宋家秋

（山東神華山大能源環(huán)境有限公司 山東濟(jì)南 250014）

1 前言

近年來，環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問題，霧霾天氣給人們的健康帶來了巨大的隱患，PM2.5等微細(xì)顆粒物的減排控制進(jìn)入了普通民眾的視野，國家相關(guān)部門也出臺了更為嚴(yán)格的環(huán)保政策，燃煤電廠煙氣污染物排放一直是大氣污染治理的重要組成部分，隨著各類環(huán)保技術(shù)不斷更新進(jìn)步，排放指標(biāo)要求也越來越高，部分燃煤電廠提出了煙氣污染“近零排放”的治理目標(biāo)，即二氧化硫排放小于35mg/Nm3，氮氧化物50mg/Nm3，煙塵排放小于5 mg/Nm3，國華三河電廠為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，2014年6月，首先在其1#機(jī)組完成了“近零排放”技術(shù)改造，除了采取高效脫硫脫硝技術(shù)以外，在煙塵及微細(xì)顆粒物減排技術(shù)上選用了柔性陽極濕式靜電除塵技術(shù)。

2 工程概況

國華三河發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程安裝兩臺日本三菱重工350MW 凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，1#、2#機(jī)組分別于1999年12月、2000年4月投產(chǎn)。電廠一期除塵采用雙室五電場靜電除塵器，型號為2FAA-2×3.75（3×3）M-2×8-15-A2。脫硫采用石灰石—石膏濕法脫硫，一爐一塔布置。根據(jù)該公司“綠色發(fā)電計(jì)劃”的總體部署和要求，對#1機(jī)組鍋爐在脫硫擴(kuò)容提效后加裝了柔性陽極濕式靜電除塵裝置

3 工程設(shè)計(jì)說明

濕式靜電除塵器布置在脫硫塔東側(cè)的空地，采用下進(jìn)上出的形式，搭建新的鋼結(jié)構(gòu)支架用于支撐濕式電除塵器。濕式電除塵入口煙塵按25mg/Nm3設(shè)計(jì)，出口煙塵不高于5mg/Nm3，除塵效率不低于80%。

圖1 新搭建的鋼結(jié)構(gòu)支架用于支撐濕式電除塵器

柔性陽極濕式靜電除塵本體采用鋼結(jié)構(gòu)形式，主要由陰極裝置、陽極裝置、供電電源和沖洗系統(tǒng)部分組成。

3.1 濕式電除塵器本體

本濕式電除塵器過流斷面為矩形，外形尺寸為22.0m×12.0m×13.5m，陽極構(gòu)件采用模塊化設(shè)計(jì)，材質(zhì)為雙相不銹鋼；殼體和支撐梁等采用碳鋼襯玻璃鱗片。在濕式電除塵器進(jìn)出口煙道上設(shè)置壓力變送器以及差壓變送器以監(jiān)控運(yùn)行阻力。

3.2 陽極裝置

陽極裝置包括柔性陽極及其支撐結(jié)構(gòu)。陽極支撐結(jié)構(gòu)包括上部支撐梁及下部張緊裝置，上下陽極梁均與殼體相接。柔性陽極材質(zhì)采用有機(jī)合成纖維，并經(jīng)特殊處理，具有極優(yōu)良的低溫耐腐蝕性能，完全滿足在飽和濕煙氣環(huán)境中長期運(yùn)行。

由于柔性陽極為纖維材質(zhì)，利用纖維結(jié)構(gòu)的毛細(xì)現(xiàn)象，使其在運(yùn)行過程中自然形成“全表面”均勻水膜，不會出現(xiàn)剛性極板常見的“溝流”及“枝杈”現(xiàn)象，降低了陽極發(fā)生結(jié)垢的可能性。通過特殊的張緊、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使每塊柔性極板均可以進(jìn)行安裝調(diào)整，能夠保證安裝精度而且可實(shí)現(xiàn)單張極板更換。

3.3 陰極裝置

陰極裝置包括陰極線、上下部吊掛裝置、絕緣箱。陰極線采用2205圓管芒刺線，耐腐蝕。陰極線固定于上下框架上，框架通過設(shè)置于殼體外部的絕緣箱支撐。絕緣箱內(nèi)吊桿采用陶瓷管支撐，絕緣箱內(nèi)配有電加熱器，絕緣箱內(nèi)部溫度維持在90℃～120℃，以保證陰極和陽極之間時(shí)刻保持干燥絕緣狀態(tài)，絕緣箱設(shè)有溫度測點(diǎn)。

本項(xiàng)目濕式電除塵器設(shè)置三套高壓恒流電源分別為三個(gè)電場供電。每個(gè)電場設(shè)2個(gè)區(qū)，共6個(gè)區(qū)。

3.4 沖洗系統(tǒng)

