WESP型湿式电除尘器的技术应用的探讨

田亚兰

摘 要：通过对WESP型湿式电除尘器原理的分析，说明其性能不受粉尘比电阻和煤灰性质的影响，，性能稳定，高效，运行可靠，对PM2.5、石膏、SO3有很高的脱除效率。论述了其为提高除尘效率所采取的技术措施，以及使用后调研报告，结论是WESP型湿式电除尘器是可使燃煤企业实现超洁净排放，达到国家超净排放标准。

关键词：WESP型湿式电除尘器；高效除尘所采取的技术措施；超净排放

引出语：随着经济的发展，能源消耗排放的污染物可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气污染严重。环保部发布（2013年14号）公告：要求重点控制现役燃煤机组执行特别排放限值，地方政府要求燃煤发电机组烟气达到超低排放标准。湿式电除尘器是湿法脱硫后最终把关的最佳环保设备。

1 湿式电除尘器原理与优点

湿式电除尘器广泛应用于冶金、化工等行业，在控制烟气中的酸雾、细微颗粒方面效果显著。目前全世界范围内投入运行的湿式电除尘器超过1000台。 湿式电除尘器的主要工作原理：湿式电除尘器也是电除尘器的一种，是直接将水雾喷向电极和电晕区，水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化，在这里，电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用，最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集；除灰方式是将水喷至集尘极上形成连续的水膜，采用水清灰，流动水膜将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。

湿式电除尘器安装在湿法脱硫之后具有以下优点：

1. 粉尘控制，接近零排放——WESP型湿法电除尘器，出口粉尘排放浓度可控制在5mg/Nm3以下，相当于零排放。

2. 长期高效运行——不受比电阻、燃煤变化、排放要求提高的影响，可以长期稳定运行在10mg/Nm3 以下，甚至更低。

3. PM2.5超细粉尘及气溶胶控制——WESP型湿式电除尘器通过多场作用与相变、团聚等机理，共同促进微粒高效凝并“长大”，实现高效脱除，对PM2.5的去除效率高达95%以上。

4. SO3酸雾控制——在湿法电除尘器内部通过喷雾增湿，荷电后的SO3酸雾在静电凝聚作用下粒径增大，被捕集于极板与水膜形成稀酸，去除效率可达80%以上。

5. 汞排放控制——湿法电除尘器内部过饱和环境和静电脱除效应，对烟气中颗粒汞、氧化汞脱除效率高达60%以上。

6. 独特阳极板配置——具有专利保护的阳极板设计，保证水膜更加均匀。

7. 占地面积小——以实验确定喷嘴雾化，系统耗水量为300MW机组8t/h，确保工程占地面积最小。

8. 系统防腐设计，一体化解决粉尘、SO3酸雾、逃逸的石膏雾粒、脱贡的污染物，实现烟囱清洁排放。

2 湿式电除尘器提高效率采取的技术措施

技术措施一：采用一板四线的阴阳极配，电流密度均匀性好，无电场死区。

为避免电晕封闭，阴极线采用放电能力较强的尖端放电电极。为使阳极板上得到均匀的电场强度分布，采取每块阳极板对应4根阴极线的布置形式。

技术措施二：采用特殊设计制造的膜式导流引流专用收尘极板，变形小、水膜均匀

在湿式电除尘器里，喷入雾滴，使粉尘凝并、增湿，粉尘和雾滴在电场中一起荷电，荷电粒子在电场力的作用下，被收尘极板捕集。被捕集的水滴和粉尘在整个收尘极板上形成连续向下流动的水膜，从收尘极板上流到灰斗中，然后通过灰斗排出，从而达到烟气净化的作用。WESP型湿式电除尘器布置在湿法脱硫后，进入湿式电除尘器的烟尘主要含以SO3为代表的气熔胶、石膏液滴、以及难以收集的大量PM10以下的微细粉尘。湿式电除尘器长期在此环境下运行，易引起腐蚀，液结，极板更是首当其冲。因此极板表面形状、材料选择显得尤为重要。该型采用专用的湿法脱硫后的收尘极板，板宽818mm，防风沟封闭，避免灰水进入造成酸腐蚀，极板采用防腐合金钢制作。

