近年來(lái)，隨著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，一些“粗放”式發(fā)展模式下的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)---環(huán)境污染日益嚴(yán)重，在以京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角為代表的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)集中爆發(fā)了嚴(yán)重的霧霾污染，對(duì)公眾的健康造成威脅。燃煤電廠(chǎng)排放的煙氣是大氣污染的主要來(lái)源之一，也是大氣污染治理的重點(diǎn)。

　　為貫徹可持續(xù)發(fā)展觀(guān)，國(guó)家對(duì)燃煤電廠(chǎng)的節(jié)能減排提出了新的要求，根據(jù)《火電廠(chǎng)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)的規(guī)定，重點(diǎn)地區(qū)的二氧化硫、氮氧化物及粉塵的排放濃度限值分別為100、50、20mg/Nm3，由于環(huán)保的壓力，這些地區(qū)已經(jīng)按照燃?xì)鈾C(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)50、35、5mg/Nm3開(kāi)始要求。

　　為了達(dá)到這些排放要求，需要一種能夠去除這些細(xì)微顆粒物的環(huán)保設(shè)備。濕式靜電除塵器(WESP)作為大氣污染物控制的終端深度處理系統(tǒng)，對(duì)S03氣溶膠、氮氧化物和PM2.5粉塵等都具有很高的脫除效率，同時(shí)汞的脫除效果也很好。因此，在我國(guó)燃煤電廠(chǎng)研究和推廣應(yīng)用濕式靜電除塵技術(shù)具有非常重要的意義。

　　1.濕式靜電除塵器

　　1.1.除塵原理

　　濕式靜電除塵器通過(guò)陰極線(xiàn)直流高壓放電，將周?chē)諝怆婋x，煙氣中的粉塵荷電后，受電場(chǎng)力驅(qū)使被收集到集塵板上，與干式電除塵不同的是，濕式靜電除塵用噴淋水替代振打來(lái)達(dá)到清灰的功能。

　　如圖1所示，濕式靜電除塵器一般布置在濕法脫硫之后。濕法脫硫出口煙氣中的大部分粉塵已被干式電除塵除去，并成為夾帶石膏顆粒的濕飽和煙氣，通過(guò)濕式靜電除塵器處理后，達(dá)到排放要求，由煙囪排出。

圖1濕式靜電除塵布置位置

　　1.1.國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況

　　濕式靜電除塵技術(shù)在美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已較為成熟，有近30年的燃煤電廠(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，已有近百套不同類(lèi)型的WESP在電廠(chǎng)大型機(jī)組上成功運(yùn)行，如：2000年投運(yùn)的美國(guó)NB電力公司Dalhousie電廠(chǎng)315MW機(jī)組;2001年投運(yùn)的日本中部電力碧南電廠(chǎng)(2×1000MW)機(jī)組[1];2002年投運(yùn)的美國(guó)Xcel能源公司Sherburne電廠(chǎng)750MW機(jī)組等。

　　在國(guó)內(nèi)，濕式靜電除塵器在冶金、硫酸行業(yè)已有30多年的成功應(yīng)用[2]，已制定《煤氣用濕式電除塵》(JB/T6409-2008)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。近兩年隨著環(huán)保要求的提高，在火電行業(yè)開(kāi)始大面積應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有近百臺(tái)合同業(yè)績(jī)，10余臺(tái)投運(yùn)業(yè)績(jī)。

　　1.2.蜂窩管式WESP工業(yè)試驗(yàn)平臺(tái)

　　為了驗(yàn)證濕式靜電除塵器的效果，我們?cè)O(shè)立了一個(gè)導(dǎo)電玻璃鋼蜂窩管式WESP工業(yè)試驗(yàn)平臺(tái)，如圖2所示，應(yīng)用于脫硝催化劑生產(chǎn)窯爐的煙氣深度治理，其治理的主要污染物為粉塵、氣溶膠和PM2.5，處理的煙氣量為10000Nm3/h，煙氣溫度為50~70℃，入口的粉塵濃度為55mg/Nm3，設(shè)計(jì)除塵效率為91%。

