湿式电除尘技术及在电厂应用与发展探讨

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　　摘 要：近年来我国工业化发展进程加快，对于电能需求量不断增加。在当前我国供电体系中，燃煤电厂还占较大比例，在其生产运营过程中，其排放的烟尘中存在大量的颗粒物，会对环境造成严重的污染，影响人们的身体健康。针对于这种情况，利用湿式电除尘技术可以有效地收集烟气中的超细颗粒，实现对污染物的有效控制。文中从湿式电除尘技术入手，分析了燃煤电厂湿式电除尘器选型设计，并进一步对湿式电除尘器在电厂的应用及发展展望进行了具体的阐述。
　　关键词：燃煤电厂；湿式电除尘技术；原理；选型设计；应用
　　中图分类号：X773 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）03-0157-02
　　Abstract： In recent years， with the rapid development of industrialization in China， the demand for electric energy is increasing. In the current power supply system of our country， coal-fired power plants also account for a large proportion， in the production and operation process， there are a large number of particulates in the smoke and dust emissions， which will cause serious pollution to the environment and affect people's health. In view of this situation， the use of wet electrostatic precipitator technology can effectively collect the ultra-fine papers in the flue gas， to achieve effective control of pollutants. Starting with wet electrostatic precipitator technology， this paper analyzes the type selection and design of wet electrostatic precipitator in coal-fired power plant， and further expounds the application and development prospect of wet electrostatic precipitator in power plant.
　　Keywords： coal-fired power plant； wet electrostatic precipitator technology； principle； selection design； application
　　前言
　　由于湿式电除尘器能够高效率收集烟气中酸雾、气溶胶等细微粘性粉尘，通过将其在各发电厂中进行应用，可以有效的提高污染控制效率和质量。同时当前大多数电厂采用的都是湿式烟气脱硫系统，这也使湿式电除尘技术在电厂中的应用具有良好的基础及前景。
　　1 湿式电除尘技术
　　1.1 湿式电除尘器的工作原理
　　湿式电除尘器通过运用电场空间来传输直流负高压，空气中气体产生电离，将烟气中液滴与微小颗粒附着在一起，实现对污染物颗粒的有效捕捉，然后将捕捉到的污染物颗粒放置在自动收尘板中，集中收集粉尘颗粒。相较于干式电除尘器，湿式电除尘器烟气湿度较大，通过产生较多的液滴来捕捉烟气中的灰尘，并放置在收尘板表面，形成溢流状态，借助于合理的冲洗方式将粉尘及时收集到灰斗中。
　　在湿式电除尘器的阳极板中设置喷水系统，这样水雾可以直接喷射到电极中，并发生雾化反应，借助于电力场的作用将水雾与粉尘颗粒有效的粘着在一起，凝结湿化的颗粒，利用电力场驱动功能来收集粉尘颗粒。在收尘极中水雾会形成一层水膜，能够将收集到的粉尘冲到灰斗后排出。部分湿式电除尘器没有喷水系统，烟气中水分处于饱和状态时，水雾集中在收尘极，水雾表面会形成水膜，从而将粉尘清除掉。
　　1.2 湿式电除尘器技术特点
　　湿式电除尘器能够有效去除掉亚微米大小的颗粒，对黏性大或是高比电阻粉尘进行收集，而且电晕功率也较高。对于高温和高湿烟气的处理十分有效。在饱和湿烟气条件下工作时，则需要采用更小的灰斗倾斜角和更高的烟气流速，因此设备布置体积较小，更为紧凑。通过设置独特的喷水清灰工艺能够对二次扬尘进行有效控制。在湿式电除尘器中没有振动装置，不存在传动装置故障及二次扬尘问题，出口粉塵浓度也能够控制在最低水平，可以有效的提高面积集尘效率，通过做好集尘极清洁工作，可以将排放浓度控制在更低水平。
　　1.3 湿式电除尘技术的种类
　　当前湿式电除尘技术主要以金属板式和玻璃钢管式两种类型为主。管式湿式电除尘器运行过程中采取的是定期间断喷水清洗方式，不需要设置循环水箱，喷淋水能够直接排至脱硫塔或是排水坑中。采用的是立式布置方式，烟气流向采用的是下进上出或是上进下出的形式，截面以正六边形、圆形和方形为主，利用导电玻璃钢和管状结构作为收尘极材质，以模块式进行组装。板式湿式电除尘器一般采取的是卧式布置结构，烟气进出方向为水平方向，运行时连续喷水清洗，利用灰斗收集喷淋水，并将其排至循环水箱用于喷淋。在不间断的喷水过程中，烟气湿度较大，因此需要在湿式电除尘器后增设烟气升温装置，以此来保证除尘效率的提高。
