（河北建投能源投资股份有限公司 河北石家庄市 0500511
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北京华能达电力技术应用有限责任公司 北京市 1000523）
摘要：通过径流式湿式电除器在燃煤发电机组烟气治理方面的应用，为火电厂、钢厂、冶金厂大气污染排放治理提供了一种新的思路和工艺设备。径流式湿式电除尘器具有除尘和除雾效果好，易达到“超净排放”目标，解决石膏雨现象。
关键词：径流 湿式除尘器 粉尘 雾滴
前言
随着我国经济建设、社会发展速度的加快，环境污染日益突出，燃煤的燃烧产生的烟尘、二氧化硫、氮氧化及重金属等污染源加剧了环境进一步恶化。国家环保部门提出《煤电节能减排升级与改造计划》，各大发电集团提出“超净排放（烟尘颗粒物≤5mg/Nm3，SO2≤35mg/Nm3，NOX≤50mg/Nm3）”、“绿色发电”等口号。针对这一问题，几家环保企业独立自主研发或从国外引进新技术来解决此问题。拥有自主知识产权的径流式湿法电除尘器诞生了。
1.概述
国内某电厂330MW燃煤发电机组亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢架π型汽包锅炉。炉后烟气净化设备采用双室五电场静电除尘器和石灰石-石膏湿法脱硫系统。 烟囱出口排放不满足要求，需安装湿式静电除尘器达到“超净排放”的目标，并同时解决石灰石-石膏湿法脱硫系统引起石膏雨现象。径流式电除尘器具有除尘效率高、去除雾滴效率高，占地面积小等特点。可以解决因空间狭小，粉尘排放值较大，有石膏雨现象等燃煤发电机组烟气治理问题。
2. 湿式电除尘器设计边界条件
湿式电除尘器入口烟气量：1250000 Nm3/h(标态、干基、6%O2)
烟气温度：50℃
湿式电除尘器入口烟气压力：150Pa
当地大气压力：101325Pa
烟气湿度： 12%
湿式电除尘器入口粉尘含量（含石膏）： ≤30mg/Nm3(标态、干基、6%O2)
湿式电除尘器入口雾滴含量：≤75mg/Nm3(标态、干基、6%O2)
湿式电除尘器出口粉尘含量：≤5 mg/Nm3(标态、干基、6%O2)
湿式电除尘器出口雾滴含量：≤15mg/Nm3(标态、干基、6%O2)
3. 湿式电除尘器原理
从脱硫塔出来的湿烟气经过湿式径流式电除尘器从烟囱排放。进入湿式除尘器的烟气含饱和水蒸气并且容易产生冷凝水，烟气其主要成份为水滴、二氧化硫、三氧化硫、粉尘和石膏等。在收尘过程中，通过进气口和气流分布系统将烟气均匀输送到湿式径流除尘器电场中，粉尘和雾滴一起在新型收尘阳极板上完成捕集。
径流式电除尘器除尘和去雾滴效率高原因分析：
（1）收尘极板垂直于烟气布置，阳极板结构为多层2205双相不锈钢丝网，当烟气中的雾滴和粉尘经过阳极板时，粉尘、雾滴和阳极板之间发生碰撞从而捕集在阳极板上，阳极对颗粒物和粉尘有一定的物理拦截效果。
（2）经脱硫后的烟气湿度大，粉尘和雾滴更容易荷电，粉尘和雾滴在穿过阳极板时更容易捕集在阳极板上。
（3）改变了粉尘和雾滴在电场中的受力情况，当粉尘和雾滴通过阳极板的前部电场时，大量粉尘和雾滴受到的引风力与电场力方向相同，即合力大小等于电场力与引风力之和，与电场力方向相同，粉尘和雾滴开始加速冲向阳极板，大部分粉尘在前部电场被捕集。当少量逃逸粉尘和雾滴进入阳极板的后部电场时，电场力与引风力反向，粉尘和雾滴速度减慢，延长了粉尘和雾滴在电场中的停留时间，对于通过扩散作用荷电的粉尘和雾滴，其荷电量与停留时间成正比，当速度减到0时，会在电场中滞留一段时间，此时其荷电量大幅增加，当电场力大于引风力时，粉尘和雾滴开始反向加速向收尘阳极板极运动，直至被收尘阳极板极捕集。
图3.1 前部电场受力情况
