濕式電除塵技術(shù)在火力發(fā)電廠的運(yùn)用

周杰 肖榮

【摘?要】在所有行業(yè)的污染物排放中，火力發(fā)電廠燃煤所造成的有害氣體排放屬于環(huán)境污染治理工作的重點(diǎn)。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶動(dòng)的巨大電量消耗，火力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展也比以前更加迅猛，所帶來(lái)的污染也更加嚴(yán)重。為了有效緩解火力發(fā)電燃煤所帶來(lái)的污染，各大火力發(fā)電企業(yè)都采取了相應(yīng)的管理措施，其中濕式電除塵技術(shù)就是其中的一種，并且通過(guò)濕式電除塵技術(shù)的應(yīng)用在火力發(fā)電廠控制煙塵減排的工作中取得了不錯(cuò)的效果。

【關(guān)鍵詞】濕式電除塵;火力發(fā)電廠;運(yùn)用

為了更好地保護(hù)環(huán)境，確保環(huán)保工作的順利實(shí)施開(kāi)展，對(duì)于火力發(fā)電所帶來(lái)的污染治理工作已經(jīng)變成了許多火電企業(yè)的重點(diǎn)工作對(duì)象。目前，濕式電除塵系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于各大火力發(fā)電企業(yè)，因其具有設(shè)備投入小、效果明顯、適用范圍廣且沒(méi)有二次污染等一些顯著的優(yōu)勢(shì)，在火力發(fā)電行業(yè)以及其他工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的降塵減污效果。

1濕式電除塵技術(shù)的應(yīng)用背景

隨著國(guó)家工業(yè)化建設(shè)的不斷推進(jìn)，各個(gè)行業(yè)對(duì)電力的需求也在不斷增加，火力發(fā)電廠在電力供應(yīng)方面發(fā)揮著不可替代的作用。但是巨大的發(fā)電量背后伴隨著的是亟待解決的揚(yáng)塵污染和大氣污染。為了有效降低工業(yè)化快速發(fā)展所帶來(lái)的大氣污染問(wèn)題，國(guó)家開(kāi)始在各個(gè)行業(yè)中進(jìn)行相關(guān)的環(huán)境治理工程，其中火力發(fā)電廠所應(yīng)用的濕式電除塵設(shè)備就是其中的一種。由于濕式電除塵設(shè)備在大氣污染治理效果方面具有運(yùn)行成本低、除塵效果好、適用范圍廣等一些顯著地優(yōu)點(diǎn)，所有被廣泛應(yīng)用于眾多工業(yè)制造領(lǐng)域的除塵降污工作中。

以火力發(fā)電廠為例，在火力發(fā)電的過(guò)程中由于工業(yè)煤燃燒所排放的二氧化硫、氮氧化合物和固體粉塵顆粒等對(duì)環(huán)境的危害是巨大，且短期內(nèi)不可逆的。因此濕式電除塵設(shè)備的應(yīng)用對(duì)于如何降低工業(yè)化發(fā)展所帶來(lái)的有害大氣污染物的治理工作具有重要的意義。

2濕式電除塵設(shè)備構(gòu)造及技術(shù)原理

濕式電除塵設(shè)備是一種對(duì)于有害煙塵進(jìn)行精細(xì)無(wú)害化處理的專用設(shè)備，設(shè)備系統(tǒng)主要由除塵器件、水循環(huán)系統(tǒng)、高壓整流設(shè)備以及智能濕式電除塵控制系統(tǒng)共同組成。濕式電除塵設(shè)備的工作原理可以簡(jiǎn)要概括為有害氣體電離、粉塵荷電、荷電粉塵收集和核電粉塵清理四個(gè)階段。在濕式電除塵的設(shè)備中有金屬陽(yáng)極和陰極兩個(gè)電極，通過(guò)施加高壓的直流電在電極周圍形成一個(gè)可以是氣體電離的電暈區(qū)，有害煙塵氣體進(jìn)入電暈區(qū)后經(jīng)過(guò)電離產(chǎn)生大量的陰離子、陽(yáng)離子以及帶電電子，這些帶電的粒子通過(guò)吸附在電暈區(qū)粉塵上使粉塵獲得電荷，然后在電場(chǎng)力的作用下，這些帶電荷的粉塵顆粒向集塵極運(yùn)動(dòng)，在集塵極聚集后通過(guò)液體沖洗集塵極表面，利用流動(dòng)的水流將捕獲的固體粉塵排出。

3濕式電除塵器在火力發(fā)電廠的應(yīng)用

3.1除塵器的設(shè)計(jì)類型

在火力發(fā)電廠中垂直煙氣流向是大多數(shù)濕式除塵器采用的技術(shù)，在電廠中主要有三種設(shè)計(jì)形式：①垂直的煙氣流設(shè)計(jì)。電廠廣泛運(yùn)用這一方案主要是這種方案的安裝和設(shè)計(jì)非常便捷，這種設(shè)計(jì)大多采用模塊形式，供貨后有多種鏈接方式，在工業(yè)領(lǐng)域這一項(xiàng)設(shè)計(jì)被廣泛使用。②WFGD與垂直煙氣流整體設(shè)計(jì)。WESP最常用的就是經(jīng)典的垂直布置方式，這一設(shè)計(jì)方案的廣泛使用主要是得益于其運(yùn)行成本較低且旱地面積較小。③水平煙氣流設(shè)計(jì)。電廠中經(jīng)常會(huì)使用這種設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)構(gòu)造因其模式化的設(shè)計(jì)而具有一定的難度，但是還是提供了專門(mén)的空間給這一設(shè)計(jì)。

