本文簡述了濕式電除塵器的工作原理以及技術(shù)特點，并對目前燃煤電廠超低排放路線做了簡單分析：以低低溫電除塵技術(shù)為核心實現(xiàn)超低排放的技術(shù)路線和以濕式電除塵器為核心實現(xiàn)超低排放的技術(shù)路線；此外重點介紹了濕式電除塵器在國內(nèi)1000MW超超臨界燃煤機組上的應用情況。
 

 
　　隨著我國大氣污染排放標準及要求的日趨嚴格，濕式電除塵技術(shù)開始應用于燃煤電廠，并得到迅速推廣。華潤海豐電廠在初期設(shè)計排放限值符合國家《火電廠大氣污染物排放標準》及環(huán)評要求的情形下，主動追加環(huán)保投資，要求機組投產(chǎn)后，污染物排放達到“超低排放”要求。華潤海豐電廠1號和2號2×1000MW燃煤機組通過末端加裝濕式電除塵器（以下簡稱WESP），來達到“超低排放”目的。
　　1WESP技術(shù)簡介

　　1.1WESP對微細粉塵的去除原理
 
　　WESP是一種用來處理含濕氣體的高壓靜電除塵設(shè)備，在燃煤電廠中通常布置在脫硫設(shè)備后，其工作原理和干式電除塵器基本相同，都要經(jīng)歷電離、荷電、收集和清灰四個階段，煙氣通過進口封頭后進入電場，在高壓電的作用下氣體電離粉塵被荷電，荷電后的粉塵在電場力的作用下向集塵極移動，隨集塵極表面的水膜去除[1]。WESP工作原理如圖1所示。
 

圖1:WESP工作原理圖
 
　　1.2WESP技術(shù)特點
 
　　WESP具有除塵效率高、克服高比電阻產(chǎn)生的反電暈現(xiàn)象、無運動部件、無二次揚塵、運行穩(wěn)定、壓力損失小、操作簡單、能耗低、維護費用低、生產(chǎn)停工期短、可工作于煙氣露點溫度以下、由于結(jié)構(gòu)緊湊而可與其他煙氣治理設(shè)備相互結(jié)合、設(shè)計形式多樣化等優(yōu)點。
 
　　同時，其采用液體沖刷集塵極表面來進行清灰，可有效收集微細顆粒物（PM2.5粉塵、SO3酸霧、氣溶膠）、重金屬（Hg、As、Se、Pb、Cr）、有機污染物（多環(huán)芳烴、二噁英）等，綜合治理能力強。使用濕式電除塵器后，煙氣中的煙塵排放可達10mg/m3和5mg/m3以下。在燃煤電廠濕法脫硫之后使用，還可解決濕法脫硫帶來的石膏雨、藍煙、酸霧問題，緩解下游煙道、煙囪的腐蝕，節(jié)約防腐成本。
 
　　2超低排放技術(shù)路線
 
　　針對我國燃煤電廠使用的除塵設(shè)備80%左右為電除塵器這一現(xiàn)狀，同時借鑒國外發(fā)達國家的先進電除塵技術(shù)，為實現(xiàn)燃煤電廠的超低排放要求，可采用兩條技術(shù)路線：一條是以低低溫電除塵技術(shù)為核心實現(xiàn)超低排放的技術(shù)路線，一條是以濕式電除塵器為核心實現(xiàn)超低排放的技術(shù)路線，從工程應用情況來看，兩條技術(shù)路線均是可行的。
 
　　2.1以低低溫電除塵技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)路線

     該技術(shù)是通過熱回收器（又稱煙氣冷卻器）或煙氣換熱系統(tǒng)（包括熱回收器和再加熱器）降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點以下，一般在90℃左右，使煙氣中的大部分SO3在熱回收器中冷凝成硫酸霧并黏附在粉塵表面，使粉塵性質(zhì)發(fā)生了很大變化，降低粉塵比電阻，避免反電暈現(xiàn)象；同時，煙氣溫度的降低使煙氣流量減小并有效提高電場運行時的擊穿電壓，從而大幅提高除塵效率，并去除大部分SO3。
 
　　該技術(shù)優(yōu)勢有：既可以提高電除塵器對工況變化的適應性、提高電除塵效率，又能夠去除煙氣中大部分SO3，提高濕法脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵效果；同時，在節(jié)能效果方面，可利用余熱、節(jié)省燃料。該技術(shù)煙塵排放濃度可低于30mg/m3；節(jié)省標準煤耗1.0——3.5g/kWh；壓力降不大于650Pa；漏風率≤3%。
 
