孙晓燕 于洋
（中国能建集团装备有限公司北京技术中心 北京 100044）
摘要：湿式电除尘器是一种对多污染物深度控制的环保设备。本文通过对燃煤烟气多种污染物的检测,分析与解读了测试烟尘、烟气三氧化硫、烟气二氧化硫等的方法、检测数据和试验结果,并进行了综合评价。且提出了在绿色、环保的大环境下推广应用湿式电除尘技术时应注意事项。
关键词：湿式电除尘器；测评；要点
一、工程概况
目前，某电厂装机容量为24MW，配备2台抽凝式汽轮发电机组、2台65t/H燃煤锅炉。每台锅炉配1台单室三电场静电除尘器，烟气处理约为8万M3/H，除尘后烟气经80M烟囱排放，2台锅炉合用1座混凝土烟囱。
根据环保烟气脱硫与污染物控制的要求，某电厂制定了完整的烟气综合治理方案，利用现有新技术，力求达到最大污染物控制效果，满足锅炉烟气SO2、粉尘等污染物的达标排放要求。同时烟气余热利用降低煤耗。主要体现在四大方面：烟气余热回收，加热凝结水供给锅炉除氧器；降低烟温提高电除尘器效率；高效湿法烟气脱硫；湿式电除尘器协同污染深度控制。
二、湿式电除尘器的特点
2.1净化污染物能力强
湿式电除尘器与干式电除尘器的工作原理相同。烟气携带颗粒物流经阴极线与阳极板组成的高压电场，电子吸附于颗粒物，使之荷负电，受电场力影响向阳极板迁移并被吸附，少量颗粒物荷正电，向阴极线迁移而被吸附，达到烟气除尘的目的。所不同的是干式电除尘器采用振打方式，清除极板（线）上的积尘，而湿式电除尘器采用水力清灰。由于水力清灰始终保持极板（线）的清洁，避免了振打引起的积尘二次飞扬，使得湿式电除尘器对微细颗粒物的除尘能力大幅提高，与传统干式电除尘器相比，具有更强大的净化污染物能力。
2.2协同控制多种污染物效果好
与干式电除尘器相比，湿式电除尘器不受粉尘比电阻影响，除尘效率高；有效脱除微细颗粒，长期保持低浓度排放（通常≤10MG/M3），不仅对微细颗粒物PM2.5有较好的脱除效果，对SO3酸雾的脱除效果也较高。针对石膏雨的困扰，对湿法脱硫出口的雾滴也有一定脱除效果。
2.3存在诸多不足
湿式电除尘器只适用于高湿（烟气湿饱和）、低温、烟尘负荷较低的烟气；水力清灰，水耗较大，必须增设循环水处理与排污水处理设备；电场及电场内构件的材质必须耐腐蚀，相对造价较高。
三、湿式电除尘器的应用测评
3.1测试难点
湿式电除尘器位于湿法脱硫出口，烟气温度处于湿饱和状态，烟尘浓度低于50MG/M3，含游离水分。经过湿式电除尘器净化后，烟尘很难降至10MG/M3以下。在低温、高湿度、低浓度的烟气状况下进行测试，增加了准确测试的难度。因此，在做性能试验的同时，开展尝试与探索新的检测方法和技术，是十分必要的。
3.2烟尘测试
烟尘测试采用经典的“皮托管平行采样法”，网格法布点，进口、出口同时采样，以重量法计算除尘效率。试验参照ISO12141：2002的方法，对烟气中可过滤颗粒物进行测试。测试显示：在湿式电除尘器正常运行工况下，烟尘排放浓度分别为3.9MG/M3与4.0MG/M3。当停用电场，只进行水力冲洗时，进口、出口浓度相当，烟尘排放浓度为20MG/M3，无除尘效果。
3.3微细颗粒物与PM2.5
PM2.5是对人类健康影响较大的污染因子，湿式电除尘器采用水力清灰，便于脱除更细的颗粒物，因此，PM2.5是性能试验的重点关注项目。
