更高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 李明. 燃煤電廠濕式電除塵器的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2015，（13）：199.

[2] 宋旭才，張海濤.不同技術(shù)路線濕式電除塵器技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較[J].節(jié)能與環(huán)保，2015，（10）：58-59.

Contrastive Analysis of Tube and Plate Wet Dust Removal Technology

Zhao Bo

In recent years， in order to respond to the call of national ultra-low emission， wet electrostatic precipitator has been widely used in coal-fired power plants and large and medium-sized industrial boilers. At present， the market-led wet dust removal technology is mainly for the glass pipe and metal plate， the two working principle is similar， but in the system composition， structure，material selection has its own characteristics. The paper analyzes the advantages and disadvantages of the two wet electric precipitators from two angles， and points out the differences in technology and performance.

tubular wet electrostatic precipitator； plate type wet electrostatic precipitator； droplet removal rate；dust removal efficiency

X773

B

1003–6490（2017）05–0210–02

2017–04–26

趙博（1970—），男，山東淄博人，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榇髿馕廴痉乐渭爸卫怼?/p>