国内不同型式湿式电除尘器的综合技术比对.doc

国内不同型式湿式电除尘器的综合技术比对目前，市场上较为常见的燃煤电厂用湿式电除尘技术主要有金属极板、玻璃钢极板和柔性极板三种。本文通过结构、性能等技术对比分析得出金属极板型式的电除尘器的可靠性最佳，可以长期保证低排放，并实现多污染物的协同控制，特别是对SO3的高效脱除，能够有效缓解防腐，降低烟囱防腐费用。关键词：电除尘器；湿式；WESP；金属极板随着国家对于大气污染物排放的控制越来越严格，大部分的燃煤电厂都采用了脱硫和除尘相结合的方式降低颗粒烟尘的排放。目前，在发电过程中采用湿法脱硫与湿式电除尘器的方式可以减少85%的硫化气体以及超过80%的颗粒烟尘。最终的成果是将燃煤电厂烟囱可见烟气的浑浊度可以降低到了10%以下。湿式电除尘系统可简称为WESP。1、WESP国内制造商我国燃煤电厂湿式除尘技术发展较晚，目前国内湿式电除尘出现了几个不同的技术流派，主要有以福建龙净为代表的冲洗式金属极板的湿式电除尘技术，以山东山大能源环境有限公司为代表的柔性阳极湿式电除尘技术及以双盾环境科技有限公司为代表的玻璃钢湿式电除尘技术。此外还有浙江菲达环保引进的日本三菱湿式电除尘技术、浙江南源引进的日本日立湿式电除尘技术和南京通用引进的日本科特雷尔湿式电除尘技术，也是采用冲洗式金属极板，技术路线与龙净环保大致相同。2不同极板的WESP技术对比2.1结构差异金属极板WESP：（1）阳极板采用平行悬挂的金属极板，极板材质为SUS316L不锈钢；（2）因为金属表面可以采用连续喷水形成表面的保护膜，因此金属极板的WESP必须配置喷淋水循环系统。喷淋水在清洗完金属表面后进行酸碱性的中和可以继续循环使用，部分喷淋水会为脱硫系统进行补水。柔性阳极WESP：（1）通过静电吸附原理进行除尘：阳极的材质是蜂窝形式的柔软性织物，阴极的材质为铅锑合金。阴极线配置在每个阳极孔的中间，湿润后会与阳极形成导电系统。阳极外侧配置2205、2507不锈钢材质的框架和张紧装置；（2）与金属极板不同，柔性阳极WESP不需要配置循环喷淋水系统，而是需要一套酸液导流装置对柔性阳极WEPS进行清理，烟尘颗粒沉淀处理后的酸性溶液可直接进入初六浆液系统；（3）无水循环系统，相当于电除尘雾。玻璃钢阳极WESP：（1）阳极板布置成蜂窝结构，烟气由上往下通过除尘器。阳极板材料为高分子含碳复合材料的导电玻璃钢，添加了碳纤维作为导电材料，合成树脂作为黏合剂。阴极采用阴极线，位于蜂窝结构孔道中间，阴极线材料采用钛合金；（2）阳极系统采用间歇式喷淋系统，每24小时冲洗一次，冲洗5min，冲洗时需要断电，每个供电分区轮流冲洗，冲洗水直接进入脱硫系统。2.2性能对比金属极板WESP：（1）金属极板由于材质的刚性较高，因此在使用过程中不易变形，抗压能力强。两个极板间的距离保持良好，从而保证了较好的电厂性能和机械强度。能够承受55kV以下的高压电；（2）对烟尘的流速要求低，可以选择较长的停留时间，在2m/s的速度下即可以进行微小烟尘颗粒和气溶胶的清理，除尘效率良好；（3）循环水喷淋能够在金属极板表面形成均匀牢固的保护膜，清除大部分的灰尘；（4）喷水清灰同时具有脱除SO3、SO2、NH3、汞等重金属污染物的能力；（5）循环水可以对脱硫设备进行补水，不但不会对其他设备造成损害，而且能够节约资源，提高除尘效率；（6）除尘效率与除尘面积有关，除尘面积足够时可以保证达到除尘效果，除尘效率根据配置不同一般可达7090%；（7）金属极板的WESP设备占地面积较大，对于系统阻力要求要高于300Pa。柔性阳极WESP：（1）由于柔性阳极采用的较为柔软的织物组织，虽然有金属框架作为支撑，但是仍然极易受到烟尘流动的影响，产生变形，因此在机械性能和电容稳定性上肯定要有所损失；（2）烟气流速较高（3m/s），产生气流带出，停留时间短，PM2.5细微颗粒及气溶胶脱除率低；但是烟尘气流流速过高时会造成稳定性下降，也会影响工作性能；（3）柔性阳极WESP利用酸性溶液进行灰尘的带出和沉淀，但是对于极板表面的灰尘并没有清理作用，必然会造成除尘效率的降低；（4）没有喷水清灰，不具备脱除SO3、SO2、NH3、汞等重金属污染物的能力；（5）收集的酸液沉淀后进入脱硫系统，对脱硫塔内的物料平衡有一定的影响，增加脱硫运行的费用（待评估）；（6）除尘效率受除尘面积的影响一般为5075%；（7）柔性阳极WESP设备的尺寸较小，系统阻力要求不高于300Pa。