濕式電除塵器對(duì)燃煤電廠煙塵深度處理試驗(yàn)研究

王貴華

摘 要：本文介紹濕式電除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，在不同的濕法脫硫噴淋層的運(yùn)行方式下用濕式電除塵器進(jìn)行除塵試驗(yàn)，研究濕式電除塵器對(duì)PM2.5等微細(xì)顆粒物的脫除性能，尋找濕式電除塵器的最佳運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：濕式電除塵器；燃煤電廠；煙塵；脫除效率

中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0194-02

1 引言

科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快使我國的經(jīng)濟(jì)得到了迅速持續(xù)的增長，但是同時(shí)，隨著各種排放型工廠、企業(yè)等數(shù)量的不斷增加和規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，造成大量的顆粒粉塵或廢氣的排放給我們賴以生存的自然環(huán)境帶來了極大的污染和破壞。為了實(shí)現(xiàn)更低的煙塵排放，近幾年濕式電除塵器在我國燃煤電廠得到了較好的推廣和應(yīng)用，在燃煤電廠的煙塵治理上收到了較好的成效。

2 濕式電除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

濕式電除塵器在結(jié)構(gòu)上可以分為管式和板式兩種形式。管式電除塵器的集塵極是由多根并列的多邊形或者圓形的金屬管組成，放電極均勻分布在極板之間。板式濕式電除塵器的集塵極是平板形狀，用來處理水平或垂直流動(dòng)的煙氣。濕式電除塵器的工作原理與干式電除塵器基本相同，都需要經(jīng)歷粉塵荷電、粉塵收集和粉塵清除三個(gè)階段。高壓電暈放電使得粉塵、液滴、氣溶膠等顆粒荷電，荷電的顆粒部分發(fā)生吸附凝并，在電場力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集，集塵極的連續(xù)水膜或定期沖洗水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中排出。與干式電除塵器的主要區(qū)別在于集塵極的清灰方式不同，干式電除塵器主要靠機(jī)械振打或聲波清灰等方式清除陽集板上的積灰，濕式電除塵器陽極板增加了連續(xù)或定期沖洗水膜和噴淋裝置[1]。

3 微細(xì)顆粒物脫除性能試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

為測試濕式電除塵器的除塵性能，尤其是對(duì)PM2.5、PM10等細(xì)微顆粒的脫除性能，在確保環(huán)保排放的前提下，通過調(diào)整濕法脫硫噴淋層的運(yùn)行方式來改變濕式電除塵器入口工況條件來進(jìn)行除塵性能試驗(yàn)，測試其煙氣溫度、煙氣流量、細(xì)顆粒物濃度和脫除效率等性能，尋找濕式電除塵器的最佳運(yùn)行狀況，以達(dá)到最佳的節(jié)能環(huán)保效果。

3.2 試驗(yàn)裝置

濕式電除塵器為金屬極板式結(jié)構(gòu)，上下雙層臥式布置；干式電除塵器為雙室四電場，脫硫方式為一級(jí)脫硫塔和二級(jí)脫硫塔串聯(lián)的方式，分別設(shè)置4層和3層噴淋結(jié)構(gòu)；主要測試裝置有DPI細(xì)顆粒物采樣儀，TH880-FIV型微電腦煙塵平行采樣儀，TES-1312K型熱電偶數(shù)字式溫度計(jì)，圓盤微壓計(jì)，空盒氣壓計(jì)，電加熱干燥箱，分析天平等。

3.3 試驗(yàn)工況

本試驗(yàn)選取濕式電除塵器的兩種運(yùn)行工況，工況A為機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷240MW，干式電除塵器4電場全部投運(yùn)，一級(jí)脫硫塔3層噴淋層投運(yùn)，二級(jí)脫硫塔3層噴淋層全部停運(yùn)，脫硝、電除塵、濕法脫硫和濕式電除塵正常運(yùn)行；工況B為機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷為276MW，干式電除塵器4電場全部投運(yùn)，一級(jí)脫硫塔2層噴淋層投運(yùn)，二級(jí)脫硫塔3層噴淋層全部停運(yùn)，脫硝、電除塵、濕法脫硫和濕式電除塵正常運(yùn)行。

3.4 試驗(yàn)方法

3.4.1 采樣方法

DPI細(xì)微顆粒采樣儀從測孔等速取樣，煙氣從采樣槍到三級(jí)撞擊器出口均進(jìn)行伴熱，并在相應(yīng)位置設(shè)置保溫層，以防止水蒸氣與SOx的冷凝。采樣過程中，10升/min的煙氣經(jīng)由等速取樣頭進(jìn)入采樣槍，而后進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在此粗煙塵顆粒（>10μm）將被截留，而細(xì)煙塵（<10μm）則隨煙氣進(jìn)入三級(jí)撞擊器，三級(jí)撞擊器將細(xì)煙塵分級(jí)收集，剩余的煙氣經(jīng)由真空泵排除系統(tǒng)。進(jìn)出口各采3個(gè)樣，每個(gè)樣采樣時(shí)間不低于1個(gè)小時(shí)，將采集的灰樣放入105℃的烘箱中烘2小時(shí)，然后放干燥器中冷卻至室溫，用萬分之一天平稱重[2]。

