燃煤电厂湿式电除尘技术研究

晋能控股电力阳高热电有限公司 樊 超

1 引言

湿式电除尘技术应用至今已经有二十余年，其中包含了竖直立式、水平卧式两种类型。在燃煤电厂内应用时主要依靠不锈钢的材质，通过连续喷入碱性水的方式，使烟气中的pH值得以调节，促使不锈钢收尘极的使用年限得以延长。同时在除尘水系统的辅助性下，会耗费大量的资金以及水资源。所以，各部门会运用非金属收尘极，实行立式的布置操作，以实现对燃煤电厂的除尘。

2 工程概况

燃煤电厂的除尘项目于2022年5月开始实施，采用二级脱硫塔的设计方式，在2022年7月开始建设，与二级脱硫塔的建设施工共同实施，预计在2023年2月完成施工，使首套脱硫设备和6台主机共同运行并实现168次试运行。

3 燃煤电厂湿式电除尘技术现状

现如今，国内燃煤电厂在运行阶段，会应用湿式电除尘设备，将316L的不锈钢材料作为收尘极，利用理想的烟气治理方式，拓展了湿式电除尘器的发展路径。而通过不锈钢材料的应用可以延长设备的使用年限。但此种操作方式，会增加设备在运行过程中的资金花费，使企业需要在此方面多加思考。其中湿式电除尘设备的除尘效果具体有两方面。

一方面是湿式电除尘器在应用过程中和干式的除尘器大体相似，其在工作阶段会清除粉尘，运用冲刷液来完成电极的冲洗工作，在收尘板上收集粉尘，让其可以进入灰斗，顺利排出。另一方面是湿式电除尘器具有压力浪费小、除尘效率高的特点，运用简单的操作，则可清除现场中的扬尘。同时，在维修方面的支出也相对较少，因此，在当前的燃煤电厂中已经得到了广泛的应用。

4 燃煤电厂湿式电除尘技术分析

在燃煤电厂安装湿式除尘设备，可控制烟气内的细小颗粒排放量，通过脱硫除湿法，排除烟气中的石膏液滴，让其在经过SCR以后，形成SO3的气溶胶类，使烟囱中不会发生蓝烟、石膏雨等问题。首先，在湿式电除尘技术应用期间，主要分为：荷电→集尘→清灰，这三个步骤。其次，让水雾可以喷向电晕区、放电极，在荷电进行分裂后，实现雾化，让荷电水雾与电场力进行碰撞，完成吸附剂拦截操作，实现对烟尘粒子的捕获。据此，则可在粉尘粒子的作用下，让集尘极的捕获操作可以顺利实施，让粉尘在被冲刷后，于灰斗中排除[1]。最后，将湿式电除尘机应用于燃煤电厂中，可让放电极的电子进行溢出，利用水雾执行细化操作，从而增加带电雾滴的数量，使其中的亚微米粒子进行碰撞，增加其带电概率。由此，即便在烟气流速高的情况下，也可顺利除尘。

5 燃煤电厂湿式电除尘器设计

5.1 材料选择

在湿式电除尘器设计过程中，其壳体会选用具有衬层的保护装置，碳钢。首先，为避免材料发生腐蚀性问题，可增加防腐材料的应用，让其表面可以顺利进行涂刷，保证在安装工作实施过程中，壳体的外观不会受损，使其内部不易发生腐蚀现象。其次，应增加对构件连接区域、焊缝、盖板以及孔隙的联系，防止电腐蚀、裂隙腐蚀等问题的出现[2]。最后，在内部材料选择阶段，需增加冲洗液体、工艺气体的选择，控制好氯化物、氧气的浓度，合理地选择材料以及腐蚀性材料，促使氯化物的浓度在可控范围内。

5.2 结构设计

在湿式电除尘器的设计工作中，需采用板式、管式。这两种的结构设计方法。前者主要是应用于垂直流动的烟气当中。而后者，需要采用集尘板的衔接，运用多根金属管（多边形/圆形）进行布置，让其可以在极板上均匀地布设。使板式湿式电除尘器能够呈现出平板的状态，展现出其中的水膜特性。在极板之间可以增加电晕线的应用，实现对垂直、水平烟气的处理[3]。