　　如圖3所示，開(kāi)啟試驗(yàn)平臺(tái)的蜂窩管式WESP后，肉眼基本看不到白煙了。經(jīng)煙塵儀測(cè)量，開(kāi)啟WESP后的粉塵排放濃度減至4.3mg/Nm3，實(shí)際的粉塵去除效率達(dá)到92.18%，PM2.5的去除率達(dá)到85.5%，霧滴的去除率達(dá)到78.7%，設(shè)備的阻力為185Pa。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明了該蜂窩管式WESP可有效去除催化劑窯爐煙氣中的粉塵、PM2.5和霧滴，達(dá)到超低排放。

圖2蜂窩管式WESP三維模型圖

圖3蜂窩管式WESP試驗(yàn)平臺(tái)投運(yùn)前、后對(duì)比圖

　　2.濕式靜電除塵器應(yīng)用在百萬(wàn)機(jī)組燃煤火電廠(chǎng)超低排放項(xiàng)目

　　目前我國(guó)燃煤機(jī)組好裝機(jī)容量為1000MW，濕式靜電除塵器在燃煤電廠(chǎng)百萬(wàn)機(jī)組的應(yīng)用實(shí)例并不多，因此對(duì)百萬(wàn)機(jī)組的應(yīng)用實(shí)例分析具有一定的實(shí)際參考意義。本節(jié)給出了國(guó)電寧波北侖電廠(chǎng)三期#7機(jī)組(1000MW)加裝濕式靜電除塵的應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)對(duì)裝WESP前、后的煙氣排放成分分析及對(duì)比，證明了濕式靜電除塵器可有效去除燃煤電廠(chǎng)煙氣中的SO3氣溶膠、氮氧化物、粉塵和PM2.5等污染物，滿(mǎn)足百萬(wàn)燃煤機(jī)組的超低排放要求。

　　2.1.應(yīng)用背景

　　為達(dá)到國(guó)家的燃煤機(jī)組大氣污染排放新標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)燃煤機(jī)組在完成改造之后的煙氣排放達(dá)到天然氣機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)，由南京國(guó)電環(huán)?？萍加邢薰九c浙江德創(chuàng)環(huán)保合作EPC總承包，對(duì)國(guó)電寧波北侖電廠(chǎng)三期#6、#7機(jī)組(2×1000MW)加裝濕式靜電除塵設(shè)備。

　　2.2.工程概況

　　國(guó)電寧波北侖電廠(chǎng)#6、#7機(jī)組(2×1000MW)濕式靜電除塵器的陽(yáng)極系統(tǒng)運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)，將整個(gè)陽(yáng)極系統(tǒng)分為48個(gè)陽(yáng)極模塊，模塊由車(chē)間生產(chǎn)并通過(guò)公路運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)再按圖紙安裝成整體。陽(yáng)極管(收塵集)采用的導(dǎo)電玻璃鋼具有非常好的耐腐蝕性能[2]，且具有很強(qiáng)的疏水性，能有效地阻隔灰塵和石膏對(duì)陽(yáng)極壁的粘結(jié)。導(dǎo)電玻璃鋼極板具有耐腐蝕、重量輕、導(dǎo)電性能好、抗燃、抗氧化性好等方面擁有的突出特點(diǎn)，在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和可靠性、運(yùn)行費(fèi)用上占有較大的優(yōu)勢(shì)，代表著濕式靜電除塵技術(shù)的發(fā)展方向。

　　陰極線(xiàn)采用2205不銹鋼材料制作的管狀針刺線(xiàn)，具有強(qiáng)度高，耐腐蝕性能好等特點(diǎn)，能適用于飽和濕煙氣環(huán)境長(zhǎng)期工作。陰極線(xiàn)固定于上下框架上，框架通過(guò)設(shè)置于殼體外部的絕緣箱支撐，絕緣箱內(nèi)吊桿采用陶瓷管支撐，絕緣箱內(nèi)配有電加熱裝置，其內(nèi)部溫度維持在120~140℃，同時(shí)絕緣箱還配有熱風(fēng)吹掃裝置，以保證絕緣箱時(shí)刻保持干燥絕緣狀態(tài)。陰極鉛垂布置，底部有固定防擺裝置，裝置內(nèi)設(shè)置的拉桿采用陶瓷材料并配有加熱功能保證其干燥絕緣。

　　進(jìn)、出口煙道以及陽(yáng)極模塊以下部分采用玻璃鱗片防腐，陰極大梁、陽(yáng)極模塊以上本體采用襯預(yù)硫化定基橡膠防腐，陰極上框架其余部分全部采用2205不銹鋼制作。

