湿式电除尘技术在火力发电厂的运用

周杰 肖荣

【摘 要】在所有行业的污染物排放中，火力发电厂燃煤所造成的有害气体排放属于环境污染治理工作的重点。随着市场经济发展所带动的巨大电量消耗，火力发电行业的发展也比以前更加迅猛，所带来的污染也更加严重。为了有效缓解火力发电燃煤所带来的污染，各大火力发电企业都采取了相应的管理措施，其中湿式电除尘技术就是其中的一种，并且通过湿式电除尘技术的应用在火力发电厂控制烟尘减排的工作中取得了不错的效果。

【关键词】湿式电除尘;火力发电厂;运用

为了更好地保护环境，确保环保工作的顺利实施开展，对于火力发电所带来的污染治理工作已经变成了许多火电企业的重点工作对象。目前，湿式电除尘系统已经开始应用于各大火力发电企业，因其具有设备投入小、效果明显、适用范围广且没有二次污染等一些显著的优势，在火力发电行业以及其他工业领域得到了广泛的应用，并取得了显著的降尘减污效果。

1湿式电除尘技术的应用背景

随着国家工业化建设的不断推进，各个行业对电力的需求也在不断增加，火力发电厂在电力供应方面发挥着不可替代的作用。但是巨大的发电量背后伴随着的是亟待解决的扬尘污染和大气污染。为了有效降低工业化快速发展所带来的大气污染问题，国家开始在各个行业中进行相关的环境治理工程，其中火力发电厂所应用的湿式电除尘设备就是其中的一种。由于湿式电除尘设备在大气污染治理效果方面具有运行成本低、除尘效果好、适用范围广等一些显著地优点，所有被广泛应用于众多工业制造领域的除尘降污工作中。

以火力发电厂为例，在火力发电的过程中由于工业煤燃烧所排放的二氧化硫、氮氧化合物和固体粉尘颗粒等对环境的危害是巨大，且短期内不可逆的。因此湿式电除尘设备的应用对于如何降低工业化发展所带来的有害大气污染物的治理工作具有重要的意义。

2湿式电除尘设备构造及技术原理

湿式电除尘设备是一种对于有害烟尘进行精细无害化处理的专用设备，设备系统主要由除尘器件、水循环系统、高压整流设备以及智能湿式电除尘控制系统共同组成。湿式电除尘设备的工作原理可以简要概括为有害气体电离、粉尘荷电、荷电粉尘收集和核电粉尘清理四个阶段。在湿式电除尘的设备中有金属阳极和阴极两个电极，通过施加高压的直流电在电极周围形成一个可以是气体电离的电晕区，有害烟尘气体进入电晕区后经过电离产生大量的阴离子、阳离子以及带电电子，这些带电的粒子通过吸附在电晕区粉尘上使粉尘获得电荷，然后在电场力的作用下，这些带电荷的粉尘颗粒向集尘极运动，在集尘极聚集后通过液体冲洗集尘极表面，利用流动的水流将捕获的固体粉尘排出。

3湿式电除尘器在火力发电厂的应用

3.1除尘器的设计类型

在火力发电厂中垂直烟气流向是大多数湿式除尘器采用的技术，在电厂中主要有三种设计形式：①垂直的烟气流设计。电厂广泛运用这一方案主要是这种方案的安装和设计非常便捷，这种设计大多采用模块形式，供货后有多种链接方式，在工业领域这一项设计被广泛使用。②WFGD与垂直烟气流整体设计。WESP最常用的就是经典的垂直布置方式，这一设计方案的广泛使用主要是得益于其运行成本较低且旱地面积较小。③水平烟气流设计。电厂中经常会使用这种设计，这种设计构造因其模式化的設计而具有一定的难度，但是还是提供了专门的空间给这一设计。