玻璃钢阳极WESP：（1）玻璃钢阳极WESP和金属极板一样具有良好的稳定性和除尘效率，可承受78kV的高压；（2）对烟气流速要求较高，选用较短的停留时间，在3m/s的速度下进行微小烟尘颗粒和气溶胶的清理，效率低；（3）无水膜冲洗清灰，利用喷淋系统每隔一段时间进行冲洗，极板表面有积灰可能，影响集尘效果；（4）由于是间断性喷水清灰，因此虽具备脱除SO3、SO2、NH3、汞等重金属污染物的能力，但脱除率不高；（5）收集的酸液沉淀后进入脱硫系统，对脱硫塔内的物料平衡有一定的影响，增加脱硫运行的费用（待评估）；（6）除尘效率受除尘面积的影响一般为5075%；（7）玻璃钢阳极WESP设备的尺寸较小，系统阻力要求为300-500Pa。2.3可靠性对比金属极板WESP：（1）金属极板本身具有一定的抗腐蚀能力，再加上喷淋循环系统的不断冲洗在金属表面形成保护膜，因此金属极板的使用寿命可以达到15年；（2）金属极板WESP可以承受较高的温度和电压，在脱硫设备故障时仍可以进行正常工作；（3）对于电腐蚀的抵抗能力强；（4）喷淋水系统可以保证金属极板一直处于无灰尘的清洁状态；（5）无需框架支撑和张紧装置，内部支撑板可采用碳钢与玻璃的结合的材质。柔性阳极WESP：（1）柔性阳极WESP在使用过程中容易变形和摇摆，阳极织物也需要定期更换，因此使用寿命仅为6年左右，换布率在一个大修整周期内为20%；（2）柔性阳极不能承受高温高压腐蚀，严重时会造成极板燃烧，直接报废；（3）无喷淋水系统，清灰无保证，设备性能、安全有隐患；（4）除了支撑框架采用不锈钢以外，其他支撑部件均采用碳钢加玻璃鳞片的结构。玻璃钢阳极WESP：（1）阳极板材料为高分子含碳复合材料，抗腐蚀性较好，产品声称使用寿命15年以上；（2）玻璃钢阳极WESP可以承受较高的温度和电压，在脱硫设备故障时仍可以进行正常工作。（3）对于电腐蚀的抵抗能力强；（4）间断性喷水，无法长期保证极板干净，设备性能、安全有隐患。2.4运行费用金属极板WESP：（1）耗电：水循环系统耗电42kW；（2）耗水：系统零水耗；（3）化学药剂：耗NaOH溶液；（4）易损件更换：无易损件。柔性阳极WESP：（1）耗电：耗电量低；（2）耗水：系统零水耗；（3）化学药剂：除尘酸液直接排入脱硫浆液系统，对脱硫运行经济性有一定影响（待评估）；（4）易损件更换：换布率在一个大修整周期内为20%，总成本约为40万元，每年的平均材料和人工成本为8-10万元。玻璃钢阳极WESP：（1）耗电：耗电量低；（2）耗水：系统零水耗；（3）化学药剂：除尘酸液直接排入脱硫浆液系统，对脱硫运行经济性有一定影响（待评估）；（4）易损件更换：无易损件。3结论通过上述技术对比可以看出三种技术路线各有优劣：金属极板WESP由于极板稳定，且有水膜覆盖冲洗系统，因此在电场稳定性、清灰性能上具有优势，喷水清灰同时具有脱除SO3、SO2、NH3、汞等重金属污染物的能力。综合比较，初步认为金属极板性能略优于柔性阳极及玻璃钢极板。从技术潮流来看，金属极板WESP为国际主流技术，已在多个国家得到应用，国内主流采用金属极板WESP，而柔性阳极WESP经过多年的发展，仍然只有极少数应用案例，因此认为技术方向的风险大于金属极板，国内投运项目已出现极板烧毁现象。相较于金属极板WEPS技术，柔性阳极WESP和玻璃钢阳极WESP的主要的优势在于运行费用中没有喷淋循环系统的维护和维护的支出，但是这两项技术均会对其他的运行系统产生不良影响，主要是破坏了脱硫设备内部的酸碱平衡，需要增加脱硫CaO用量，也要增加费用，总体运行费用相差不大。同时不具备脱除SO3、SO2、NH3、汞等重金属污染物的能力。综合分析对比，认为金属极板WESP在技术风险和可靠性上占有优势，可以长期保证低排放，并实现多种污染物的协同治理，特别是对SO3高效脱除，能够有效缓解防腐，降低烟囱防腐费用。参考文献：1赵琴霞，陈招妹，周超炯，尹得仕.湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景探讨J.2012（04）：24-26.2张华东，周宇翔，龙辉.湿式电除尘器在燃煤电厂的应用条件分析J.中国电力，2015（08）：13-16.山东工业技术 中国大唐集团科学技术研究院 作者：洪如松 5