隨著國家對于大氣污染物排放的控制越來越嚴(yán)格,大部分的燃煤電廠都采用了脫硫和除塵相結(jié)合的方式降低顆粒煙塵的排放。目前,在發(fā)電過程中,濕式脫硫和濕式電動(dòng)吸塵器可以減少硫化氣體的85%和顆粒煙塵的80%以上。最終的結(jié)果是,燃煤發(fā)電廠煙囪可見煙霧的混濁度可降至10%以下。濕式電除塵系統(tǒng)可簡稱為WESP。
1、WESP國內(nèi)廠家
我國燃煤電廠濕式除塵技術(shù)發(fā)展較晚,目前國內(nèi)濕式電除塵出現(xiàn)了一些不同的技術(shù)流派,主要有以福建龍凈為代表的清洗式金屬極板濕式電除塵技術(shù),以山東山大能源環(huán)境有限公司為代表的柔性陽極濕式電除塵技術(shù)和以雙盾環(huán)境科技有限公司為代表的玻璃鋼濕式電除塵技術(shù)。另外,浙江菲達(dá)環(huán)境保護(hù)引進(jìn)的日本三菱濕式電除塵技術(shù)、浙江南源引進(jìn)的日本日立濕式電除塵技術(shù)和南京通用引進(jìn)的日本科特雷爾濕式電除塵技術(shù)也采用清洗式金屬極板,技術(shù)路線與龍凈環(huán)境保護(hù)大致相同。
2不同極板的WESP技術(shù)比較
2.1結(jié)構(gòu)差異
金屬極板WESP:
(1)陽極板采用平行懸掛的金屬極板,極板材質(zhì)為SUS316L不銹鋼
(2)金屬表面可連續(xù)噴水形成表面保護(hù)膜,因此金屬極板的WESP必須配置噴水循環(huán)系統(tǒng)。淋浴水清洗金屬表面后可以進(jìn)行酸堿性中和循環(huán)使用,一部分淋浴水可以補(bǔ)充脫硫系統(tǒng)。
柔性陽極WESP:
(1)通過靜電吸附原理進(jìn)行除塵:陽極的材質(zhì)是蜂窩形式的柔軟性織物,陰極的材質(zhì)為鉛銻合金。陰極線布置在每個(gè)陽極孔的中間,濕潤后與陽極形成導(dǎo)電系統(tǒng)。陽極外側(cè)配置2205、2507不銹鋼材質(zhì)的框架和緊張裝置
(2)與金屬極板不同,柔性陽極WESP不需要配置循環(huán)淋浴系統(tǒng),需要酸液導(dǎo)流裝置清掃柔性陽極WEPS,煙塵粒子沉淀處理后的酸性溶液可以直接進(jìn)入初六漿液系統(tǒng)
(3)無水循環(huán)系統(tǒng)相當(dāng)于電除塵霧。
玻璃鋼陽極WESP:
(1)陽極板配置為蜂窩結(jié)構(gòu),煙從上到下通過吸塵器。陽極板材是高分子含碳復(fù)合材料的導(dǎo)電玻璃鋼,添加碳纖維作為導(dǎo)電材料,合成樹脂作為粘合劑。陰極采用陰極線,位于蜂窩結(jié)構(gòu)孔的中間,陰極線材料采用鈦合金
(2)陽極系統(tǒng)采用間歇淋浴系統(tǒng),每24小時(shí)清洗一次,清洗5min,清洗時(shí)需要切斷電源,每個(gè)供電區(qū)域輪流清洗,清洗水直接進(jìn)入脫硫系統(tǒng)。
2.2性能比較
金屬極板WESP:
(1)金屬極板材質(zhì)剛性高,使用中不易變形,抗壓能力強(qiáng)。兩個(gè)極板之間的距離保持良好,保證了良好的發(fā)電廠性能和機(jī)械強(qiáng)度。能夠承受55kV以下的高壓電
(2)煙塵流速要求低,可以選擇較長的停留時(shí)間,以2m/s的速度進(jìn)行微小的煙塵粒子和氣溶膠的清掃,除塵效率好
(3)循環(huán)水噴霧可以在金屬極板表面形成均勻牢固的保護(hù)膜,除去大部分灰塵
(4)噴水除塵同時(shí)具有除去SO3、SO2、NH3、等重金屬污染物的能力
(5)循環(huán)水可以補(bǔ)充脫硫設(shè)備,除大部分灰塵柔性陽極WESP:
(1)柔性陽極采用柔軟的織物組織,有金屬框架作為支撐,但容易受到煙塵流動(dòng)的影響而變形,因此機(jī)械性能和電容器的穩(wěn)定性必須損失
(2)煙氣流動(dòng)速度高(≈3m/s),產(chǎn)生氣流帶出,停留時(shí)間短,PM2.5微粒子和氣溶膠脫落率低,但煙塵流動(dòng)阻力過高會導(dǎo)致穩(wěn)定性下降,之后也會影響工作性能的
柔性陽光流入,系統(tǒng)的停留時(shí)間短
玻璃鋼陽極WESP:
(1)玻璃鋼陽極WESP和金屬極板一樣具有良好的穩(wěn)定性和除塵效率,可承受78kV的高壓;
(2)對煙氣流速要求較高,選用較短的停留時(shí)間,在3m/s的速度下進(jìn)行微小煙塵顆粒和氣溶膠的清理,效率低;
(3)無水膜沖洗清灰,利用噴淋系統(tǒng)每隔一段時(shí)間進(jìn)行沖洗,極板表面有積灰可能,影響集塵效果;
(4)由于是間斷性噴水清灰,因此雖具備脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力,但脫除率不高;
(5)收集的酸液沉淀后進(jìn)入脫硫系統(tǒng),對脫硫塔內(nèi)的物料平衡有一定的影響,增加脫硫運(yùn)行的費(fèi)用(待評估);
