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近年來(lái),隨著我國的國民經濟高速發展,一些“粗放”式發展模式下的弊端也逐漸顯現出來---環境(jìng)汙染日益嚴重,在以京津冀、長三角、珠三角為代表的經濟發達地區(qū)集中爆發了嚴重(chóng)的霧霾汙染(rǎn),對公眾的健(jiàn)康造(zào)成威脅。燃煤電廠排放的煙氣是大氣汙染的主要來源之一,也是大氣汙染(rǎn)治理的重點。
為貫徹可持續發(fā)展觀(guān),國家對(duì)燃(rán)煤電廠的節能減排提出(chū)了新的要求,根(gēn)據《火電廠大氣汙染物排放標準》(GB13223-2011)的規定,重(chóng)點(diǎn)地區(qū)的二氧化(huà)硫、氮氧化物及粉(fěn)塵的排放濃度限(xiàn)值(zhí)分別為100、50、20mg/Nm3,由於環保(bǎo)的壓力,這些地區已經按照燃氣機組的標準50、35、5mg/Nm3開始要求。
為了達到這些排放要求,需要一種能夠去除(chú)這些細微顆(kē)粒物的環保設(shè)備。濕式靜電除塵器(WESP)作(zuò)為大氣汙(wū)染(rǎn)物控製的終端深度處理係統,對(duì)S03氣溶膠、氮氧化物和PM2.5粉塵(chén)等都(dōu)具有很高的脫(tuō)除效率,同時汞的(de)脫除效果也很好。因此,在我國燃煤電(diàn)廠研究和推(tuī)廣應用濕式靜電除塵(chén)技術具有非(fēi)常重要的意義。
1.濕式靜電除塵器
1.1.除塵原(yuán)理
濕式靜電除塵器通過陰極線直流高壓(yā)放電,將周圍空氣電離,煙氣中的粉塵荷電後,受電場力驅使被收集(jí)到集塵板(bǎn)上,與幹(gàn)式(shì)電除(chú)塵不同的是,濕式(shì)靜電除塵用噴淋(lín)水替代振打來達到清灰的功能。
如圖1所示,濕式靜電除塵器一般布置在濕法脫硫(liú)之後(hòu)。濕法脫硫出口煙(yān)氣中的大部分粉塵已(yǐ)被幹式電除塵除去,並成為夾帶石膏顆粒的濕飽和煙氣,通過濕式靜電除塵器處(chù)理後,達到排放要求,由煙囪(cōng)排出。

圖1濕式靜電除(chú)塵布(bù)置(zhì)位(wèi)置
1.1.國內外(wài)應用情況
濕式靜電除塵技術在美國(guó)、歐洲(zhōu)、日(rì)本等發(fā)達國家已較為成熟,有近30年的燃煤電廠應用經驗,已有近(jìn)百套不同類型的(de)WESP在電廠大型機組上成功運行,如:2000年投運的美國NB電力公司(sī)Dalhousie電廠315MW機組;2001年投(tóu)運的(de)日本(běn)中(zhōng)部電力碧南電廠(2×1000MW)機組[1];2002年投運的美國Xcel能源公司Sherburne電廠750MW機組等。
在國(guó)內,濕式靜電除塵(chén)器在冶金、硫酸行業已有30多年的成功應用[2],已製定《煤氣用濕式電除塵》(JB/T6409-2008)的行業標準。近兩年隨著環保要(yào)求的提高,在火電行業開始大麵積應用,據不(bú)完全統(tǒng)計已有近百台合同業績,10餘(yú)台投運業績。
1.2.蜂窩(wō)管式WESP工業試驗(yàn)平台
為了驗證(zhèng)濕式靜電除塵器的效果,我們設立了一個導電玻璃鋼蜂窩管式WESP工業試驗平台,如圖2所示,應用於脫硝催化劑生產窯爐的煙氣深度治理,其治理的主要汙染物為粉塵、氣溶膠和PM2.5,處理的煙氣量為10000Nm3/h,煙氣溫度為50~70℃,入口的粉塵濃度為(wéi)55mg/Nm3,設計除塵效率為91%。
如圖3所示,開啟(qǐ)試驗平台的蜂窩管式WESP後,肉眼基本看不到白煙(yān)了。經(jīng)煙塵(chén)儀測量,開啟WESP後的粉塵(chén)排放濃度減(jiǎn)至4.3mg/Nm3,實際的粉塵去除效(xiào)率達到92.18%,PM2.5的去除率達到85.5%,霧滴(dī)的去除率達到78.7%,設備的阻力為(wéi)185Pa。實(shí)測數據表明了該蜂窩管式WESP可(kě)有效去除催(cuī)化劑窯(yáo)爐煙氣中的粉(fěn)塵、PM2.5和(hé)霧滴,達到(dào)超低排放。

