湿式电除尘在大型火电机组中的应用研究

2018-04-15广东省粤电集团有限公司珠海发电厂陈新根

电子世界 2018年13期

广东省粤电集团有限公司珠海发电厂陈新根

0.引言

在以往的湿式静电除尘器装置中，通常采用金属阳电极，具有电极笨重、冲淋水需求量高、水膜分布不均等缺陷，因此对滴液的收集量方面也不够充足。同时，建设成本与运行成本等均能够对技术的推广产生不利影响。对此，本文提出了一种以柔性纤维作为阳极材料的湿式静电除尘器，使利用效果得到显著提升。

1.湿式电除尘基本原理

基本原理主要为：将水雾直接喷洒到电极、电晕区当中，使其在电极的作用下形成巨大的电晕场内荷电，然后经过进一步分裂后雾化，这时电场力、荷电水雾二者之间发生接触，对粉尘粒子起到普集作用。与以往干式电除尘器之间存在区别的是，干式除尘器需要通过振打的方式将极板中的灰尘打落，而湿式除尘器则使将水喷洒到集尘极中形成水膜，通过水膜的流动性对普集的粉尘进行冲刷，最终使其顺着水流的作用排出。虽然湿式电除尘器的类型多种多样，但是在基本原理上大同小异，主要是利用电除尘的方式将气体当中的悬浮尘粒与气溶胶相互分离，主要包括以下物理流程：（1）气体电离；（2）气溶胶与悬浮尘粒的荷电与凝并；（3）荷电尘粒与气溶胶朝着电极的方向运行；（4）水膜的作用下对极板进行清灰[1]。

2.湿式电除尘系统的主要构成

在湿式电除尘器当中，主要构成为水系统、本体、配套高低压装置等，主要特点为阴极悬吊、灰水循环利用、绝缘子保护等，使先进技术的优势与维护的便捷性充分的体现出来，主要构成内容为：一是除尘器本体，包括喷淋系统、阴极系统、外壳结构、除雾装置、高压绝缘装置、灰斗装置等。二是水系统，包括加药系统、补给水系统、污水过滤系统、水循环系统等，其构成要素如下。

2.1 导流装置

烟气脱硫吸收塔经过弯头之后，将烟气输送到深度净化装置当中，这时烟道当中的气流分布不够均衡，使粉尘与液滴的去除效率得到明显增加，因此在净化装置当中需要对封头处设置导流板，进而对气流分布进行预优化处理。在经过优化设置以后，在烟气深度净化装置当中，能够通过多块直型导流板使烟道实现水平扩张，促进系统当中的烟气向四周扩散，防止产生漩涡区域，有效缓解了系统当中的阻力值。在装置内部进行模拟后，气流在烟气深度进行净化与分布，使气流均匀性σ的数值不超过0.2，这时则满足了湿式静电除尘对气流分布方面的需求[2]。

2.2 阳极装置

与传统湿式静电除尘器相比来看，阳极装置中采用柔性纤维织物当作柔性集尘极，此类装置的重量较轻、成本较低、具有较强的抗腐蚀性，并且不需要对其进行连续的冲洗便能够达到预期目标。将阳性装置应用到火电厂中，能够在冲洗水后在电极的表面形成均匀分布的水膜，进而实现在线清灰。在该装置设计的过程中，阳电极材料中采用柔性纤维织物，具有良好的浸润性，在实际运行的过程中，能够在表面形成水膜，粘附到极板的烟尘颗粒当中，使颗粒在水膜重力的作用下下降到集液槽当中，无需另外对其喷水，便能够实现在线清灰。同时，这种新型的清灰方式还能够有效抑制液滴中存在的夹带效应，使其去除效率显著增强。在该装置当中，由于出口位置较高，为了对烟气导流与液滴进行有效的收集，采用长短布设的方式，利用长布将水膜引入到集液槽当中，然后使气流在烟道的出口处汇集，进而增加集尘面积，使粉尘与液滴的补集效率增加。

2.3 阴极装置

在本文研究的静电除尘器当中，在工作原理上与常规除尘器相似，但是将柔性电极净化系统在烟气环境下应用时，应加强对腐蚀问题的预防。铅锑合金芒刺线由于具有较强的耐腐心梗，能够在湿烟气的环境中使用，因此在本系统的阴极装置中，采用此种类型的铅锑线，保障系统的运行电压达到合理状态。在系统的绝缘箱内的吊杆中，采用陶瓷管支撑的方式，将箱内配备的电加热装置启动，使温度保持在120-140℃范围内，保障阴极与阳极之间处于干燥且绝缘的状态，并且能够防止绝缘子中出现腐蚀问题。