图3.2 后部电场受力情况
4. 除尘器方案设计
4.1 设计计算
根据设计边界条件计算实际工况烟气量
式中：
计算的实际工况烟气量为1678127 m3/h
初选设计烟气流速为2.5m/s
计算的除尘器烟气通流面积为 186m2
选取壳体通流面积 196m2
实际烟气流速 2.38m/s
4.2 结构设计
根据入口烟气参数和除尘器烟气通流面积，对除尘器结构合理设计，外形尺寸如图4.1。
径流式电除尘器本体部分由进出口喇叭（含进口气流分布板）、壳体、阴极部分、阳极部分、排水系统、热风部分、水系统、电气热控系统、辅助系统。
（1）进出口喇叭采用2205双相不锈钢，进口喇叭设置气流均布板。气流均布板采用多孔结构，通过框架固定在进口喇叭上，气流均布板材质采用2205不锈钢。
（2）湿式电除尘器壳体采用框架式结构，材质选用区2205双相不锈钢，除尘壳体设计为可靠的密封、防雨措施，壳体内不存在死角或灰尘集聚区，无尖角或伸向阴极线的突出部件。壳体设计压力±5000Pa，保证了壳体长期运行不变形。壳体表面采取保温措施。在除尘器侧部和顶部设置检修人孔门，用于除尘检修维护。在除尘器内部设置检修通道，用于检修维护。
（3）阳极板布置前后2排，采用2205双相不锈钢丝网作为阳极板模块，每个模块固定在阳极框架上，其独特结构和布置方式对除尘器性能有较大提升。
（4）设置冲洗水箱、高压冲洗水泵、过滤器、阀门、喷嘴等设备用于冲洗阳极板、阴极线和均布板等部件，利用高压水对阳极板和阴极线进行清洗，保证极板极线干净。
（5）清洗废水经过灰斗收集将冲洗完的废水由管道排至脱硫系统回用。
（6）阳极采用鱼骨针刺，材质选用2205双相不锈钢。
（7）绝缘子防污闪设计，该装置将绝缘子密封在保温加热箱内，在保温加热箱上预留进风孔，被加热的热空气作为气源。气源不断吹入保温加热箱内，热空气通过绝缘瓷缸顶部的气孔进入壳体内部，将湿烟气阻挡在瓷绝缘子外，延长静电除尘器的运行周期，从根本上防止静电除尘器用瓷绝缘子污闪现象的发生，减少维护频率。绝缘子结露和爬电，设置电加热装置烟气中水分在绝缘子表面冷凝引起爬电，不仅影响电压升高，而且造成绝缘子击穿，设备损坏，在绝缘子周围设置电加热装置，对绝缘子进行加热。
图4.1 外形尺寸图
4.2 结果
径流式电除尘器安装后运行稳定，经电力科学研究院进行性能验收试验，出口粉尘浓度2.52mg/Nm3(标态、干基、6%O2)，出口雾滴浓度10.38 mg/Nm3(标态、干基、6%O2)，烟气阻力185Pa, 达到“超净排放”目标，同时也解决了石膏雨等问题，且占地面积较小。
5. 结论
径流式电除尘器验收结果表明，径流式除尘器运行可靠，除尘和去除雾滴效果好，为燃煤发电机组烟气治理提供了新的思路和工艺设备，和其他除尘设备相比的改进方面：
（1）新颖阳极板结构和布置方式确保了较高的除尘和去雾滴。
（2）烟气接触部分材质选用2205 双相不锈钢，其耐腐蚀性能好，保证了在酸性腐蚀环境下运行可靠性。
（3）高压绝缘采用热风风帘隔绝技术保证高压系统运行稳定性。
（4）采用高压水进行冲洗保证了阴阳极的洁净度。
（5）冲洗污水回用于脱硫系统保证了废水零排放目标。
参考文献
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【7】张殿印 申丽 工业除尘设备设计手册化学工业出版社2012.7
论文作者:焦书震1,张立权2,李刚3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/5
标签：雾滴论文; 烟气论文; 电除尘器论文; 粉尘论文; 阳极板论文; 电场论文; 径流论文; 《电力设备》2018年第6期论文;