　　該技術(shù)缺點有：由于煙氣溫度降至酸露點以下，SO3在熱回收器中冷凝，形成具有腐蝕性的硫酸霧，并吸附在煙塵表面上逃逸至電除塵器中，對電除塵器及下游設(shè)備造成腐蝕；粉塵比電阻的降低會削弱捕集到陽極板上的粉塵的靜電黏附力，從而導致二次揚塵現(xiàn)象有所加重，影響除塵性能的高效發(fā)揮；由于吸附了三氧化硫，導致灰斗中灰的流動性變差，易造成灰斗腐蝕。
 
　　2.2以濕式電除塵器為核心的超低排放技術(shù)路線

     濕式電除塵器作為燃煤電廠污染物控制的精處理技術(shù)設(shè)備，一般與干式電除塵器和濕法脫硫系統(tǒng)配合使用，也可以與低低溫電除塵技術(shù)、袋式除塵技術(shù)等合并使用，可應用于新建工程和改造工程。對PM2.5粉塵、SO3酸霧、氣溶膠等多污染物協(xié)同治理，實現(xiàn)燃煤電廠超低排放。
 
　　該技術(shù)優(yōu)勢有：能提供幾倍于干式電除塵器的電暈功率；煤種適應性好，不受粉塵比電阻影響，粉塵排放濃度低，可有效捕集其它煙氣治理設(shè)備捕集效率較低的污染物（如PM2.5等）以及濕法脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的衍生物等，消除石膏雨；可達到其它除塵設(shè)備難以達到的極低的排放指標：
 
　　顆粒物排放濃度可≤3mg/m3。同時對SO3、重金屬汞等具有脫除作用；

     陽極板采用耐腐蝕的不銹鋼、高端合金等材料，極板機械強度大、剛性好；

     運行電壓高、穩(wěn)定性好，運行電流大，性能更高效、穩(wěn)定；

     運行阻力低于300Pa。
 
　　該技術(shù)缺點有：產(chǎn)生廢水，需要排入脫硫系統(tǒng)或者進行過濾處理。

　　3工程應用

　　3.1項目概況
 
　　華潤海豐電廠位于廣東省海豐縣小漠鎮(zhèn)東南海灣，北面靠山，西南為淺灘，東、南面毗鄰南海。工程規(guī)劃8×1000MW機組，本期利用已有場地和部分填海造地建設(shè)2×1000MW超超臨界發(fā)電機組，是廣東省“十二五”規(guī)劃重點工程。為實現(xiàn)大氣污染物超低排放要求，浙江菲達環(huán)�？萍脊煞萦邢薰�司承擔了脫硫吸收塔后新增WESP的建設(shè)任務。
 
　　3.2總體技術(shù)思路
 
　　華潤海豐電廠1000MW機組中采用的WESP裝置布置在濕法脫硫設(shè)施尾部。采用的工藝路線如圖2所示：鍋爐+脫硝裝置+干式電除塵器+濕法脫硫裝置+濕式電除塵器。煙氣先經(jīng)過脫硝系統(tǒng)去除NOx，然后經(jīng)干式電除塵器去除粉塵，之后再經(jīng)過石灰石-石膏濕法脫硫裝置去除SO2。脫硫塔出來后溫度低、濕度大、腐蝕性強的煙氣再經(jīng)過WESP進行深度處理。
 
 

圖2華潤海豐電廠1000MW燃煤機組的工藝路線圖
 
　　3.3煙氣設(shè)計參數(shù)及性能要求
 
　　根據(jù)技術(shù)協(xié)議，本項目的WESP入口煙氣參數(shù)及性能要求見表1。
 
表1:WESP入口煙氣參數(shù)及性能要求

 
　　3.4技術(shù)方案特點
 
　　本項目WESP采用金屬板式濕式電除塵器技術(shù)，由于脫硫塔出口煙氣具有高濕度、強腐蝕特性，因此從WESP的結(jié)構(gòu)要求以及材質(zhì)防腐性能兩方面做了綜合考慮，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后，保證該技術(shù)方案滿足華潤海豐電廠脫硫塔出口的實際煙氣特性。
 
　　3.4.1高效的噴淋系統(tǒng)
 