技术措施三：先进的喷淋系统和冲洗方式

湿式电除尘器由于采用湿式清灰，对粉尘性质不敏感，无二次飞扬，因此能达到极低排放，同时还能有效控制三氧化硫酸雾，减轻湿法脱硫后由于GGH的取消带来的烟囱腐蚀问题。因此，对湿式电除尘器而言，喷淋冲洗系统极为重要。 WESP型采用特有的湿式电除尘器冲洗装置，该冲洗装置包括分布板冲洗管路、电场冲洗管路与除雾器冲洗管路。电场冲洗管路分为间断冲洗与连续喷淋两种。 喷淋冲洗系统的喷嘴布置通过实验确定，以实现喷淋分布均匀，不留死角。雾化效果好，且用水量省。

采取合理的冲洗方式和冲洗制度，可有效解决湿式电除尘器应用于燃煤电厂可能出现的积灰腐蚀问题，实现除尘效果佳，耗水量少，寿命长的理想效果。

技术措施四：系统水平衡设计

1. 检修、维护量少：

考虑除尘器的常规维护、喷嘴的更换与维护，按三年一个大修期约30万元，水泵的检修、过滤器的检修按三年大修期约20万元，即年平均成本约15万元。

2. 使用寿命：

WESP型湿式电除器的壳体为普通碳钢加内壁衬鳞片，极板、极线和支撑件均采用不锈钢材料，可满足湿式静电除尘器20年以上的使用寿命。

3. 运行操作简单、可靠：

湿式电除尘器内部没有运动部件，水膜清灰使极板表面没有粉尘堆集，水冲洗使阴极线不挂灰，因此，同其它除尘方式相比，其电场内部及本体的运行操作维护简单。

4. 增加湿式电除尘器对现有系统的影响和分析：

根据国内外锅炉行业使用湿式电除尘器的经验表明：湿式电除尘器对现有系统未发生不利的影响，而好处是显而易见的：能有效脱除PM2.5微细粉尘和气溶胶，改善烟囱透明度；有效脱除SO3，缓解下游烟道、烟囱的腐蚀；解决湿法脱硫带来的石膏雨，蓝烟酸雾等环境问题。

5. 湿式电除尘器极板极线结垢与腐蚀的防护措施：

项目设计的集尘极与放电极的清灰水由不同管道提供，采用特定的喷嘴，运行过程中集尘极一直保持喷淋状态，而放电极一天只喷淋几次，使湿式电除尘器运行中极板的表面一直充满连续的水膜，水膜的冲刷作用对极板表面有最佳的清洗效果，极线的放电针尖结构特殊处理，使其喷淋冲洗后不易造成粉尘液结，极板、极线均将采用高耐腐蚀不锈钢材料，所有这些措施能保证极板板线不结垢和腐蚀。

6. 湿式电除尘器对PM细微粉尘的脱除效率研究：

WESP型湿式电除尘器检测报告显示，收集的灰水中PM10以下细微粉尘占90%，PM2.5以下的细微颗粒占30%，由此可表明湿式静电除尘器对细微粉尘有很强的脱除效率。

7. 脱硫除雾器故障时，大量脱硫浆液直接进入湿式电除尘器，本项目湿式电除尘能保证正常运行并且不影响烟囱排放： 项目设计的湿式电除尘器，在进口喇叭内设置有气流分布装置，分布板同时配置了强力的冲洗喷嘴，因此一旦脱硫除雾器故障，大量脱硫浆液进入湿式电除尘器的进口喇叭时，会被一层一层的分布板阻隔和捕集，同时打开喷嘴进行强力冲洗，使浆液在电场的前端得到预处理，不影响湿式电除尘器的正常运行，保证烟囱排放。

3 国内WESP型湿式电除尘器调研情况

1、国内第一台锅炉行业湿式电除尘器于2011年12月份应用于福建上杭，经测试，出口粉尘排放浓度低于10mg/Nm3。

2、国内首台燃煤电站湿法脱硫后湿式电除尘器在中电投上海电力长兴岛成功投运：2013年1月，国内首台燃煤电站湿法脱硫后湿式电除尘器在长兴岛电厂#1机组成功投运（#2机组也在同一个月内投运）。经测试，湿式电除尘器的出口粉尘排放浓度6.1mg/Nm3及4.3mg/Nm3。

3、华电淄博热电厂330MW机组配套湿式除尘器粉尘排放仅5.2mg/Nm3。

4、大唐黄岛电厂2x670MW机组2014年7月初投运，设计出口粉尘排放5mg/Nm3以下。

4 结论

WESP型湿式电除尘器可有效去除SO3、NH3、HCL等气溶胶、Hg等重金属、微细粉尘（PM2.5）、细小液滴等，去除效率可达90%以上，使电厂复合污染物排放浓度降低，有效降低了环境污染，能达到超低排放，也是对国家节能减排政策的积极响应。