摘要：湿式电除尘器是一种新型的电除尘设备，主要用来去除含湿气体中的粉尘颗粒或微颗粒（包括PM2.5、PM10）等。目前已经在燃煤电厂得到了很好的应用。本文首先分析了湿式电除尘器的结构特点和工作原理，然后重点分析了湿式电除尘器的伏安特性和湿式电除尘器对燃煤电厂烟尘的深度处理情况。
关键词：湿式电除尘器；燃煤电厂；烟尘；伏安特性；深度处理；
1 引言
科学技术的迅速发展和工业化进程的加快使我国的经济得到了迅速持续的增长，但是同时，随着各种排放型工厂、企业等数量的不断增加和规模的持续扩大，造成大量的颗粒粉尘或废气的排放给我们赖以生存的自然环境带来了极大的污染和破坏，为此，近几年国家大力推行节能减排和生态环保政策，并且收到了一定的成效。而燃煤电厂的粉煤灰的排放一直是空气中细颗粒物的主要来源之一。据相关资料统计，燃煤电厂直接排放的PM2.5约占全国PM2.5排放总量的10%，加之由燃煤产生的二次颗粒物，燃煤电厂排放的PM2.5占全国PM2.5排放量的比例还会更高。因此，如何有效控制燃煤电厂粉煤灰的排放量，成为我国各环保科技单位、设计院所等相关单位普遍重点关注和研究的问题。近几年，湿式电除尘器在我国燃煤电厂得到了较好的推广和应用，在燃煤电厂的烟尘处理上收到了一定的成效。
2 湿式电除尘器的结构特点及工作原理
2.1 湿式电除尘器的结构特点
湿式电除尘器在结构上可以分为管式和板式两种形式。管式电除尘器的集尘极是由多根并列的多边形或者圆形的金属管组成，放电极均匀分布在极板之间。管式湿式电除尘器的集尘极是平板形状，只能用来处理水平或垂直流动的烟气。湿式电除尘器是通过喷嘴雾化或者溢流水等方式使极板表面形成水膜将粉尘冲走的电除尘器，具有避免粉尘再次飞扬、除尘效率高、运行可靠等优点，但是由于极板极易被腐蚀，所以只适合用于除尘效率较高的情况。
2.2 湿式除尘器的工作原理
湿式电除尘器的工作原理与干式电除尘器基本相同。都需要经历粉尘荷电、粉尘收集和粉尘清除三个阶段。首先金属放电线在直流高压的作用下将粉尘气体或者雾滴粒子电离，使粉尘荷电，然后荷电粉尘在电场的作用下向集尘板运动，并在集尘板上沉积下来，形成一层均匀稳定的水膜，将集尘板上的颗粒物带走。湿式电除尘器主要处理含水量较高或者饱和的湿气体，采用定期冲洗的方式，使粉尘随着冲刷液的流动而被清除。
3 湿式电除尘器伏安特性分析
3.1 湿式电除尘器运行中的伏安特性原理分析
湿式电除尘器工作的第一步就是使粉尘荷电，如果不能使粉尘充分荷电，就不会达到高效除尘的效果。而粉尘荷电是通过在极板阴阳两极间产生电晕来实现的。因此，电晕性能的高低是影响湿式电除尘器的除尘效果的重要因素之一。在电极板火花放电或反电晕之前所获得的伏安特性能有效表征电除尘器从气体中分离粉尘的效果如何。伏安特性通常被用来判断电除尘器的运行状况以及能否有效除尘。
3.2 伏安特性实验装置
伏安特性的实验装置主要由粉尘管道、发尘器、流量计、高压供电系统、压力表、喷淋系统、放电收尘系统、风机、水箱、水泵和调节阀等组成。实验系统的同极间距在２００～３５０ｍｍ 范围内可调。高压供电系统由高压硅整流器、高压控制柜和高压隔离开关组成，高压隔离开关安装在高压硅整流器和湿式电除尘器之间，并且与 ＰＬＣ 相连，可实现远程操作和控制。低压控制系统包括低压控制柜和 ＰＬＣ 系统柜，两部分联合使用可实现湿式电除尘器加热系统、风机频率和水泵压力的控制。
3.3 伏安特性实验结果分析
在湿式电除尘器工作的过程中，二次电压和二次电流可以反映湿式电除尘系统的实际工作情况。极板间的电晕电压和电流之间的关系就就叫做伏安特性。通过分析伏安特性曲线可以了解湿式电除尘器的除尘效果。从而可以快速、准确地找出影响湿式电除尘器中的电场工作效率的主要因素。因此，伏安特性可以作为衡量湿式电除尘器除尘效率的主要指标之一。
伏安特性实验的测定是以空气为介质，在环境温度为22－26℃，大气压为101k Pa左右，相对湿度为60%－85%的条件下进行的。通过改变电场的风速得出二次电压和二次电流的伏安特性曲线。如图1所示。
