燃煤電廠濕式電除塵技術(shù)研究

晉能控股電力陽高熱電有限公司 樊 超

1 引言

濕式電除塵技術(shù)應(yīng)用至今已經(jīng)有二十余年，其中包含了豎直立式、水平臥式兩種類型。在燃煤電廠內(nèi)應(yīng)用時主要依靠不銹鋼的材質(zhì)，通過連續(xù)噴入堿性水的方式，使煙氣中的pH值得以調(diào)節(jié)，促使不銹鋼收塵極的使用年限得以延長。同時在除塵水系統(tǒng)的輔助性下，會耗費大量的資金以及水資源。所以，各部門會運用非金屬收塵極，實行立式的布置操作，以實現(xiàn)對燃煤電廠的除塵。

2 工程概況

燃煤電廠的除塵項目于2022年5月開始實施，采用二級脫硫塔的設(shè)計方式，在2022年7月開始建設(shè)，與二級脫硫塔的建設(shè)施工共同實施，預(yù)計在2023年2月完成施工，使首套脫硫設(shè)備和6臺主機共同運行并實現(xiàn)168次試運行。

3 燃煤電廠濕式電除塵技術(shù)現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，國內(nèi)燃煤電廠在運行階段，會應(yīng)用濕式電除塵設(shè)備，將316L的不銹鋼材料作為收塵極，利用理想的煙氣治理方式，拓展了濕式電除塵器的發(fā)展路徑。而通過不銹鋼材料的應(yīng)用可以延長設(shè)備的使用年限。但此種操作方式，會增加設(shè)備在運行過程中的資金花費，使企業(yè)需要在此方面多加思考。其中濕式電除塵設(shè)備的除塵效果具體有兩方面。

一方面是濕式電除塵器在應(yīng)用過程中和干式的除塵器大體相似，其在工作階段會清除粉塵，運用沖刷液來完成電極的沖洗工作，在收塵板上收集粉塵，讓其可以進入灰斗，順利排出。另一方面是濕式電除塵器具有壓力浪費小、除塵效率高的特點，運用簡單的操作，則可清除現(xiàn)場中的揚塵。同時，在維修方面的支出也相對較少，因此，在當前的燃煤電廠中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

4 燃煤電廠濕式電除塵技術(shù)分析

在燃煤電廠安裝濕式除塵設(shè)備，可控制煙氣內(nèi)的細小顆粒排放量，通過脫硫除濕法，排除煙氣中的石膏液滴，讓其在經(jīng)過SCR以后，形成SO3的氣溶膠類，使煙囪中不會發(fā)生藍煙、石膏雨等問題。首先，在濕式電除塵技術(shù)應(yīng)用期間，主要分為：荷電→集塵→清灰，這三個步驟。其次，讓水霧可以噴向電暈區(qū)、放電極，在荷電進行分裂后，實現(xiàn)霧化，讓荷電水霧與電場力進行碰撞，完成吸附劑攔截操作，實現(xiàn)對煙塵粒子的捕獲。據(jù)此，則可在粉塵粒子的作用下，讓集塵極的捕獲操作可以順利實施，讓粉塵在被沖刷后，于灰斗中排除[1]。最后，將濕式電除塵機應(yīng)用于燃煤電廠中，可讓放電極的電子進行溢出，利用水霧執(zhí)行細化操作，從而增加帶電霧滴的數(shù)量，使其中的亞微米粒子進行碰撞，增加其帶電概率。由此，即便在煙氣流速高的情況下，也可順利除塵。