可结合两种湿式电除尘器的特点进行分析。若已经给定除尘效率，可基于电极的长度进行分析，使其中的烟气流速，管式的湿式电除尘器是板式的湿式电除尘器的2倍。

对于已经给定的除尘效率而言，应重视管式湿式电除尘器的效果，采用局部干燥的方式，使板式的湿式电除尘器的干燥区要大于管式的湿式电除尘器。

5.3 湿式电除尘布置

现阶段，我国的电厂常见的湿式电除尘设备布置方式分为以下几种：第一，垂直烟气的独立布设；第二，水平烟气的独立布设；第三，WFGD和垂直烟气的整体布设。其中1～2种操作方式，在布设阶段可以营造出独立的空间，而剩余的一种布设方式，则相对常见，在其应用过程中所花费的成本较少，实际占地面积也相对较少，所以，第三种布置方式的应用更加广泛。

5.4 湿式电除尘器运维原理

在湿式电除尘器的设计环节，可增加对其阴极和阳极之间的电场，运用施加直流高压电的方式，让湿式电除尘器可以在强电场的作用下，使电晕线的周围可以形成电晕层。如此，则可在空气的作用下，使电晕层产生雪崩式的电离现象，让少量的阳离子以及大量的负离子进行碰撞，进而使电晕可以进行放电。

同时，在工艺气流的引入后，让湿式电除尘器能够将其中的雾离子和负离子、正离子进行碰撞，从而产生电荷。在发生荷电反应后，雾离子就会受到高压静电场的影响，使其可以在库仑力的干扰下，使异性电极可以进行运动，让阳极内的尘离子或是无语离子，能够被自身所带来的电荷进行捕集。据此，则可让湿式电除尘器经历收集、荷电以及清灰的过程，清除燃煤电厂内的粉尘。

6 燃煤电厂湿式电除尘技术的应用

6.1 创建试验系统

首先，在试验系统创建过程中，应保证第一电场是以水平、卧式的状态进行布设的。在放电极、收尘极板的选择阶段，需应用金属材料，在表层涂刷防腐蚀层，以稳定竖直立式结构的状态。

其次，在收尘板的应用过程中，可以将非金属耐腐蚀性的树脂作为导电材料。其中在阴极系统中应用金属材质，实现对湿式电除尘器的设计。同时，运用湿式电除尘将燃煤电厂中的粉尘进行脱除，运用水雾向着电晕区和放电机极延伸，使水雾能够在电极中形成，逐步分裂并进行雾化。

最后，为防止荷电水雾、电场力发生碰撞，可以采用吸附凝并的方式，捕获粉尘离子，使其可以在电场力的作用下达到集尘极的捕获效果。

6.2 丰富试验内容

因为在燃煤电厂中，运用试验装置时，会对湿式电除尘器的PM2.5细颗粒、总SO3、石膏雨、重金属汞以及总烟尘等污染物的去除效率进行分析，所以，在试验过程中可采用对比研究的方法，确认立式湿式电除尘器中的性能指标方面的内容，运用优化参数的方式，增加在湿式电除尘器结构设计方面的思考，进而实现对设备的控制，以得出严谨的控制参数。

首先，在研究过程中，需通过对卧式电场、立式电场的研究，使试验操作人员可以采用单独投运的方式，实现在不同工况层面上的对比，确认集成板的状态，使不同极板之间能够均匀地分布电晕线。例如，电场风速、烟气量、入口处的烟尘浓度、收尘面积等，结合现场情况，了解在烟气处理工作中的局限性因素，加强对垂直方向烟气的关注，使湿式电除尘器的干燥速度能够加快，进而实现对热态性能方面指标的确认。其次，可结合PM2.5、PM10的去除情况进行分析，实现对温度、烟气量、总烟尘浓度以及温度的测试，监测PM2.5、PM10的浓度，防止漏风率上升，或使本体阻力增加。根据冷热态的电场特性，做好试验区域的清洗处理工作，以丰富试验内容，防止试验发生偏差。