由图1可以看出，电场风速从0.6ｍ／ｓ逐渐增大到1.4ｍ／ｓ时，伏安特性曲线逐渐趋于平坦，但电场风速为1.0ｍ／ｓ时，在电压保持不变的情况下，电流稍有上升趋势。这种现象主要是由于离子迁移率的变化所导致的，因为粒子迁移率受电场风速的影响很大，带电尘粒的迁移率与电子和离子相比非常小，随着电场风速的增大，因吸附电子或离子的带电尘粒数量将增多，这样就导致单位时间内到达收尘极的电荷数量相对减少，电晕电流降低，最终使得伏安特性曲线将向下偏移，由实验可知，湿式电除尘器适宜的电场风速为1.0～1.2ｍ／ｓ。
4 湿式电除尘器对燃煤电厂烟尘的深度处理
4.1 燃煤电厂粉煤灰的表征
粉煤灰是指煤炭在燃煤电厂的锅炉中燃烧以后所排放出来的烟灰。粉煤灰在表面上看起来很像建筑工地上用的水泥，它的颜色与其形成过程有很大的关系，一般情况下颜色在乳白色与灰黑色之间进行变化，颜色越深，粒度越细，含碳量也越高。
4.2 影响湿式电除尘器除尘效率的因素
4.2.1 粉尘的特性
粉尘的特性是影响湿式电除尘器除尘效率的重要因素之一。粉尘的特性一般包括粉尘粒径的大小以及分布规律、粉尘的比电阻、粉尘的密度以及粉尘的粘附性等。其中粉尘的粒径大小及分布规律和比电阻是影响湿式电除尘器效率的主要因素。
4.2.2 喷嘴雾化及喷淋量
喷嘴雾化会产生水雾，水雾的存在会对湿式除尘器的电极产生影响。水雾的雾滴大小和在阴极线的分布情况都会使极板间的电场发生变化，电场强度的不断增加会使二次电压超过电晕电压，粉尘在极板的荷电效果就会受到影响，从而影响到湿式除尘器的荷电情况。
另外，喷淋量也是影响湿式电除尘器除尘效率的重要因素。如果喷淋量太小，被极板捕集到的粉尘气体或者雾滴就会在阳极极板上堆积下来，阳极极板就会受到腐蚀，从而影响到湿式电除尘器的除尘效率；如果喷淋量太大，一方面会造成水资源的浪费，；另一方面，还会增加循环水处系统的负担。另外，喷淋量的大小决定了相同水压下电场空间内的液滴数目、分布以及粒径大小，这些对湿式电除尘器空间荷电有很大影响。
4.3 湿式电除尘器对粉煤灰去除效果
当前，我国燃煤电厂的烟气处理过程一般都是经过脱销→除尘→脱硫等几个环节，粉煤燃烧后的烟气经过湿法脱硫以后直接进入烟囱。然而，在脱硝过程中的催化剂的作用下会产生大量的SO3。作为脱硝还原剂注入烟气中的NH3，在实际运行中会发生部分逃逸。现有的湿法脱硫系统去除PM2.5细颗粒物的能力很弱，对汞和SO3气溶胶等的脱除率也有限，从而导致烟囱风向的下游经常出现“酸雨”“石膏雨”等现象，或是出现有长长烟尾的“蓝烟”现象。而湿式电除尘器在燃煤电厂的使用完全解决了以上问题，实现了近零排放的效果。
5 结语
综上所述，湿式电除尘器在燃煤电厂的使用，可以有效减少燃煤电厂中粉煤灰的排放量，同时解决了燃煤电厂中湿法脱硫所带来的“石膏雨”、“蓝烟”等问题，并且提高的煤粉的利用率，节约了成本，真正实现了节能减排的目标，大大响应了国家倡导的节能减排生态环保的号召。随着国家对节能减排要求的提高和对生态环境治理的越来越严格，湿式电除尘器在将来一定会得到更广泛的推广和应用，并且会在应用的过程中不断优化创新，更好地提高湿式除尘器的除尘效果和性能。
参考文献
[1]桑英娜.湿式电除尘器对燃煤电厂烟尘的深度处理.[J].中国环保产业.2014.09.20.
[2]王敏.燃煤电厂采用湿式电除尘器深度除尘的应用研究.[J].电力科技与环保.2016.02.15
[3]杨东月.燃煤电厂烟气综合净化技术研究.[D].华北电力大学.2015.03.01.
[4]王东歌.燃煤电厂湿式电除尘器研究与工程实践.[J].南京信息.2016.06.01.
[5]张华东.湿式电除尘器在燃煤电厂的应用条件分析[J].中国电力.2015.48-8.
论文作者:张龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/7
标签：电除尘器论文; 粉尘论文; 电厂论文; 燃煤论文; 极板论文; 电场论文; 特性论文; 《电力设备》2017年第18期论文;