圖2蜂窩(wō)管式WESP三維模(mó)型圖

圖3蜂窩管式WESP試驗平台投運前(qián)、後對比圖
2.濕式靜電除塵器應用在百萬機組燃煤火電廠超低排放項目
目前我國燃煤(méi)機組(zǔ)好裝機(jī)容量為1000MW,濕式靜電(diàn)除塵器在燃煤電(diàn)廠(chǎng)百萬機組的應用實例並不多,因此對百萬機組的應用實例分析具有一定的實際參考意義。本節給出了國電寧波北侖電廠三期#7機組(1000MW)加裝濕式靜電除塵的應用實例,通過對裝WESP前、後的煙(yān)氣排放成分分析及(jí)對(duì)比,證明了濕式靜電除(chú)塵器可有效去除燃(rán)煤電廠煙氣中的SO3氣(qì)溶膠、氮氧化物、粉(fěn)塵和PM2.5等汙染(rǎn)物,滿足百萬燃煤機(jī)組(zǔ)的超低排放要求。
2.1.應用背景
為達(dá)到國家的燃煤機組大氣汙染排放新標準,實現燃煤機組在完成改造之後的煙(yān)氣排放達到(dào)天然氣(qì)機組標準,由南京(jīng)國電環(huán)保科技有限公(gōng)司與浙江德創環保合作EPC總承包,對國電寧(níng)波北侖電廠三期#6、#7機組(2×1000MW)加(jiā)裝濕(shī)式靜電除塵設備。
2.2.工程概況
國電寧波北侖電廠#6、#7機組(2×1000MW)濕式(shì)靜電(diàn)除塵器(qì)的陽極係統運用模塊化設計,將整個陽極係(xì)統分為48個陽極(jí)模塊,模塊由車間生產並通過公路運輸,現場再按圖紙(zhǐ)安裝成整體。陽極管(收塵集)采用的導電玻璃鋼具有非常好的耐腐蝕性能[2],且具有(yǒu)很強的疏水性,能有效地阻隔灰塵和石膏對陽極壁的粘結。導電玻(bō)璃鋼(gāng)極板具(jù)有耐腐蝕、重量輕、導電(diàn)性能好、抗燃(rán)、抗氧(yǎng)化性好等方麵擁(yōng)有的(de)突出特點,在技術(shù)風險和可靠性、運行費用(yòng)上占有較大的優勢,代表著濕式靜(jìng)電除塵技術的發(fā)展方向。
陰極(jí)線采用2205不鏽鋼材料製作的管狀針刺線,具有強度高,耐腐蝕性能(néng)好等(děng)特點,能適用於飽和濕煙氣環境長期工(gōng)作。陰極(jí)線固定(dìng)於上下框架上,框(kuàng)架通過設置於殼體(tǐ)外部的絕緣箱支(zhī)撐,絕緣箱內吊杆采用陶(táo)瓷管支撐,絕緣箱內配有電加熱裝置,其內部(bù)溫度維持在120~140℃,同時(shí)絕緣箱還配有(yǒu)熱風吹(chuī)掃裝置,以保證絕緣箱時刻(kè)保持幹燥(zào)絕(jué)緣狀態。陰極鉛垂布置,底部有固定防擺(bǎi)裝置,裝置內設(shè)置(zhì)的拉杆采用陶瓷材料並配有加熱功能保證其幹燥絕緣。
進、出口煙道以及陽極模塊以下部分采用玻璃鱗片防腐,陰極大梁、陽極模塊以上本體采(cǎi)用襯預硫化定基橡(xiàng)膠防腐,陰極上框架其餘(yú)部分全部采用2205不鏽鋼製作。
目前,#7機組的濕(shī)式靜(jìng)電除塵器已完成安裝、調試及試運行,並正式投入(rù)使用。本文使用的測試數據均來(lái)自於#7機組(zǔ)。
2.3.運行情況
#7機組於2009年6月建成投產,其脫硫係統(WFGD)改造於2013年1月完成,如圖4所(suǒ)示,#7機組的濕式靜電除塵器布置在WFGD後(hòu),考慮到電廠的空間和濕(shī)式靜電除塵器的體積重量(liàng)等因素,采用塔外鋼支架獨立布置的形式,不影響吸收塔安全,支架的支撐梁避開地(dì)下鋪設的管道。#7機組的WESP進口(kǒu)煙氣流量約(yuē)為2950000Nm3/h,濕飽和煙氣由WFGD流向WESP,煙氣流向“上進下出”。
蜂窩管濕式電(diàn)除塵在陽極管上部設置有一層間歇噴淋,此噴淋由衝洗水泵供水,采用高壓力及專用的無堵塞衝洗噴嘴,正常運(yùn)行時,濕式(shì)電除塵溫降僅為2~3℃,間斷噴淋時,溫(wēn)降為5~7℃。噴(pēn)淋時集塵極表麵形成一層連續水膜,收集下來的煙塵(chén)隨水膜重力自流至下部集液槽,實現在線清(qīng)灰。溫度40℃以上時,石膏易溶於水,粘度下(xià)降,不易粘結在陽極管上,整個設備在運行過程中不會產生灰塵和石膏的粘結現象。
#7機組的濕式靜電除塵器自2015年3月投運至今已正常運行2個多月,係統運行的各項(xiàng)指(zhǐ)標正常(cháng)、穩定。