(6)除塵效率受除塵面積的影響一般為50~75%;(7)玻璃鋼陽極WESP設(shè)備的尺寸較小,系統(tǒng)阻力要求為300-500Pa。
2.3可靠性比較
金屬極板WESP:
(1)金屬極板本身具有一定的耐腐蝕性,并且淋浴循環(huán)系統(tǒng)的持續(xù)清洗在金屬表面形成保護(hù)膜,因此金屬極板的壽命可達(dá)15年
(2)金屬極板WESP能夠承受高溫和電壓,脫硫設(shè)備故障時(shí)也能夠正常工作
(3)對電腐蝕的抵抗力強(qiáng)/p>
(4)淋浴系統(tǒng)能夠承受高溫和電壓,脫硫設(shè)備故障時(shí)
柔性陽極WESP:
(1)柔性陽極WESP在使用中容易變形和搖晃,陽極織物也需要定期更換,因此壽命僅為6年左右,更換率在大修整周期內(nèi)為20%
(2)柔性陽極不能承受高溫高壓腐蝕,嚴(yán)重時(shí)極板燃燒,直接廢棄
(3)無淋浴系統(tǒng),無灰塵保證,設(shè)備性能、安全隱患
(4)除支撐框架采用不銹鋼外,其他支撐部件采用碳鋼結(jié)構(gòu)。
玻璃鋼陽極WESP:
(1)陽極板材料為高分子碳復(fù)合材料,耐腐蝕性好,產(chǎn)品主張壽命在15年以上
(2)玻璃鋼陽極WESP能承受高溫和電壓,脫硫設(shè)備故障時(shí)也能正常工作。
(3)對電腐蝕的抵抗力強(qiáng)
(4)間斷噴水,不能長期保證極板清潔,設(shè)備性能、安全有危險(xiǎn)。
2.4運(yùn)行費(fèi)用
金屬極板WESP:
(1)消耗電力:水循環(huán)系統(tǒng)消耗電力42kW(2)消耗水力:系統(tǒng)零消耗水力(3)化學(xué)藥劑:消耗NaOH溶液(4)易損件更換:無易損件。
柔性陽極WESP:
(1)消耗電力:消耗電力低(2)消耗電力:系統(tǒng)零消耗電力(3)化學(xué)藥劑:除塵酸液直接排入脫硫漿液系統(tǒng),對脫硫運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有一定的影響(需要評價(jià))(4)消耗品更換:更換率在大修整周期內(nèi)為20%,總成本約為40萬元,每年的平均材料和人工費(fèi)為8-10萬元。
玻璃鋼陽極WESP:
(1)消耗電力:消耗電力低(2)消耗電力:系統(tǒng)零水消耗(3)化學(xué)藥劑:除塵酸液直接排入脫硫漿液系統(tǒng),對脫硫運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有一定的影響(等待評價(jià))(4)消耗部件的更換:無消耗部件。
3結(jié)論
通過上述技術(shù)對比可以看出三種技術(shù)路線各有優(yōu)劣:金屬極板WESP由于極板穩(wěn)定,且有水膜覆蓋沖洗系統(tǒng),因此在電場穩(wěn)定性、清灰性能上具有優(yōu)勢,噴水清灰同時(shí)具有脫除SO3、SO2、NH3、汞等重金屬污染物的能力。綜合比較,金屬極板的性能比柔性陽極和玻璃鋼極板稍好。
從技術(shù)趨勢來看,金屬極板WESP是國際主流技術(shù),已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)國家,國內(nèi)主流采用金屬極板WESP,而柔性陽極WESP經(jīng)過多年的發(fā)展,仍然只有極少數(shù)應(yīng)用案例,因此技術(shù)方向的風(fēng)險(xiǎn)大于金屬極板,國內(nèi)投運(yùn)項(xiàng)目已經(jīng)出現(xiàn)極板燒毀現(xiàn)象。
與金屬極板WEPS技術(shù)相比,柔性陽極WESP和玻璃鋼陽極WESP的主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用中沒有淋浴循環(huán)系統(tǒng)的維護(hù)和維護(hù)支出,但這兩種技術(shù)對其他運(yùn)行系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響,主要破壞脫硫設(shè)備內(nèi)部的酸堿平衡同時(shí),沒有去除SO3、SO2、NH3、水銀等重金屬污染物的能力。
綜合分析對比,認(rèn)為金屬極板WESP在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和可靠性上占優(yōu)勢,可長期保證低排放,實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)同管理,特別是對SO3有效脫除,有效緩解防腐,降低煙囪防腐費(fèi)用。
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