2.4 冲洗系统及防腐措施

在冲洗系统中主要是对阴极线与阳极板进行冲洗，避免二者发生大量粉尘黏度等问题，进而防止结块现象发生。由于系统对二个装置具有不同的要求，因此冲洗系统应分开运行，首先对阳极装置进行冲洗，然后对阴极装置进行断电、降压后进行冲洗。另外，如若系统由于故障问题导致烟气温度大幅度提升，则冲洗系统能够对烟气进行降温、冷却处理，保护装置的长期安全运行。

由于柔性电极烟气装置安装在脱硫设备当中，并且其工作环境较为潮湿，酸性较强，通常会对碳钢设备造成腐蚀，进而对装置的运行安全造成不良影响，因此需要采用一些抗腐蚀措施来保障系统的正常运行。在本文所研究的系统中对防腐措施进行优化，采用耐高温的玻璃鳞片作为防腐材料，长时间耐温160℃，瞬间的耐温高度可达180℃，并且冲刷面也经过优化后，使FRP的耐磨程度得到显著提升[3]。

3.湿式电除尘系统应用效果及安全优化措施

3.1 应用效果

在烟气深度净化装置中，其工作原理与传统静电除尘器具有许多相似之处，均是借助高压电场的作用，对烟气进行电离处理后，使气流中的粉尘由于受到电场影响与气流实现分离。二者间的区别在于，本文所研究的柔性电极烟气净化装置主要对脱硫后的湿烟气进行处理，并且采用液膜清灰的方式来实现。与以往传统方式相比在实施效果上较为明显。

（1）除尘效率较高，能够有效去除水雾，采用水膜清灰机理的方式，不会产生二次扬尘等问题，在潮湿的环境下也能够保障较高的电离效率。通过相关测试结果显示，烟气经过柔性电极深度净化以后，总颗粒的浓度温度不超过20mg / m3，液滴的含量也不超过20mg / m3，能够与新标准要求相符合，有效解决“石膏雨”问题。

（2）柔性阳极具有较强的耐腐蚀性，并且液膜的分布较为均匀，能够凭借液滴的自重实现冲洗和清灰，在常规运行的过程中不存在喷淋用水量。能够去除大量的重金属与SO3，使酸雾小颗粒中产生的“大白烟”现象得到有效的缓解与解决，同时还能够减少Hg等重金属污染问题。

（3）电晕产生的电流较大，微细粉尘的去除效率较高，并且荷电的效果较为显著，与以往传统除尘器相比来看，当粉尘比电阻处于特定范围内时，粉尘的去除效率较高，当粉尘比电阻大于界定范围时，则粉尘的去除率将受到影响而降低。而柔性电极净化装置则具备充分的饱和湿烟气，对粉尘比电阻的大小没有严格要求，因此在去除湿烟气中颗粒物、气溶胶方面呈现出十分显著的效果。

（4）在烟气净化装置当中，由于结构较为紧凑，使烟气能够垂直进出的面积较少，因此适用于场地面积较小的改造工程当中。

3.2 安全优化措施

由于湿式除尘器中的工作环境较为复杂，长期受到湿烟气的影响需要对其进行不断的优化，减少腐蚀现象的发生，这将需要相关人员在系统应用过程中做到防腐工作，防止系统长期遭到腐蚀而危及人身安全。湿式电除尘器在运行维护的过程中，应严格按照工作规程中的要求，在实际应用中注意人身与设备的安全，主要的注意事项如下：在运行的过程中，禁止将高压隔离开关柜打开，应保障柜门紧闭。在运行过程中，禁止将各种门孔封盖处理，如需将保温人孔门开启，则需要得到专业运行人员的批准后才能实施，做到有效的安全措施。湿式电除尘内部工作，需要严格执行工作票制度，对电源、电场、设备、烟气等进行隔离处理，保障除尘器温度处于40℃以下，工作部分均接地处理，并且具有安全可靠的措施，一旦释放出有毒气体或者出现爆炸等情况，不应立即进入到电场当中，而是要选择安全处躲避，以此来保障人身安全。