　　1.4 湿式电除尘器的布置形式和考虑因素 　　（1）布置形式。對于湿式电除尘器而言，其存在较多的布置形式，但在当前电厂中，多采用垂直烟气流独立布置、水平烟气流独立布置、垂直烟气流和WFGD系统整体式布置等三种形式。当采用垂直烟气流独立布置时，其具有易于安装和维修便利的特点，当前大部分电厂对这种布置形式较为认可，这种形式通常采用模块形式供货，在现场可以采用多种方式进行连接，但需要提供专门的布置空间。水平烟气流独立布置形式与干式电除尘器在布置上具有相同之处，在电厂中也较为常用，在布置时也需要提供专门的空间但其需要模式化设计，设计难度较大。垂直烟气流和WFGD系统整体式布置具有较为明显的优势，无论是成本还是占地面积都处于较低水平，其采用经典的垂直布置和顶置的WESP方式，内部连接结构较少，系统运行方式简化，这也使其在电厂中应用十分广泛。
　　（2）考虑因素。在现代燃煤电厂常用的湿式电险尘器布置形式中，上述三种布置形式都较为常见，在设计合理的基础上可以选择任何一种布置形式。但在具体选择电除尘器布置形式时需要综合考虑除尘效率和成本核算等因素，以此来保证所选的电除尘器布置形式更为适宜。由于当前湿式电除尘器还只能在垂直气流进行应用，应用范围受限，而且设计中刚性电极和活动内件缺乏可靠性，因此在具体使用该技术时则宜从整体角度来进行考虑。遵循认真和仔细的原则来选择具体的结构材料，通过对温式电除尘器进行整体布置，这样可以有效的降低维护人员的工作量，优化酸处理系统。而且降低烟囱内衬成本，简化运行程序。由于整体式湿式电除尘器处于脱硫塔上部，因此检修维护难度相对较大，而独立式湿式电除尘器检修维护更具便捷性。这就要求各电厂需要根据自身的实际情况，考虑具体的成本，从而选择整体式湿式电除尘器或是独立式湿式电除尘器。
　　2 湿式电除尘器应用条件
　　当前燃煤电厂湿式电除尘器使用越来越广泛，但由于生产厂家在设备的应用条件和环保技术路线方面还存在一定的欠缺，这就导致湿式电除尘器在实际应用中无法有效的发挥应用价值，甚至还存在运行效率低及废水处理不当等问题。因此对于湿式电除尘器的应用条件需要深入分析，以此来提高其除尘效果。
　　2.1 燃低硫煤电厂
　　对于燃低硫煤电厂而言，为了能够保证类尘排放质量达到国家标准要求及满足相关规定，可以根据自身的实际情况来选择湿法烟气脱硫工艺或是利用低湿高效电除尘器，使所排放的烟尘质量浓度达到规定要求。
　　2.2 燃中、高硫煤电厂
　　对于燃中和高硫煤的电厂，建议其在生产运营中使用湿式电除尘器，利用湿式电除尘器在对烟尘排放量进行有效控制的基础上，还可以产生长远的环保效益。在具体对湿式电除尘器应用实践中，需要满足烟尘排入的控制要求，同时还要对脱除的大部分PM25和汞进行充分考虑，避免出现蓝色烟羽现象。
　　2.3 新建燃煤电厂
　　在新建燃煤电厂中要提高湿式电除尘器的应用效率，在具体应用过程中，需要结合电厂的实际情况，对粉尘、二氧化硫、一氧化氮、三氧化硫等物质进行综合考虑，制定科学的环保技术路线，更好的满足湿式电除尘器的应用条件。
　　2.4 选择合适的湿式电除尘器类型
　　在燃煤电厂应用湿式电除尘器过程中，需要综合考虑湿式电除尘器的各种因素，从而选择与电厂实际情况相适应的湿式电除尘器形式。在具体选择时还要对设备的技术和运用成本进行综合评价，使其应用过程中具有较好的经济性。
　　3 湿式电除尘器在电厂的应用及发展展望
　　当前我国大多数燃煤电厂运行中，其所使用的煤质属性较多样，不仅煤灰分较高，而且煤质相对较差，缺乏稳定性，因此采用干式静电除尘器时无法达到排放要求，会对环境带来较大的污染。因此当前大部分电厂都开始对电除尘器进行改造，使其能够与燃煤电厂烟尘排放标准要求相适应，减少石灰石石膏湿法脱硫系统对环境带来的污染。
　　湿式电除尘器技术相对较为成熟，特别是工业领域中已有多年的成功运行经验。当前较多的燃煤电厂也采用的是SCR脱硝及湿法脱硫，这对于湿式电除尘器在电厂的应用起到了积极的推动作用。由于湿式电除尘器对于微细颗粒及酸雾具有高效捕集的能力，通过在电厂中配置湿式电除尘器对于颗粒物捕集率能够达到将近90%，对三氧化硫的吸收效果也较好，能够有效的降低烟气的浊度。将其在电厂发电过程中进行应用，可以达到较好的环保性能。在独立水平方式及分体式布置形式中，利用WESP替代原有除雾器，能够对细微粉尘颗粒及多种污染物进行有效捕集，同时能够更好的解决石膏雨的问题。
　　当前大多数燃煤电厂都在实际生产运营中应用湿式电除尘器，并获得了较好的应用效果。特别是对于烟气中粉尘和酸雾中重金属离子和污染物的去除具有非常好的效果。在当前大气粉尘污染控制方面，湿式电除尘器作为最为理想的技术装备，这也充分说明湿式电除尘器技术在电厂中的应用具有非常广阔的前景，随着在燃煤电厂中应用深度和广度的增加，必然也会获得较好的经济效益和社会效益。
　　4 结束语
　　随着社会和经济的快速发展，其对于资源消耗量不断增加，这对人类的生存和发展带来了较大的威胁，这就需要人们保护好赖以生存的地球环境。当前我国发电体系中，燃煤发电占据较多的比例，在燃煤电厂运行过程中，会将大量的污染物排放到空气中，加剧大气的污染。通过将湿式电除尘技术引入到发电过程中来，可以有效的提高除尘效率，降低污染物的排放量，实现对污染的有效控制，更好的保护好生态环境，为人们打造一个健康、安全的生存环境。
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