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

機組投運后運行良好，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；運行

0 引言

漕涇電廠地處我國經(jīng)濟中心上海市，屬于重點控制地區(qū)。在嚴(yán)峻的環(huán)境形勢下，漕涇電廠自我加壓，提出燃煤污染物達到“超低排放”要求，并決定在2號機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。

本文重點介紹了濕式電除塵技術(shù)在漕涇電廠2號1000MVV燃煤機組上的應(yīng)用，探討了該技術(shù)在設(shè)計、運行中需要注意的問題，為該項技術(shù)在大型燃煤電廠的進一步優(yōu)化和推廣提供了有益的參考。

1 WESP技術(shù)簡介

1.1 原理及特點

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，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行清灰，具有不受粉塵比電阻影響，無反電暈及二次揚塵等特點。

WESP不僅可以有效除去煙氣中的PM2.5，同時還可協(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，可達到其它除塵設(shè)備難以達到的極低的煙塵排放限值(如<3mg/m3 )，同時設(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，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)或引進技術(shù)，不僅在核心技術(shù)上實現(xiàn)了突破，并迅速得到了工業(yè)應(yīng)用，積累了一定經(jīng)驗。

截至2014年底，國內(nèi)已有多套300MW及以上機組WESP投人運行，并取得了較好的減排效果。WESP對于燃煤污染物的終端治理作用已得到初步驗證，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現(xiàn)“超低排放”的主流技術(shù)之一。

2 項目概況

上海漕涇電廠隸屬于中電投集團，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1000MV超臨界汽輪發(fā)電機組，已分別于2009年和2010年建成投產(chǎn)，本次環(huán)保改造針對漕涇2號1000MW機組實施。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%條件下達到燃氣輪機組標(biāo)準(zhǔn)限值，浙江菲達環(huán)?？萍脊煞萦邢薰境袚?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號機1000MW燃煤機組的工藝路線圖

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、腐蝕性強的煙氣再經(jīng)過WESP進行深度處理。

3.2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：

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，對放電極和集塵板進行連續(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)簡單，運行穩(wěn)定靠。

⑵ 特殊的極配形式，確保*佳運行參數(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*佳電氣運行參數(shù)，有效保障長期實現(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人脫硫系統(tǒng)作為脫硫補充水。

⑷ 優(yōu)良的設(shè)計，抗腐蝕性好，設(shè)備性價比高。WESP的運行條件惡劣，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，安裝時還特別對殼體內(nèi)表面的易腐蝕點進行加強防腐處理，如焊接點、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)，表面具有較強的抗腐蝕能力，同時將易產(chǎn)生腐蝕的聯(lián)接點減至*小，確保長時間穩(wěn)定運行。

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，從而延長陰陽極的使用壽命。

根據(jù)WESP人口煙氣參數(shù)及所要求達到的性能指標(biāo)，采用菲達公司的選型程序計算并結(jié)合實際工程應(yīng)用經(jīng)驗，*終確定了WESP深度凈化裝置的主要設(shè)計參數(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)計參數(shù)

圖2   WESP外形圖

3.4 投運效果

本項目的WESP于2014年11月安裝完畢。投運之后實物圖如圖3所示，漕涇電廠1號和2號機組的煙囪連在一起，兩個煙囪出口一個白煙裊裊，一個基本看不到白煙，看不到白煙是因為加裝WESP之后實現(xiàn)了潔凈排放。

圖3   WESP實物圖

2014年11月20日，漕涇電廠2號機組煙氣超低排放工程順利并人系統(tǒng)運行，濕式電除塵、MGGH、脫硫增容改造等設(shè)施全部投運，完成了各項建設(shè)目標(biāo)。12月7日，該煙氣超低排放示范工程順利通過168小時運行，正式投運。經(jīng)權(quán)威部門測試結(jié)果顯示，該機組的煙塵排放量僅為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)于燃機排放標(biāo)準(zhǔn)。

WESP對粉塵脫除率為81.95%，SO3脫除率為69.72%霧滴脫除率為87.35%，均達到了設(shè)計值要求，使漕涇電廠在減排方面邁上了一個嶄新的臺階。作為上海市首個潔凈排放示范工程，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 設(shè)計及運行注意事項

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，并能長期安全可靠地運行，在設(shè)計及運行管理上應(yīng)注意以下事項:

(1)合理設(shè)計電極結(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行的關(guān)鍵。根據(jù)不同的工況條件，有針對性地對電極維護，可有效的改善濕式電除塵器的運行狀況。

(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，對該系統(tǒng)實行機電一體化控制設(shè)計，才是使系統(tǒng)保持連續(xù)良好運轉(zhuǎn)強有力的保障。

(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。廢水一般進入脫硫系統(tǒng)，此時需考慮脫硫系統(tǒng)水平衡；若廢水不能進人脫硫系統(tǒng)，需考慮這部分水的處理。

5 結(jié)語

WESP基于其技術(shù)特點，可實現(xiàn)對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號機1000MW燃煤機組上的成功應(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現(xiàn)“超低排放”提供了有益的參考。

主作者簡介  陳招妹，女，高級工程師。

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)驗交流研討會論文集》 2015