3.4.2 計(jì)算方法

在進(jìn)出口測試斷面測試煙氣動(dòng)壓、靜壓、溫度，計(jì)算出煙氣量，按式（1）和（2）計(jì)算出標(biāo)干流量（DNm3/h）、漏風(fēng)率。式中為溫度，℃；為當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，Pa；為靜壓力，Pa；為煙氣濕度，%；為出口標(biāo)干煙氣量，為入口標(biāo)干煙氣量，DNm3/h。

（1）

（2）

標(biāo)干采樣體積的計(jì)算公式如（3）所示，單位為DNL，其中為采樣泵開始采樣時(shí)累積流量計(jì)初始讀數(shù)，為采樣泵采樣后累積流量計(jì)終止讀數(shù)，L；為流量計(jì)前壓力，Pa；為流量計(jì)前溫度，℃。

（3）

細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度的計(jì)算公式如式（4）所示，單位為mg/DNm3，其中，分別為采樣前后樣品和鋁盒的質(zhì)量，mg。

（4）

細(xì)顆粒物脫除效率的計(jì)算公式如式（5）所示，單位為%，其中，分別為進(jìn)口和出口標(biāo)干燥煙氣細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度，mg/DNm3。

（5）

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 煙氣流量試驗(yàn)結(jié)果及分析

對(duì)工況A和B下的各測點(diǎn)的煙氣流量進(jìn)行測量和計(jì)算得出，工況A下的濕式電除塵器上下層進(jìn)出口的平均煙氣流量分別為543934m3/h和579429m3/h，總處理煙氣流量為1123363m3/h，上下層進(jìn)口相對(duì)流量偏差為±3.22%，下層大于上層，平均本體阻力為98Pa，平均漏風(fēng)率為1.51%；工況B下的的濕式電除塵器上下層進(jìn)出口的平均煙氣流量分別為699621m3/h和727661m3/h，總處理煙氣流量為1427282m3/h，上下層進(jìn)口相對(duì)流量偏差為±3.08%，下層大于上層，平均本體阻力為157Pa，平均漏風(fēng)率為1.85%。

4.2 細(xì)顆粒物試驗(yàn)結(jié)果及分析

經(jīng)測量和計(jì)算得出，工況A下濕式電除塵器進(jìn)口PM1、PM2.5、PM10細(xì)顆粒物濃度分別為1.76mg/DNm3，2.65mg/DNm3，2.93mg/DNm3。出口濃度分別為0.52mg/DNm3， 0.69mg/DNm3，0.72mg/DNm3。脫除效率分別為70.008%，73.569%，75.056%。工況B下濕式電除塵器進(jìn)口PM1、PM2.5、PM10細(xì)顆粒物濃度分別為2.64mg/DNm3，4.47mg/DNm3，5.08mg/DNm3。出口濃度分別為0.62mg/DNm3，1.00mg/DNm3，1.06mg/DNm3。脫除效率分別為76.081%，77.215%，78.748%。

從試驗(yàn)結(jié)果中可以看出，兩種工況下濕式電除塵器對(duì)PM1、PM2.5、PM10等細(xì)顆粒物的脫除效率均在70%以上，有著較高的脫除效率。這主要是歸功于濕式電除塵器電暈功率較干式電除塵器加大，同時(shí)內(nèi)部水霧與粉塵顆粒結(jié)合后，使得高比電阻粉塵比電阻降低，大大提高了濕式電除塵器對(duì)PM2.5等細(xì)微顆粒的捕集效率。隨著機(jī)組負(fù)荷由240MW增加到274MW，濕式電除塵器的入口、出口粉塵濃度均相應(yīng)升高，對(duì)PM2.5等細(xì)微顆粒的脫除效率也逐漸提高。濕式電除塵器對(duì)PM1、PM2.5、PM10細(xì)微顆粒物的脫除效率隨粒徑增大逐步提高，這主要是由于較小的粒子是以擴(kuò)散荷電為主，隨著粒徑的增加，由擴(kuò)散荷電逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶龊呻?，飽和荷電量更大，更容易被除塵器脫除[3]。

5 結(jié)語

濕式電除塵器作為煙氣粉塵的把關(guān)控制設(shè)備，不受煤灰性質(zhì)影響，除塵效率高，能夠顯著降低粉塵、液滴、SO3氣溶膠等的排放濃度，并能有效解決濕法脫硫系統(tǒng)漿液夾帶問題。應(yīng)用于燃煤電廠尾端煙氣的深度凈化，濕式電除塵器對(duì)PM2.5等細(xì)微顆粒的脫除效率在70%以上，隨著機(jī)組負(fù)荷提高脫除效率相應(yīng)提升。濕式電除塵器出口排放能滿足國家新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，是現(xiàn)役燃煤電廠實(shí)現(xiàn)煙塵達(dá)標(biāo)排放的主要改造方向。

參考文獻(xiàn)

[1]桑英娜.濕式電除塵器對(duì)燃煤電廠煙塵的深度處理[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014，（9）：20.

[2]王敏.燃煤電廠采用濕式電除塵器深度除塵的應(yīng)用研究[J].電力科技與環(huán)保，2016，（2）：15.

[3]楊東月.燃煤電廠煙氣綜合凈化技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué)，2015.endprint