湿式除尘器选型专题文档格式.docx
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1.1工程建设性质及规模
1.2煤质资料
1.3烟气参数及烟尘排放要求
根据招标文件要求，期工程锅炉烟气排放标准执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－2011）中燃气轮机组排放限值的要求。
本工程烟尘排放浓度控制在5mg/Nm3内。
湿式除尘器入口烟气参数见下表。
项目
单位
设计煤种
校核煤种1
校核煤种2
备注
烟气量
Nm3/h
305.68
314.77
306.30
实际烟气量，干基
333.13
340.65
329.38
实际烟气量，湿基
烟气温度
℃
～50
烟尘浓度（含石膏）
mg/Nm3
17.5
标态，干基
为最大限度地降低烟气烟尘排放浓度，本工程锅炉排烟采用电袋复合式除尘器，除尘器出口烟尘浓度小于20mg/Nm3，同时采用湿法脱硫装置、多级高效除雾器，烟尘总浓度（含石膏液滴浓度）小于17.5mg/Nm3，再经湿式除尘器（除尘效率为75％）的除尘处理，最终使烟尘排放不超过5mg/Nm3。
本专题将通过研究不同型式的湿式除尘器，并对其进行技术经济比较，最终优化确定满足本工程要求的湿式除尘器。
2湿式除尘器技术介绍
湿式静电除尘器（WESP）主要用于高效连续的去除烟气中的微尘（含PM2.5）、雾滴和SO3气溶胶等污染物，一般作为电厂烟气系统终端除尘设备，通常布置于吸收塔出口，主要有湿式水膜除尘器和湿式自流除尘器型式，通过对烟气的深度净化处理，达到消除石膏雨，有效减轻视觉污染的效果。
湿式静电除尘器的除尘过程大致可分为气体电离、烟尘荷电、粉尘向电极移动、清除电极上粉尘四个阶段。
具体又可分为7个步骤，即烟气均匀进入；
电晕放电；
荷电；
驱进；
捕集；
水膜清灰；
收集和排出。
湿式除尘器要使气体电离、烟尘荷电，需形成发射离子，也就是放电极中的自由电子必须获得足够的能量，才能克服电离能而越过表面势垒成为发射电子，让电极表面带水是降低表面势垒的一种有效措施。
当水覆盖放电极表面后，将原来的“金属一空气”界面分割成“金属一水”界面和“水一空气”界面，后两种界面的势垒比前一种界面势垒低很多，并且水中的多种杂质离子在电场作用下，也易越过表面势垒而成为发射离子。
因此，当放电极表面带水后，可大大削弱表面势垒对自由电子的阻碍作用，使电子易于发射，从而使烟尘更易荷电。
另一方面，由于烟气中雾滴的存在，易使雾滴与粉尘结合，从而降低粉尘比电阻，因此湿式静电除尘的工作状态会更加稳定。
另外由于湿式静电除尘器没有振打装置，所以不会产生二次扬尘。
随着技术的发展，湿式除尘器形成两个技术流派：
湿式水膜除尘器和湿式自流除尘器。
2.1湿式除尘器的工作原理
2.1.1湿式水膜除尘器
主要工作原理：
直接将水雾喷向放电极和电晕区，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、凝结，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；
再通过向集尘极喷水形成连续的水膜，流动水将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。
水膜除尘器示意图见图2.1-1。
图2.1-1水膜除尘器示意图
WESP冲洗水完成冲洗电极和极板后，收集在除尘器底部灰斗内，排入除尘器自带的水处理装置，经NaOH中和处理后，小部分的水可通过沟坑进入脱硫系统，大部分的水作为除尘器冲洗水复用。
同时，一股新鲜水进入除尘器冲洗水系统，作为冲洗水排水的补充水。
除尘器与干式除尘器结构类似，可通过增设电场来提高除尘效率。
设置1电场时，除尘器效率可达75％以上，当设置2电场时，除尘器效率可达90％以上，出口烟尘浓度可达到2～5mg/Nm3，但冲洗水量也将增加。
此类除尘器的主要技术来源为日本三菱和日立公司，国内菲达环保引进三菱技术，南源环境引进日立技术。
日立技术与三菱重工基本一致，只是在喷嘴型式和布置方式、放电极的形式、集尘极板的形式上有所不同外，其最大的差异就是极间距较小只有300mm，在对其放电极进行水冲洗时必须要断电，而三菱的极间距为400mm，为连续的在线冲洗。
此外国内还有福建龙净拥有与三菱类似的自主开发技术。
2.1.2湿式自流除尘器
湿式自流除尘器较湿式水膜除尘器在工作原理上大致相同，不同之处是：
a）除尘器工作期间不向放电极和电晕区喷水。
b）阳极上收集的尘（雾）粒子在水膜的作用下靠重力自流向下与烟气分离。
c）为保证收尘效果仅对收尘电极做定时冲洗。
d）无需设置循环冲洗用水以及废水处理系统。
e）主要通过降低烟气流速提高除尘效率，除尘效率可达70％～90％以上，出口烟尘浓度可达到2～5mg/Nm3。
主要技术方有江苏宜兴市化工成套设备有限公司，西安热工研究院有限公司、福建龙净以及山大能源等，均为自主研发技术。
图2.1-2湿式自流除尘器示意图
2.2湿式除尘器的结构型式及极板材质
除尘器根据结构型式可分为卧式和立式。
卧式除尘器阳极采用板式，烟气水平进出。
立式除尘器中阳极采用管式，烟气上下进出。
