本文簡(jiǎn)述了濕式電除塵器的工作原理、特點(diǎn)及國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了濕式電除塵器在漕涇電廠1000MW超超臨界燃煤機(jī)組上的應(yīng)用情況，并對(duì)該技術(shù)在設(shè)計(jì)、運(yùn)行中需要注意的問題進(jìn)行了探討。

機(jī)組投運(yùn)后運(yùn)行良好，出口煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別為1.45 mg/m3，13.9mg/m3，21.6mg/m3，實(shí)現(xiàn)了燃煤煙氣“超低排放”要求，為大型燃煤電廠改造工程應(yīng)用濕式電除塵器提供了有益的參考。

關(guān)鍵詞：WESP；燃煤電廠；應(yīng)用；運(yùn)行

0 引言

漕涇電廠地處我國經(jīng)濟(jì)中心上海市，屬于重點(diǎn)控制地區(qū)。在嚴(yán)峻的環(huán)境形勢(shì)下，漕涇電廠自我加壓，提出燃煤污染物達(dá)到“超低排放”要求，并決定在2號(hào)機(jī)組改造中加裝濕式電除塵器(WESP)，來滿足粉塵的“超低排放”要求。

本文重點(diǎn)介紹了濕式電除塵技術(shù)在漕涇電廠2號(hào)1000MVV燃煤機(jī)組上的應(yīng)用，探討了該技術(shù)在設(shè)計(jì)、運(yùn)行中需要注意的問題，為該項(xiàng)技術(shù)在大型燃煤電廠的進(jìn)一步優(yōu)化和推廣提供了有益的參考。

1 WESP技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 原理及特點(diǎn)

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(gè)階段，不同之處在于干式電除塵器采用振打清灰，WESP采用液體沖洗集塵極表面來進(jìn)行清灰，具有不受粉塵比電阻影響，無反電暈及二次揚(yáng)塵等特點(diǎn)。

WESP不僅可以有效除去煙氣中的PM2.5，同時(shí)還可協(xié)同脫除SO3、汞及煙氣中攜帶的脫硫石膏霧滴等污染物，抑制“石膏雨”和“煙囪白煙”的形成，可達(dá)到其它除塵設(shè)備難以達(dá)到的極低的煙塵排放限值(如<3mg/m3 )，同時(shí)設(shè)備本體結(jié)構(gòu)小、占地面積小。

1.2 國內(nèi)外應(yīng)用情況

國外美、日、歐等發(fā)達(dá)國家WESP的研制起步較早，技術(shù)成熟度高，已有近30年的應(yīng)用歷史。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有100余套不同類型的WESP應(yīng)用于美國、歐洲及日本等國的電廠，取得了十分顯著的減排效果。

國內(nèi)燃煤電廠WESP起步較晚，近年來由于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)及科研院所加大了WESP的研發(fā)力度，通過自主研發(fā)或引進(jìn)技術(shù)，不僅在核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破，并迅速得到了工業(yè)應(yīng)用，積累了一定經(jīng)驗(yàn)。

截至2014年底，國內(nèi)已有多套300MW及以上機(jī)組WESP投人運(yùn)行，并取得了較好的減排效果。WESP對(duì)于燃煤污染物的終端治理作用已得到初步驗(yàn)證，業(yè)內(nèi)專家和政府有關(guān)部門非常認(rèn)可該技術(shù)。目前，WESP已成為我國燃煤電廠實(shí)現(xiàn)“超低排放”的主流技術(shù)之一。

2 項(xiàng)目概況

上海漕涇電廠隸屬于中電投集團(tuán)，位于上海市金山區(qū)南端的漕涇鎮(zhèn)內(nèi)。廠址南距上海市區(qū)約57km，西距上海石化總廠約9km。一期工程安裝2臺(tái)1000MV超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，已分別于2009年和2010年建成投產(chǎn)，本次環(huán)保改造針對(duì)漕涇2號(hào)1000MW機(jī)組實(shí)施。要求通過改造后，漕涇電廠大氣污染物排放濃度在基準(zhǔn)氧含量6%條件下達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組標(biāo)準(zhǔn)限值，浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司承擔(dān)了脫硫吸收塔后新增WESP的建設(shè)任務(wù)。