圖(tú)4國電寧波北侖電廠#7機組(1000MW)濕式靜電除塵器
2.4.應用分析
國電北侖電廠#7機組濕(shī)式靜電除塵器正常運行2個月來,通過對各項監測數據的采樣和(hé)收(shōu)集,可對濕式靜電除(chú)塵器的效果作出(chū)定量和定性的分析。
首先通過肉眼觀察,如圖(tú)5所示,#7機組煙囪排放的煙氣在濕式靜電除塵器(qì)投運前、後有比較(jiào)直觀的對比,濕式靜電(diàn)除塵器投運後煙囪排放的白煙明顯減少,說明濕(shī)式靜電除塵(chén)器(qì)對霧滴和粉塵的去除效果明顯。
再從定(dìng)量的角度分析,#7機組完成濕式靜電除(chú)塵改造後的“168”小時(shí)滿負荷試運行。該機組的實時環保數據為:二氧化硫11.6mg/Nm3、氮氧化物40.4mg/Nm3、煙塵(chén)2.2mg/Nm3,這標誌著該(gāi)燃煤(méi)機(jī)組經過超(chāo)低排放改造,汙染(rǎn)物排放指標已經達到(dào)甚(shèn)至優於燃氣輪機標準。據(jù)測算,改造後#7機組每年可在原基礎上減排二氧化硫約500噸、氮氧(yǎng)化物約500噸、減排(pái)煙塵(chén)約27噸[3]。

圖5國電北侖電廠#7機組(zǔ)WESP投運前、後煙囪排(pái)放(fàng)對比圖
3.結論及展望:
濕式靜電除塵器因其穩定、高效的除塵效果在發達國家的火電廠已有相(xiàng)當廣泛的應用,目前在我國火電行業也在積極推廣。本文(wén)通過對國電寧波(bō)北侖(lún)電廠#7機組(1000MW)燃(rán)煤機(jī)組(zǔ)濕式靜電除塵器的應用實例分析,證明濕式靜電除(chú)塵器(qì)可(kě)以有效去除燃煤煙氣中的SO3氣(qì)溶膠、氮氧化物和粉塵等主要汙染成分。隨著國家和(hé)公眾對環境保護的日益重(chóng)視,相信濕式靜(jìng)電除塵器會更快普及到各大燃煤電廠,在我國大氣汙染治理的進程中起到重要作用。
參考(kǎo)文獻:
[1]濕式電除塵器在燃煤電(diàn)廠WFGD後的應用分析,第15屆電除塵學術會議論文集,2013.
[2]朱連勇,蜂窩型(xíng)導(dǎo)電玻璃鋼電除霧器(qì)在硫酸生產(chǎn)中的應用,硫酸工業,2011,3-14.
[3]中國國電集團公司(sī)官網新聞,北侖公司首台(tái)百萬千瓦機組實現超低排(pái)放,2015-3-26.


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