3.2需要考慮的因素

在火力發(fā)電廠中國(guó)以上三種形式均可應(yīng)用，但是在實(shí)際當(dāng)中要保證電廠更加高效合理的運(yùn)用這些設(shè)計(jì)必須要考慮某些因素。①在水平煙氣流WESP中酸霧脫除裝置的運(yùn)用。②對(duì)濕式電除塵技術(shù)的整體布置必須進(jìn)行甚至考慮，要慎重考慮選擇的機(jī)構(gòu)材料，因子其內(nèi)部缺少可靠的剛性電極和活動(dòng)內(nèi)件。③要充分考慮整體布置濕式電除塵器的整體優(yōu)勢(shì)，這樣可以有效降低煙囪內(nèi)襯的費(fèi)用，更加使用于優(yōu)化清洗水噴霧沖洗的順流和逆流，對(duì)于獨(dú)立式的WESP系統(tǒng)優(yōu)化酸處理和沖洗系統(tǒng)能夠簡(jiǎn)化整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)。④在現(xiàn)場(chǎng)改造項(xiàng)目中對(duì)濕式電除塵技術(shù)要進(jìn)行針對(duì)性的考慮，在此過(guò)程中應(yīng)該對(duì)場(chǎng)地的約束性和停機(jī)次數(shù)進(jìn)行充分考慮。

3.3電除塵器的材料結(jié)構(gòu)

濕式電除塵器的外殼是用能夠有效防腐蝕的普通鋼材料制作的，除塵部分必須選擇防腐材料，通常都是任意可導(dǎo)性材料。濕式除塵器一般都是先用洗滌劑去除表面的腐蝕性酸性氣體，然后再去除復(fù)合污染物，一般會(huì)在水噴淋過(guò)程中對(duì)濕式電除塵器收集的酸性物質(zhì)進(jìn)行中和來(lái)控制PH，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.4濕式電除塵技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在使用時(shí)間上，日本的火力發(fā)電廠使用濕式電除塵技術(shù)的時(shí)間已經(jīng)超過(guò)了30年，碧南電廠的機(jī)組濕式除塵器是火力發(fā)電中最典型的例子。碧南電廠的五臺(tái)機(jī)組使用的是濕式靜電除塵器，長(zhǎng)期運(yùn)行以來(lái)取得了良好的效果，同時(shí)內(nèi)外殼的腐蝕問(wèn)題也不嚴(yán)重。例外在美國(guó)賓夕法尼亞電力公司濕式除塵器已經(jīng)投入使用20多年，也發(fā)揮了巨大的作用。WESP將廢氣中的硫酸最終轉(zhuǎn)換為了亞微米的酸霧，除塵器同時(shí)捕獲吸收了這些酸霧。在WFGD吸收塔的有效空間內(nèi)安裝了這套濕式除塵器，有效收集了經(jīng)煙囪上升氣流中的硫酸霧，在空間上這種整體式的WESP雖然有一定的限制，但是有高效的可靠性。

3.5濕式除塵技術(shù)的應(yīng)用范圍

目前在火力發(fā)電廠中濕式除塵技術(shù)的使用時(shí)間已經(jīng)30多年，大約有70種世界通用的WESP套裝除塵技術(shù)。在大氣污染控制系統(tǒng)中SCR+ESP/FF+WFGD+WESP是主要結(jié)構(gòu)，即脫硝+袋式除塵器+濕法脫硫+濕式電除塵器。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中WESP擔(dān)任的主要角色是精處理大氣復(fù)合污染物的最終設(shè)備，主要去除WFGD無(wú)法捕獲和過(guò)濾的酸霧、顆粒等物質(zhì)。

與國(guó)外相比，我國(guó)運(yùn)用濕式除塵技術(shù)起步較晚，主要在中小型火力發(fā)電廠中運(yùn)用濕式除塵技術(shù)，主要在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合選好發(fā)電機(jī)組、水泥立窯精除塵以及轉(zhuǎn)爐沒(méi)去凈化等方面使用。在大氣污染中顆粒物質(zhì)是主要污染物之一，這些顆粒物極大危害著人們的健康，濕式電除塵技術(shù)與干式電除塵技術(shù)相比可以更高效的吸收這些顆粒物。在電廠的濕法脫硝中已經(jīng)廣泛利用WESP來(lái)吸收酸霧、細(xì)微顆粒等復(fù)合污染物，電廠中配置WESP和WFGD裝置通常情況下可以吸收80%以上的顆粒物。濕式除塵技術(shù)可以吸收85%以上的三氧化硫，可以將煙氣渾濁度降到10%一下，這些效果的實(shí)現(xiàn)都要依賴于濕式電除塵技術(shù)。可以利用濕式除塵器來(lái)解決環(huán)保設(shè)備改造中的難題。整體垂直設(shè)計(jì)的WESP的使用取締了傳統(tǒng)上的WFGD除霧裝置，煙氣經(jīng)過(guò)濕式除塵技術(shù)處理后不需要經(jīng)過(guò)二次過(guò)濾，同時(shí)還保證了煙囪不被腐蝕，另外，這種設(shè)計(jì)還可以有效的解決石膏雨的問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步離不開(kāi)經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中，絕不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)。在以后火力發(fā)電廠的運(yùn)行過(guò)程中，需要不斷加大對(duì)濕式電除塵技術(shù)的研究與應(yīng)用工作，從而確?；鹆Πl(fā)電廠在有效降低污染的前提下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定有序的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)宿遷發(fā)電有限公司）