3 工程應(yīng)用

3.1總體技術(shù)思路

上海漕涇電廠1000MW機(jī)組中采用的WESP煙氣深度凈化裝置布置在濕法脫硫設(shè)施尾部。采用的工藝路線如圖1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。

圖1上海潛徑電廠2號(hào)機(jī)1000MW燃煤機(jī)組的工藝路線圖

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(qiáng)的煙氣再經(jīng)過WESP進(jìn)行深度處理。

3.2煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)及性能要求

根據(jù)技術(shù)協(xié)議，本項(xiàng)目的WESP人口煙氣參數(shù)及性能要求見表1。

表1   WESP人口煙氣參數(shù)及性能要求

3.3技術(shù)方案

本項(xiàng)目WESP采用金屬板式水平煙氣流濕式電除塵技術(shù)，該技術(shù)具有如下技術(shù)特點(diǎn)：

⑴ 有效的噴淋系統(tǒng)。采用霧化效果良好的噴嘴，在不斷電情況下，對(duì)放電極和集塵板進(jìn)行連續(xù)沖洗，陰、陽極采用同一套噴淋系統(tǒng)，噴淋覆蓋率達(dá)120%，充分保障濕煙氣中粉塵、PM2.5, SO3氣溶膠等復(fù)合污染物的有效去除，去除效率高，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定靠。

⑵ 特殊的極配形式，確保*佳運(yùn)行參數(shù)。采用針刺線配金屬平板式陽極板，同極間距300mm，極板成膜均勻，這種極配與噴淋系統(tǒng)和高壓供電相匹配，可以獲得*佳電氣運(yùn)行參數(shù)，有效保障長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)“*低排放”。

⑶ 低耗水量，無需另設(shè)廢水處理系統(tǒng)。WESP內(nèi)部大部分循環(huán)使用，少量的外排水可直接進(jìn)人脫硫系統(tǒng)作為脫硫補(bǔ)充水。

⑷ 優(yōu)良的設(shè)計(jì)，抗腐蝕性好，設(shè)備性價(jià)比高。WESP的運(yùn)行條件惡劣，易引起腐蝕。因此，科學(xué)合理地選擇了各部件的結(jié)構(gòu)材料。

① 從結(jié)構(gòu)材料上講，殼體是濕式電除塵器中*安全吟通常采用普通鋼，為防止腐蝕，將其內(nèi)表面涂敷了鱗片，安裝時(shí)還特別對(duì)殼體內(nèi)表面的易腐蝕點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)防腐處理，如焊接點(diǎn)、構(gòu)件連接處及蓋板等。

② 集塵板和放電極采用不銹鋼材料(316L)，表面具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，同時(shí)將易產(chǎn)生腐蝕的聯(lián)接點(diǎn)減至*小，確保長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

③ 噴淋水是經(jīng)NaOH水溶液中和后循環(huán)使用，且連續(xù)噴淋，確保所有內(nèi)部件所接觸到的溶液的pH值始終保持偏堿性，抑制酸腐蝕的發(fā)生，從而延長(zhǎng)陰陽極的使用壽命。

根據(jù)WESP人口煙氣參數(shù)及所要求達(dá)到的性能指標(biāo)，采用菲達(dá)公司的選型程序計(jì)算并結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，*終確定了WESP深度凈化裝置的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。WESP主要技術(shù)參數(shù)見表2，方案圖如圖2所示。

表2  WESP的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

圖2   WESP外形圖

3.4 投運(yùn)效果

本項(xiàng)目的WESP于2014年11月安裝完畢。投運(yùn)之后實(shí)物圖如圖3所示，漕涇電廠1號(hào)和2號(hào)機(jī)組的煙囪連在一起，兩個(gè)煙囪出口一個(gè)白煙裊裊，一個(gè)基本看不到白煙，看不到白煙是因?yàn)榧友bWESP之后實(shí)現(xiàn)了潔凈排放。