3.2需要考虑的因素

在火力发电厂中国以上三种形式均可应用，但是在实际当中要保证电厂更加高效合理的运用这些设计必须要考虑某些因素。①在水平烟气流WESP中酸雾脱除装置的运用。②对湿式电除尘技术的整体布置必须进行甚至考虑，要慎重考虑选择的机构材料，因子其内部缺少可靠的刚性电极和活动内件。③要充分考虑整体布置湿式电除尘器的整体优势，这样可以有效降低烟囱内衬的费用，更加使用于优化清洗水喷雾冲洗的顺流和逆流，对于独立式的WESP系统优化酸处理和冲洗系统能够简化整个运行系统。④在现场改造项目中对湿式电除尘技术要进行针对性的考虑，在此过程中应该对场地的约束性和停机次数进行充分考虑。

3.3电除尘器的材料结构

湿式电除尘器的外壳是用能够有效防腐蚀的普通钢材料制作的，除尘部分必须选择防腐材料，通常都是任意可导性材料。湿式除尘器一般都是先用洗涤剂去除表面的腐蚀性酸性气体，然后再去除复合污染物，一般会在水喷淋过程中对湿式电除尘器收集的酸性物质进行中和来控制PH，以确保设备的正常运行。

3.4湿式电除尘技术的实际应用

在使用时间上，日本的火力发电厂使用湿式电除尘技术的时间已经超过了30年，碧南电厂的机组湿式除尘器是火力发电中最典型的例子。碧南电厂的五台机组使用的是湿式静电除尘器，长期运行以来取得了良好的效果，同时内外壳的腐蚀问题也不严重。例外在美国宾夕法尼亚电力公司湿式除尘器已经投入使用20多年，也发挥了巨大的作用。WESP将废气中的硫酸最终转换为了亚微米的酸雾，除尘器同时捕获吸收了这些酸雾。在WFGD吸收塔的有效空间内安装了这套湿式除尘器，有效收集了经烟囱上升气流中的硫酸雾，在空间上这种整体式的WESP虽然有一定的限制，但是有高效的可靠性。

3.5湿式除尘技术的应用范围

目前在火力发电厂中湿式除尘技术的使用时间已经30多年，大约有70种世界通用的WESP套装除尘技术。在大气污染控制系统中SCR+ESP/FF+WFGD+WESP是主要结构，即脱硝+袋式除尘器+湿法脱硫+湿式电除尘器。在这个结构中WESP担任的主要角色是精处理大气复合污染物的最终设备，主要去除WFGD无法捕获和过滤的酸雾、颗粒等物质。

与国外相比，我国运用湿式除尘技术起步较晚，主要在中小型火力发电厂中运用湿式除尘技术，主要在燃气-蒸汽联合选好发电机组、水泥立窑精除尘以及转炉没去净化等方面使用。在大气污染中颗粒物质是主要污染物之一，这些颗粒物极大危害着人们的健康，湿式电除尘技术与干式电除尘技术相比可以更高效的吸收这些颗粒物。在电厂的湿法脱硝中已经广泛利用WESP来吸收酸雾、细微颗粒等复合污染物，电厂中配置WESP和WFGD装置通常情况下可以吸收80%以上的颗粒物。湿式除尘技术可以吸收85%以上的三氧化硫，可以将烟气浑浊度降到10%一下，这些效果的实现都要依赖于湿式电除尘技术。可以利用湿式除尘器来解决环保设备改造中的难题。整体垂直设计的WESP的使用取缔了传统上的WFGD除雾装置，烟气经过湿式除尘技术处理后不需要经过二次过滤，同时还保证了烟囱不被腐蚀，另外，这种设计还可以有效的解决石膏雨的问题。

结语

社会的发展进步离不开经济的带动，在发展经济的过程中，绝不能以牺牲环境为代价。在以后火力发电厂的运行过程中，需要不断加大对湿式电除尘技术的研究与应用工作，从而确保火力发电厂在有效降低污染的前提下实现稳定有序的可持续发展。

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（作者单位：国家能源集团宿迁发电有限公司）