本工程內(nèi)設(shè)兩層沖洗管網(wǎng)：陰極沖洗管網(wǎng)和陽極沖洗管網(wǎng)。陰極沖洗管網(wǎng)主要進(jìn)行開機(jī)前沖洗以及關(guān)機(jī)后沖洗，正常運(yùn)行定期沖洗，平均水耗近乎為0。沖洗時(shí)瞬時(shí)沖洗水量80m3/h,沖洗時(shí)間約15min，正常運(yùn)行時(shí)沖洗頻率為15天一次。陽極沖洗管網(wǎng)主要考慮保護(hù)陽極所設(shè)置，正常運(yùn)行時(shí)無需開啟。

由于運(yùn)行環(huán)境為濕煙氣，柔性陽極“全表面”在無連續(xù)沖洗的情況下就能自然形成并保持一層均勻水膜，起到“自沖刷”的水力沖灰效果，無需大量沖洗水。沖洗時(shí)分區(qū)進(jìn)行，合計(jì)不超過一小時(shí)，由于運(yùn)行時(shí)不連續(xù)沖洗，高壓電源的電能完全作用于細(xì)微顆粒，沒有“競爭荷電”的現(xiàn)象。

3.5 陽極收集液的排放

正常運(yùn)行時(shí)，柔性陽極表面形成一層連續(xù)水膜，收集下來的煙塵隨水膜重力自流至濕式電除塵器下部的集液槽，實(shí)現(xiàn)在線清灰。本工程收集液總流量約為1 m3/h～2m3/h，采用FRP管引至吸收塔地坑進(jìn)行液封，液封深度不低于500mm。不另外設(shè)置水處理系統(tǒng)，不會影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.6 防腐保溫

濕式電除塵器內(nèi)部介質(zhì)為低溫飽和濕煙氣，溫度為50℃，設(shè)備本體和煙道需要進(jìn)行保溫和防腐。防腐措施如下：

（1）煙道：玻璃鱗片防腐；（2）濕式電除塵器：陽極采用耐腐蝕柔性材料；陰極線采用鉛銻合金，絕緣子為陶瓷材質(zhì)，殼體及鋼性支撐結(jié)構(gòu)外表面刷玻璃鱗片進(jìn)行防腐；其它不能防腐的部件采用雙相合金鋼及高等級不銹鋼。（3）管道：收集液管道采用FRP管。

4 工程運(yùn)行情況

工程于2014年2月15日開工建設(shè)，2014年6月15日進(jìn)行升壓調(diào)試試驗(yàn)，6月23日隨鍋爐主機(jī)正式投入啟動(dòng)運(yùn)行。運(yùn)行電壓、二次電流十分穩(wěn)定，除塵效率穩(wěn)定在80%以上。

國家目前對煙塵超低排放還沒有統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)。采用世界公認(rèn)的低濃度煙塵檢測精確度最高的芬蘭Dekati公司生產(chǎn)“低壓電稱沖擊儀”（ELPI），對三河電廠WESP進(jìn)行了7天共200組數(shù)據(jù)監(jiān)測，濕式除塵器入口煙塵濃度14mg/Nm3～24mg/Nm3，出口煙塵平均濃度穩(wěn)定在3mg/Nm3～4mg/Nm3以下。為國內(nèi)首臺石灰石—石膏法脫硫機(jī)組煙塵“近零”排放案例，整體效能指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

圖2 石灰石—石膏法脫硫機(jī)組煙塵“近零”排放案例

5 結(jié)語

國華三河發(fā)電廠1#機(jī)組柔性陽極濕式靜電除塵器順利投運(yùn)以及良好的運(yùn)行情況，再次證明了該技術(shù)自身的優(yōu)勢與可靠的性能，為柔性陽極濕式靜電除塵器成功應(yīng)用提供了新的例證，與傳統(tǒng)采用不銹鋼、導(dǎo)電玻璃鋼等剛性陽極的濕式電除塵相比，柔性陽極濕式靜電采用柔性有機(jī)纖維作為陽極，耐腐蝕性能更優(yōu)；無堿液沖洗及二次廢水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)簡單，電耗低、水耗低，運(yùn)行費(fèi)用僅為同類產(chǎn)品的40%～50%；具備自清灰功能，極大降低結(jié)垢、積灰風(fēng)險(xiǎn)；運(yùn)行維護(hù)簡單、可靠性高。該技術(shù)讓燃煤機(jī)組用相對較低的成本實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的超凈排放運(yùn)行更為切實(shí)可行，其大規(guī)模的推廣應(yīng)用對我國燃煤機(jī)組低成本實(shí)現(xiàn)超凈排放具有重要意義。

[1]王樹民,宋暢,陳寅彪,等.燃煤電廠電氣污染物“近零排放”技術(shù)研究及工程應(yīng)用.環(huán)境科學(xué)研究,2015,28(4)：487-494.

[2]Jingcai Chang,Yong Dong,Zhiqiang Wang,et al.Removal of sulfuric acid aerosol in a wet electrostatic precipittor with single terylene or polypropylene collection electrodes.Journal of Aerosol Science.2011,42:544-554.

[3]常景彩,董勇,陳朋,等.丙綸和滌綸集塵極表面的液滴浸入擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)特性.復(fù)合材料學(xué)報(bào),2011,28(5):197-205.