湿式水膜除尘器结构型式通常为卧式板式，湿式自流除尘器结构型式通常为立式管式。
除雾器的本体包括入风口、出风口、壳体、放电级及框架、集电极绝缘子、喷嘴和管道、灰斗等。
湿式水膜除尘器的阳极板材质为不锈钢材料（316L），湿式自流除尘器的阳极管材质各家不同，有导电玻璃钢（C－FRP）及耐酸碱腐蚀柔性纤维织物，阴极均采用合金芒刺线型。
2.3湿式除尘器技术特点
2.3.1湿式水膜除尘器
a）除尘器壳体结构采用卧式，烟气水平进出。
b）可高效地除去烟气中的烟尘和石膏微颗粒，除尘效率可达到70～90％。
c）除尘效率：
主要通过改变电场个数来调整除尘效率。
一般配置1电场时除尘效率约75％左右，配置2电场时除尘效率可达到90％，但2电场的设备费用约为1电场的2倍。
d）设备运行时需连续喷水和排水。
e）阳极板采用金属材质（316L）或更高材质，型式为板式。
f）SO3去除率：
20％～40％。
g）系统阻力：
200～500Pa。
h）除尘器出口含水率高（75～100mg/Nm3），烟囱出口烟雨较大，视觉感观较差（在日本配合管式GGH来解决烟雨问题）。
i）为中和洗涤下来的SOX，需消耗NaOH碱液。
j）运行维护费用高，占地面积大。
2.3.2湿式自流除尘器
图2.3-1除尘器现场图
a）除尘器壳体结构采用立式，烟气垂直上下进出。
b）可高效地除去烟气中的烟尘和石膏颗粒，烟尘排放浓度可达到2～5mg/Nm3。
主要通过调整烟气流速来调整除尘效率，除尘效率可达70％～90％以上。
d）运行中不需连续水冲洗，靠收集的液滴在阳极上自流清洁，仅需对阳极进行每天10～20分钟的定期冲洗。
e）阳极采用非金属材质，型式为C－FRP管式或柔性纤维织物。
f）SO3去除率可达70％～90％。
g）具备除雾效果；
水雾去除率可达70％～90％。
h）系统阻力：
i）无需消耗NaOH碱液。
j）运行维护费用低。
k）占地面积小，布置灵活。
2.4运行业绩
2.4.1湿式水膜除尘器
该技术主要来源日本三菱和日立公司，国内福建龙净公司为自主研发技术。
三菱湿式静电除尘器从1975年开始应用，主要处理化工厂及燃煤电厂锅炉产生的烟气，有70台套业绩容量相当于300MW及以下机组。
有3台大容量WESP装置应用在碧南电厂1～3号700MW机组上，分别于1991～1993年投运，WESP装置出口烟尘浓度2～5mg/Nm3。
浙江菲达公司引进三菱技术提供WESP装置，我院设计的华润渤海新区电厂21×
350MW机组已经投运；
另与浙能台州第二发电厂2×
1000MW机组等多个电厂签订WESP采购合同。
日立的湿式静电除尘器主要在污泥焚烧炉、热轧厂、热火焰清理机等领域应用较多，已有102台套投运，但处理烟气量均小于30×
104Nm3/h。
只有2台大容量WESP装置应用在碧南电厂4、5号1000MW机组上，于2004年投运，WESP装置出口烟尘浓度2～5mg/Nm3。
浙江南源公司引进日立技术提供WESP装置，目前浙能六衡电厂2×
1000MW机组和嘉华电厂2×
1000MW机组的湿式除尘装置均已投入商业运行，另外有国内包括我省新乡中益电厂等多个600MW等级及以上机组的合同业绩。
目前国内福建龙净公司为自主研发技术，已在上海长兴岛2×
65t/h锅炉实施，出口粉尘浓度低于10mg/Nm3；
在华电淄博热电有限公司＃6炉330MW机组实施，出口粉尘浓度约15mg/Nm3。
2.4.2湿式自流除尘器
该型技术主要来源国内公司自主研发，如江苏宜兴市化工成套设备有限公司，西安热工研究院有限公司，福建龙净环保有限公司，山大能源环境有限公司等。
江苏宜兴的湿式静电除尘器已有700多台套投运业绩，除尘器效率根据环保需要，在60％～95％，出口烟尘可达到2～20mg/Nm3。
在电力行业大机组中，目前在国电都匀福泉电厂2×
660MW机组中实施，第一套装置于2013年6月底建成投运，第二套装置于2013年10月底建成投运，但未进行性能测试。
国电泰州发电有限公司二期2×
1000MW机组已投运，要求除尘器效率大于70％，出口烟尘浓度低于5mg/Nm3。
西安热工研究院有限公司提供的WESP装置在华能黄台电厂8号300MW机组以及华能上海石洞口一电厂300MW机组中实施，WESP装置除尘器效率满足环保要求均要求达到60％～90％以上，出口烟尘浓度达到10～20mg/Nm3。
其中华能黄台电厂已投运。
2010年山大能源环境有限公司提供的WESP装置已在玉门油田水电厂100MW机组投运；
九江电厂1×
350MW机组（2013年11月投运）、益阳电厂2×
300MW机组（2012年和2014年分别投运）、荥阳电厂2×
600MW机组（2013年10月底投运）均已成功投运。
已投运装置的出口烟尘浓度能够达到10～20mg/Nm3，满足环保要求。
2.5 不同厂家湿式除尘器性能及特点对比表
表2.5不同厂家湿式除尘器性能及特点对比表
序
号
项 目
单 位
菲达、南源、龙净
山大能源
江苏宜兴
西安热工院
1
WESP型式
湿式水膜除尘器
湿式自流除尘器
2
结构型式
卧式
立式
3
烟气流通方式
水平进出
上下进出
4
除尘效率
％
70～90
≥70
5
SO3脱出效率
20～40
6
除雾效率
无
升级会员 