5 燃煤電廠濕式電除塵器設(shè)計

5.1 材料選擇

在濕式電除塵器設(shè)計過程中，其殼體會選用具有襯層的保護裝置，碳鋼。首先，為避免材料發(fā)生腐蝕性問題，可增加防腐材料的應(yīng)用，讓其表面可以順利進行涂刷，保證在安裝工作實施過程中，殼體的外觀不會受損，使其內(nèi)部不易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。其次，應(yīng)增加對構(gòu)件連接區(qū)域、焊縫、蓋板以及孔隙的聯(lián)系，防止電腐蝕、裂隙腐蝕等問題的出現(xiàn)[2]。最后，在內(nèi)部材料選擇階段，需增加沖洗液體、工藝氣體的選擇，控制好氯化物、氧氣的濃度，合理地選擇材料以及腐蝕性材料，促使氯化物的濃度在可控范圍內(nèi)。

5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

在濕式電除塵器的設(shè)計工作中，需采用板式、管式。這兩種的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。前者主要是應(yīng)用于垂直流動的煙氣當中。而后者，需要采用集塵板的銜接，運用多根金屬管（多邊形/圓形）進行布置，讓其可以在極板上均勻地布設(shè)。使板式濕式電除塵器能夠呈現(xiàn)出平板的狀態(tài)，展現(xiàn)出其中的水膜特性。在極板之間可以增加電暈線的應(yīng)用，實現(xiàn)對垂直、水平煙氣的處理[3]。

可結(jié)合兩種濕式電除塵器的特點進行分析。若已經(jīng)給定除塵效率，可基于電極的長度進行分析，使其中的煙氣流速，管式的濕式電除塵器是板式的濕式電除塵器的2倍。

對于已經(jīng)給定的除塵效率而言，應(yīng)重視管式濕式電除塵器的效果，采用局部干燥的方式，使板式的濕式電除塵器的干燥區(qū)要大于管式的濕式電除塵器。

5.3 濕式電除塵布置

現(xiàn)階段，我國的電廠常見的濕式電除塵設(shè)備布置方式分為以下幾種：第一，垂直煙氣的獨立布設(shè)；第二，水平煙氣的獨立布設(shè)；第三，WFGD和垂直煙氣的整體布設(shè)。其中1～2種操作方式，在布設(shè)階段可以營造出獨立的空間，而剩余的一種布設(shè)方式，則相對常見，在其應(yīng)用過程中所花費的成本較少，實際占地面積也相對較少，所以，第三種布置方式的應(yīng)用更加廣泛。

5.4 濕式電除塵器運維原理

在濕式電除塵器的設(shè)計環(huán)節(jié)，可增加對其陰極和陽極之間的電場，運用施加直流高壓電的方式，讓濕式電除塵器可以在強電場的作用下，使電暈線的周圍可以形成電暈層。如此，則可在空氣的作用下，使電暈層產(chǎn)生雪崩式的電離現(xiàn)象，讓少量的陽離子以及大量的負離子進行碰撞，進而使電暈可以進行放電。

同時，在工藝氣流的引入后，讓濕式電除塵器能夠?qū)⑵渲械撵F離子和負離子、正離子進行碰撞，從而產(chǎn)生電荷。在發(fā)生荷電反應(yīng)后，霧離子就會受到高壓靜電場的影響，使其可以在庫侖力的干擾下，使異性電極可以進行運動，讓陽極內(nèi)的塵離子或是無語離子，能夠被自身所帶來的電荷進行捕集。據(jù)此，則可讓濕式電除塵器經(jīng)歷收集、荷電以及清灰的過程，清除燃煤電廠內(nèi)的粉塵。

6 燃煤電廠濕式電除塵技術(shù)的應(yīng)用

6.1 創(chuàng)建試驗系統(tǒng)

首先，在試驗系統(tǒng)創(chuàng)建過程中，應(yīng)保證第一電場是以水平、臥式的狀態(tài)進行布設(shè)的。在放電極、收塵極板的選擇階段，需應(yīng)用金屬材料，在表層涂刷防腐蝕層，以穩(wěn)定豎直立式結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。