经过对PM2.5测试方法的比较，测试仪器的调研，确定采用重量法（DPI）与电子低压撞击法（ELPI）相结合的方法。DPI用于排放浓度的测试，ELPI用于脱除效率的测试。其中DPI（图1）为3级分离：分别收集大于10μM、10～2.5μM、2.5～1μM的颗粒，在第3级撞击器后设置滤膜以收集小于1μM颗粒。ELPI（图2）采用13级撞击器分级测量，所采集烟尘首先经过荷电，通过每个撞击器集尘板上的荷电进行计数，由数据采集/处理器及时测量各级颗粒物的浓度。试验中，采用预测流速法，并对取样加热温度、稀释风加热温度，以及稀释比例进行多次调试。在重量法DPI测试时采用较大采样流量长时间采样，增加采样体积，提高测试精度。取得较好的测试效果。
3.4烟气三氧化硫
烟气SO3测试采用选择性冷凝法，通过加热取样枪、加热软管、飞灰过滤，将烟气引入二级串联蛇形玻璃管（加强型）采集器，水浴控制烟气温度，进行测试。通过分析，测试结果表明，经过湿式电除尘器处理，烟气SO3排放浓度已降至很低，而脱除效率与一些研究成果相比，还未达到预期效率，究其原因可能是进口浓度较低的缘故。
3.5烟气二氧化硫
湿式电除尘器具有二次脱硫能力。在设备正常运行时，平均脱硫率为60.07%。当电场停运、水冲洗持续时，脱硫效率只有30%。测试结果表明，二次脱硫能力有助于提高整个系统的综合脱硫效率，使SO2排放更低。
四、推广应用湿式电除尘器的关注点
4.1具有多种污染物协同控制能力
湿式电除尘器的性能试验结果表明，湿式电除尘器对烟气污染物具有良好的协同控制能力。一套设备能同时脱除烟尘与微细颗粒物PM2.5、烟气SO3，SO2等污染物，不仅对脱除PM2.5有效，而且对脱除气态污染物SO2也有效果。
4.2增加比集尘面积进一步提高净化能力
湿式电除尘器的比集尘面积是常规干式电除尘器的1/3～1/2。根据除尘原理与污染物控制要求，针对烟尘等粒径相对大的颗粒物，可以选取小的比集尘面积，而对SO3酸雾的控制，必须选取较大的比集尘面积且较长的烟气流经时间才能达到脱除的预期目标。
4.3排污水与湿法脱硫用水要合理
湿式电除尘器的一大特点是水力清灰，在除尘过程中不但用水量很大，而且必须循环使用，这就需要选择合适的循环水处理工艺与设施，如一体化絮凝—沉淀—过滤设备。
4.4烟气流向与冲洗水流向是关键
烟气携带游离水是造成烟囱雨的主要原因。在湿式电除尘器设计中，必须充分考虑烟气流向与冲洗水流向的匹配、出口除雾器的设置。立式系统当烟气向下流动、冲洗水同向流动时，必须安装除雾器以降低水分夹带。烟气向上流动、冲洗水逆向流动时，将减少水分夹带，有利于降低烟囱雨的发生。在卧式系统中，烟气流向与冲洗水呈垂直交叉的流向，末级电场采用间断冲洗将有利于降低水分夹带。
结语
综上所述，国产设备的污染控制有了良好的开端。但是，从设备布置的优化、设备可用率的提高、电场内构件材质与连接方式的优化等，都有待通过运行实践，认真进行总结，不断加以改进和完善。不仅如此，在高电压电场的研发，电场内高速气流的优化，与湿法脱硫整体布置等先进技术方面，从基础试验、经验积累、设计优化的各个角度，国产设备均有持续优化的空间。可见，绿色、环保、节能之路还很长。
参考文献
[1]王圣，朱法华，等.基于实测的燃煤电厂细颗粒物排放特性分析与研究［J］.环境科学学报，2011.
[2]刘鹤忠，陶菊根.湿式电除尘器在工程中的应用［J］.电力勘测设计，2012.
论文作者:孙晓燕, 于洋
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/16
标签：电除尘器论文; 烟气论文; 污染物论文; 电场论文; 烟尘论文; 测试论文; 颗粒物论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;