　　目前，#7機(jī)組的濕式靜電除塵器已完成安裝、調(diào)試及試運(yùn)行，并正式投入使用。本文使用的測(cè)試數(shù)據(jù)均來(lái)自于#7機(jī)組。

　　2.3.運(yùn)行情況

　　#7機(jī)組于2009年6月建成投產(chǎn)，其脫硫系統(tǒng)(WFGD)改造于2013年1月完成，如圖4所示，#7機(jī)組的濕式靜電除塵器布置在WFGD后，考慮到電廠(chǎng)的空間和濕式靜電除塵器的體積重量等因素，采用塔外鋼支架獨(dú)立布置的形式，不影響吸收塔安全，支架的支撐梁避開(kāi)地下鋪設(shè)的管道。#7機(jī)組的WESP進(jìn)口煙氣流量約為2950000Nm3/h，濕飽和煙氣由WFGD流向WESP，煙氣流向“上進(jìn)下出”。

　　蜂窩管濕式電除塵在陽(yáng)極管上部設(shè)置有一層間歇噴淋，此噴淋由沖洗水泵供水，采用高壓力及專(zhuān)用的無(wú)堵塞沖洗噴嘴，正常運(yùn)行時(shí)，濕式電除塵溫降僅為2~3℃，間斷噴淋時(shí)，溫降為5~7℃。噴淋時(shí)集塵極表面形成一層連續(xù)水膜，收集下來(lái)的煙塵隨水膜重力自流至下部集液槽，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)清灰。溫度40℃以上時(shí)，石膏易溶于水，粘度下降，不易粘結(jié)在陽(yáng)極管上，整個(gè)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生灰塵和石膏的粘結(jié)現(xiàn)象。

　　#7機(jī)組的濕式靜電除塵器自2015年3月投運(yùn)至今已正常運(yùn)行2個(gè)多月，系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)正常、穩(wěn)定。

圖4國(guó)電寧波北侖電廠(chǎng)#7機(jī)組(1000MW)濕式靜電除塵器

　　2.4.應(yīng)用分析

　　國(guó)電北侖電廠(chǎng)#7機(jī)組濕式靜電除塵器正常運(yùn)行2個(gè)月來(lái)，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采樣和收集，可對(duì)濕式靜電除塵器的效果作出定量和定性的分析。

　　首先通過(guò)肉眼觀(guān)察，如圖5所示，#7機(jī)組煙囪排放的煙氣在濕式靜電除塵器投運(yùn)前、后有比較直觀(guān)的對(duì)比，濕式靜電除塵器投運(yùn)后煙囪排放的白煙明顯減少，說(shuō)明濕式靜電除塵器對(duì)霧滴和粉塵的去除效果明顯。

　　再?gòu)亩康慕嵌确治觯?7機(jī)組完成濕式靜電除塵改造后的“168”小時(shí)滿(mǎn)負(fù)荷試運(yùn)行。該機(jī)組的實(shí)時(shí)環(huán)保數(shù)據(jù)為：二氧化硫11.6mg/Nm3、氮氧化物40.4mg/Nm3、煙塵2.2mg/Nm3，這標(biāo)志著該燃煤機(jī)組經(jīng)過(guò)超低排放改造，污染物排放指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到甚至優(yōu)于燃?xì)廨啓C(jī)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)測(cè)算，改造后#7機(jī)組每年可在原基礎(chǔ)上減排二氧化硫約500噸、氮氧化物約500噸、減排煙塵約27噸[3]。

圖5國(guó)電北侖電廠(chǎng)#7機(jī)組WESP投運(yùn)前、后煙囪排放對(duì)比圖

　　3.結(jié)論及展望：

　　濕式靜電除塵器因其穩(wěn)定、高效的除塵效果在發(fā)達(dá)國(guó)家的火電廠(chǎng)已有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，目前在我國(guó)火電行業(yè)也在積極推廣。本文通過(guò)對(duì)國(guó)電寧波北侖電廠(chǎng)#7機(jī)組(1000MW)燃煤機(jī)組濕式靜電除塵器的應(yīng)用實(shí)例分析，證明濕式靜電除塵器可以有效去除燃煤煙氣中的SO3氣溶膠、氮氧化物和粉塵等主要污染成分。隨著國(guó)家和公眾對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，相信濕式靜電除塵器會(huì)更快普及到各大燃煤電廠(chǎng)，在我國(guó)大氣污染治理的進(jìn)程中起到重要作用。