其次，在收塵板的應(yīng)用過程中，可以將非金屬耐腐蝕性的樹脂作為導(dǎo)電材料。其中在陰極系統(tǒng)中應(yīng)用金屬材質(zhì)，實現(xiàn)對濕式電除塵器的設(shè)計。同時，運用濕式電除塵將燃煤電廠中的粉塵進行脫除，運用水霧向著電暈區(qū)和放電機極延伸，使水霧能夠在電極中形成，逐步分裂并進行霧化。

最后，為防止荷電水霧、電場力發(fā)生碰撞，可以采用吸附凝并的方式，捕獲粉塵離子，使其可以在電場力的作用下達到集塵極的捕獲效果。

6.2 豐富試驗內(nèi)容

因為在燃煤電廠中，運用試驗裝置時，會對濕式電除塵器的PM2.5細顆粒、總SO3、石膏雨、重金屬汞以及總煙塵等污染物的去除效率進行分析，所以，在試驗過程中可采用對比研究的方法，確認立式濕式電除塵器中的性能指標方面的內(nèi)容，運用優(yōu)化參數(shù)的方式，增加在濕式電除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的思考，進而實現(xiàn)對設(shè)備的控制，以得出嚴謹?shù)目刂茀?shù)。

首先，在研究過程中，需通過對臥式電場、立式電場的研究，使試驗操作人員可以采用單獨投運的方式，實現(xiàn)在不同工況層面上的對比，確認集成板的狀態(tài)，使不同極板之間能夠均勻地分布電暈線。例如，電場風速、煙氣量、入口處的煙塵濃度、收塵面積等，結(jié)合現(xiàn)場情況，了解在煙氣處理工作中的局限性因素，加強對垂直方向煙氣的關(guān)注，使?jié)袷诫姵龎m器的干燥速度能夠加快，進而實現(xiàn)對熱態(tài)性能方面指標的確認。其次，可結(jié)合PM2.5、PM10的去除情況進行分析，實現(xiàn)對溫度、煙氣量、總煙塵濃度以及溫度的測試，監(jiān)測PM2.5、PM10的濃度，防止漏風率上升，或使本體阻力增加。根據(jù)冷熱態(tài)的電場特性，做好試驗區(qū)域的清洗處理工作，以豐富試驗內(nèi)容，防止試驗發(fā)生偏差。

6.3 構(gòu)建濕式電除塵器系統(tǒng)

在濕式電除塵器應(yīng)用期間，可增加對其應(yīng)用方式方面的重視。首先，在運行階段，會與水處理系統(tǒng)進行銜接，通過陰陽極系統(tǒng)、本體、噴淋系統(tǒng)、電控制系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)的組合，實現(xiàn)對固體懸浮物的分離，完成中和除酸操作。這樣，則可讓污水在系統(tǒng)內(nèi)進行轉(zhuǎn)換，變更為滿足噴淋要求的工業(yè)用水。其次，在濕式電除塵器的輔助下，讓噴淋系統(tǒng)內(nèi)部可以形成均勻水膜，逐漸形成極配、規(guī)律以及結(jié)構(gòu)，使懸浮物可以在此高效地分離，進而提高水循環(huán)系統(tǒng)的利用率，促使?jié)袷诫姵龎m器系統(tǒng)順利構(gòu)建。

6.4 得出試驗結(jié)果

通過對濕式電除塵器的分析，掌握其中的投運性能，使其中煙塵排放量有所下降。與此同時，可檢測煙氣內(nèi)水霧、石膏的去除情況，運用分析對比的方式，做好全范圍的試驗操作。