圖3   WESP實(shí)物圖

2014年11月20日，漕涇電廠2號(hào)機(jī)組煙氣超低排放工程順利并人系統(tǒng)運(yùn)行，濕式電除塵、MGGH、脫硫增容改造等設(shè)施全部投運(yùn)，完成了各項(xiàng)建設(shè)目標(biāo)。12月7日，該煙氣超低排放示范工程順利通過168小時(shí)運(yùn)行，正式投運(yùn)。經(jīng)權(quán)威部門測(cè)試結(jié)果顯示，該機(jī)組的煙塵排放量?jī)H為1.45 mg/m3，二氧化硫、氮氧化物排放濃度也分別只有13. 9mg/m3 ，21.6mg/m3，均優(yōu)于燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)。

WESP對(duì)粉塵脫除率為81.95%，SO3脫除率為69.72%霧滴脫除率為87.35%，均達(dá)到了設(shè)計(jì)值要求，使漕涇電廠在減排方面邁上了一個(gè)嶄新的臺(tái)階。作為上海市首個(gè)潔凈排放示范工程，本工程對(duì)燃煤機(jī)組大氣污染物深度治理發(fā)揮了良好的示范推廣作用。

4 設(shè)計(jì)及運(yùn)行注意事項(xiàng)

濕式電除塵技術(shù)是近幾年才發(fā)展起來的新興技術(shù)，為保障其有良好的性能，并能長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行，在設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理上應(yīng)注意以下事項(xiàng):

(1)合理設(shè)計(jì)電極結(jié)構(gòu)

電極是濕式電除塵器的核心部分。電極的配置形式、結(jié)構(gòu)及材料的選用，是濕式電除塵器正常運(yùn)行的關(guān)鍵。根據(jù)不同的工況條件，有針對(duì)性地對(duì)電極維護(hù)，可有效的改善濕式電除塵器的運(yùn)行狀況。

(2)絕緣裝置的清潔與加熱

由于絕緣裝置與含塵煙氣直接接觸，會(huì)造成積灰降低絕緣性能，因此需采取措施使絕緣裝置保持清潔除塵器運(yùn)行用氣封隔絕含塵煙氣與絕緣瓷套接觸，需設(shè)置電加熱裝置。

(3) 系統(tǒng)的機(jī)電一體化控制程度

WESP設(shè)置在濕法脫硫后，需應(yīng)用水循環(huán)等工藝系統(tǒng)。因此，對(duì)該系統(tǒng)實(shí)行機(jī)電一體化控制設(shè)計(jì)，才是使系統(tǒng)保持連續(xù)良好運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)有力的保障。

(4) 可靠的防腐與保溫措施

陰陽極材料宜選用316L或更耐腐蝕的材料;噴淋系統(tǒng)噴嘴應(yīng)采用不銹鋼或非金屬防腐材質(zhì)，噴淋管路系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置沖洗旁路管道，根據(jù)環(huán)境溫度設(shè)置保溫層及伴熱，并裝有過濾器；外殼體采用玻璃鱗片內(nèi)襯，設(shè)有必要的防凍和保溫措施。

(5) 噴淋水的循環(huán)利用

濕式電除塵器沖洗水采用閉式循環(huán)，但是因水中含塵量增加，需不斷補(bǔ)人原水，排出廢水。廢水量與煙氣中含塵量呈線性關(guān)系。廢水一般進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，此時(shí)需考慮脫硫系統(tǒng)水平衡；若廢水不能進(jìn)人脫硫系統(tǒng)，需考慮這部分水的處理。

5 結(jié)語

WESP基于其技術(shù)特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5，SO3及除霧器后煙氣中攜帶的石膏霧滴等污染物的有效脫除，在漕涇電廠2號(hào)機(jī)1000MW燃煤機(jī)組上的成功應(yīng)用表明，其減排效果明顯，可解決困擾電廠的“石膏雨”問題，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(shí)現(xiàn)“超低排放”提供了有益的參考。

主作者簡(jiǎn)介  陳招妹，女，高級(jí)工程師。

本文發(fā)表于《發(fā)電廠“超凈排放”煙氣治理技術(shù)及脫硫、脫硝、除塵技術(shù)改造經(jīng)驗(yàn)交流研討會(huì)論文集》 2015