6.3 构建湿式电除尘器系统

在湿式电除尘器应用期间，可增加对其应用方式方面的重视。首先，在运行阶段，会与水处理系统进行衔接，通过阴阳极系统、本体、喷淋系统、电控制系统、水循环系统的组合，实现对固体悬浮物的分离，完成中和除酸操作。这样，则可让污水在系统内进行转换，变更为满足喷淋要求的工业用水。其次，在湿式电除尘器的辅助下，让喷淋系统内部可以形成均匀水膜，逐渐形成极配、规律以及结构，使悬浮物可以在此高效地分离，进而提高水循环系统的利用率，促使湿式电除尘器系统顺利构建。

6.4 得出试验结果

通过对湿式电除尘器的分析，掌握其中的投运性能，使其中烟尘排放量有所下降。与此同时，可检测烟气内水雾、石膏的去除情况，运用分析对比的方式，做好全范围的试验操作。

首先，若入口区域内的烟尘浓度为80mg/m3，可以将设备应用于电场的投运阶段，让设备可以运用卧式布置和立式布置的方式，控制烟尘的排放量，使其为20mg/m3，则可满足设备的运行效果。其次，在入口区域烟尘浓度选择过程中，可加强对电场风速的控制，防止风速发生过高的情况。由此方式，则可使电压下降，让电场内部不会发生闪络的问题，减少对烟尘排放区域浓度测定工作的影响，使设备的除尘效率有所提高。同时，可采用优化参数设计的方式，控制湿式电除尘机的出口区域烟尘排放浓度，使其在10mg/m3。据此，则可让设备能够连续地进行运行，让其能够维持在半年时间内，保证设备在工业领域内应用时不会发生问题。最后，可重视烟尘排放浓度和烟气流速之间的关系。在试验环节，可采用引风机挡板以及入口区域烟气挡板的调节，实现对烟气量的控制，保证设备可以应用于不同的电场风速条件下，促使烟尘的浓度可以有所改变。

同时，也可结合不同烟气的流速进行分析，若以立式的方式进行布置，则其整体效果要比卧式的布置方式更好。而采用水平的卧式布置方式，在入口区域的燃煤厂烟气浓度可以达到76.61mg/m3。而经过计算可以得出，采用竖直的立式布置方式，该区域内的烟气浓度可以达到78.65mg/m3。也可增加对烟尘排放浓度与收尘面积之间的分析，掌握二者的关系，运用试验研究的方式，确认湿式电除尘器的状态，在比集尘的面积区域设置一个临界值，则可掌握收尘面积与出口区域烟尘浓度之间的关联。若收尘面积相同时，可得出立式布置的方式，所得到的除尘效果较好。而采用卧式布置的方式，其除尘效果会低于立式。而若加强对烟尘排放浓度与入口区域浓度的分析可知，当电厂内煤质情况较差时，所得到的脱硫除尘效果则会呈现出不良的状态，使脱硫出口区域内的烟尘浓度会高于100mg/m3。

若燃煤电厂内的煤质状况呈现出良好的状态，则该区域内的脱硫系统的出口区域烟尘的排放量可以维持在50mg/m3以上。所以，通过不同入口的选择，会对烟尘的浓度测定工作带来直接的影响。在试验过程中，需根据实际工况进行探讨，掌握两种不同类型的湿式除尘机布置方式。得出结果，入口区域内的烟尘浓度是65mg/m3、76.61mg/m3、90.05mg/m3、116mg/m3；均为水平卧式的湿式除尘布置效果。而竖直立式的布置方式在应用时，出口区域内的烟尘浓度是55.06mg/m3、78.23mg/m3。由此可知，采用立式的布置方式，得到的除尘效果会比卧式的更好。

7 结语

在燃煤电厂内，采用湿式除尘技术可顺利完成清灰、集尘以及荷电操作。而湿式电除尘器是一种精细化的处理设备，可以快速收集灰尘并降低燃煤电厂中污染物质对人体的伤害，处理PM10、PM2.5等大颗粒的物质，保证人们的身体健康。而在电极材料选择阶段，需要以耐腐蚀性较强的不锈钢材料为主，由此保证烟气的流速不会对设备造成影响。运用该材料，也可以有效控制湿式电除尘设备的造价，使烟气流速、电极材质方面都能够进行改进，进而让湿式电除尘技术可以广泛应用于燃煤电厂当中，提升湿式电除尘技术的应用效果。