首先，若入口區(qū)域內(nèi)的煙塵濃度為80mg/m3，可以將設(shè)備應(yīng)用于電場的投運階段，讓設(shè)備可以運用臥式布置和立式布置的方式，控制煙塵的排放量，使其為20mg/m3，則可滿足設(shè)備的運行效果。其次，在入口區(qū)域煙塵濃度選擇過程中，可加強對電場風速的控制，防止風速發(fā)生過高的情況。由此方式，則可使電壓下降，讓電場內(nèi)部不會發(fā)生閃絡(luò)的問題，減少對煙塵排放區(qū)域濃度測定工作的影響，使設(shè)備的除塵效率有所提高。同時，可采用優(yōu)化參數(shù)設(shè)計的方式，控制濕式電除塵機的出口區(qū)域煙塵排放濃度，使其在10mg/m3。據(jù)此，則可讓設(shè)備能夠連續(xù)地進行運行，讓其能夠維持在半年時間內(nèi)，保證設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用時不會發(fā)生問題。最后，可重視煙塵排放濃度和煙氣流速之間的關(guān)系。在試驗環(huán)節(jié)，可采用引風機擋板以及入口區(qū)域煙氣擋板的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對煙氣量的控制，保證設(shè)備可以應(yīng)用于不同的電場風速條件下，促使煙塵的濃度可以有所改變。

同時，也可結(jié)合不同煙氣的流速進行分析，若以立式的方式進行布置，則其整體效果要比臥式的布置方式更好。而采用水平的臥式布置方式，在入口區(qū)域的燃煤廠煙氣濃度可以達到76.61mg/m3。而經(jīng)過計算可以得出，采用豎直的立式布置方式，該區(qū)域內(nèi)的煙氣濃度可以達到78.65mg/m3。也可增加對煙塵排放濃度與收塵面積之間的分析，掌握二者的關(guān)系，運用試驗研究的方式，確認濕式電除塵器的狀態(tài)，在比集塵的面積區(qū)域設(shè)置一個臨界值，則可掌握收塵面積與出口區(qū)域煙塵濃度之間的關(guān)聯(lián)。若收塵面積相同時，可得出立式布置的方式，所得到的除塵效果較好。而采用臥式布置的方式，其除塵效果會低于立式。而若加強對煙塵排放濃度與入口區(qū)域濃度的分析可知，當電廠內(nèi)煤質(zhì)情況較差時，所得到的脫硫除塵效果則會呈現(xiàn)出不良的狀態(tài)，使脫硫出口區(qū)域內(nèi)的煙塵濃度會高于100mg/m3。

若燃煤電廠內(nèi)的煤質(zhì)狀況呈現(xiàn)出良好的狀態(tài)，則該區(qū)域內(nèi)的脫硫系統(tǒng)的出口區(qū)域煙塵的排放量可以維持在50mg/m3以上。所以，通過不同入口的選擇，會對煙塵的濃度測定工作帶來直接的影響。在試驗過程中，需根據(jù)實際工況進行探討，掌握兩種不同類型的濕式除塵機布置方式。得出結(jié)果，入口區(qū)域內(nèi)的煙塵濃度是65mg/m3、76.61mg/m3、90.05mg/m3、116mg/m3；均為水平臥式的濕式除塵布置效果。而豎直立式的布置方式在應(yīng)用時，出口區(qū)域內(nèi)的煙塵濃度是55.06mg/m3、78.23mg/m3。由此可知，采用立式的布置方式，得到的除塵效果會比臥式的更好。

7 結(jié)語

在燃煤電廠內(nèi)，采用濕式除塵技術(shù)可順利完成清灰、集塵以及荷電操作。而濕式電除塵器是一種精細化的處理設(shè)備，可以快速收集灰塵并降低燃煤電廠中污染物質(zhì)對人體的傷害，處理PM10、PM2.5等大顆粒的物質(zhì)，保證人們的身體健康。而在電極材料選擇階段，需要以耐腐蝕性較強的不銹鋼材料為主，由此保證煙氣的流速不會對設(shè)備造成影響。運用該材料，也可以有效控制濕式電除塵設(shè)備的造價，使煙氣流速、電極材質(zhì)方面都能夠進行改進，進而讓濕式電除塵技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于燃煤電廠當中，提升濕式電除塵技術(shù)的應(yīng)用效果。