　　本項目采用的是單線連續(xù)的噴淋技術(shù)，可實現(xiàn)對陽極板、陰極線的同時連續(xù)的噴淋，噴嘴經(jīng)過特殊的設(shè)計，霧化效果良好，經(jīng)合理排布后能確保噴淋無死角且覆蓋率達120%以上，充分保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，有效去除濕煙氣中粉塵、PM2.5、SO3氣溶膠、重金屬汞等復合污染物。
 
　　3.4.2特殊的極配型式
 
　　陽極板和陰極線通常被認為是整個WESP結(jié)構(gòu)中最重要的部件，此項目中采用金屬平板的CN陽極板配DS針刺型的陰極線，同極間距300mm。平板型的CN陽極板經(jīng)過特殊的加工工藝，能確保板面成膜均勻，DS針刺型的陰極線具有剛性強、放電強度高的特點，這種極配和高壓供電相匹配，可以獲得最佳電氣運行參數(shù)，有效保證長期實現(xiàn)超低排放。
 
　　3.4.3循環(huán)穩(wěn)定的水系統(tǒng)
 
　　通過計算華潤海豐電廠實際收集的粉塵量以及消耗的水量之間的關(guān)系，建立了一套針對華潤海豐電廠1號和2號爐的粉塵與廢水平衡系統(tǒng)，使大部分水循環(huán)使用，小部分水外排，且通過控制外排水的濃度，使這部分水直接作為脫硫系統(tǒng)的補充水使用，對電廠而言基本實現(xiàn)WESP零水耗。
 
　　3.4.4優(yōu)化的結(jié)構(gòu)材料選擇
 
　　結(jié)構(gòu)材料的防腐性能直接影響到WESP的使用壽命。華潤海豐電廠項目中，主要的內(nèi)構(gòu)件如陽極板、陰極線的材質(zhì)選用的是316L材質(zhì)，這種材質(zhì)具有強度高、抗酸腐蝕性能強的特點，能夠完全適應WESP內(nèi)部高濕、強腐蝕性的運行環(huán)境；對其他結(jié)構(gòu)件的材質(zhì)一般選用普通碳鋼涂覆玻璃鱗片進行防腐；此外，WESP內(nèi)部的循環(huán)水是經(jīng)過NaOH加堿中和過的，使循環(huán)水的pH一般呈現(xiàn)中性偏堿性的狀態(tài)，能夠?qū)�WESP內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件起到有效的抗酸腐蝕的保護作用，延長WESP的使用壽命。
 
　　根據(jù)WESP入口煙氣參數(shù)及所要求達到的性能指標，采用菲達公司的選型程序計算并結(jié)合實際工程應用經(jīng)驗，最終確定了WESP裝置的主要設(shè)計參數(shù)。WESP主要技術(shù)參數(shù)見表2。
 
表2:WESP的主要設(shè)計參數(shù)

 
　　3.5投運效果
 
　　兩臺機組分別于2015年3月7日和5月12日通過168小時滿負荷試運行�，F(xiàn)場圖如圖3所示。
 

圖3華潤海豐電廠1號機組現(xiàn)場圖
 
　　2015年5月，經(jīng)權(quán)威部門測試結(jié)果顯示，1號機組大氣污染物排放濃度最大值分別為：煙塵2.3mg/m3，二氧化硫7mg/m3、氮氧化物48mg/m3，汞及其化合物0.0151mg/m3，煙氣黑度＜1級（格林曼黑度）；2015年3月，2號機組大氣污染物排放濃度最大值分別為：煙塵1.7mg/m3，二氧化硫6mg/m3、氮氧化物33mg/m3，汞及其化合物0.0047mg/m3，煙氣黑度＜1級（格林曼黑度），均符合《火電廠大氣污染物排放標準》。作為廣東省首臺實現(xiàn)超凈排放——燃機標準的百萬機組，本工程對燃煤機組大氣污染物深度治理發(fā)揮了良好的示范推廣作用。
 
　　4結(jié)語
 
　　WESP基于其技術(shù)特點，可實現(xiàn)對PM2.5、SO3、除霧器后煙氣中攜帶的石膏霧滴、重金屬汞等污染物的高效脫除，在華潤海豐電廠1號和2號機2×1000MW燃煤機組上的成功應用表明，其對顆粒物減排效果明顯，大大改善了電廠的周邊環(huán)境，為大型燃煤電廠采用濕式電除塵器實現(xiàn)超低排放提供了有益的參考。