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1、湿式电除尘器纵谈,一. 湿式电除尘器作用及现状 二.湿式电除尘器结构形式 三.湿式电除尘器极板形式 四.湿式电除尘器应关注的重点问题 五.湿式电除尘器展望,一.湿式电除尘器作用及现状,湿式电除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM10，尤其是PM2.5微细粉尘有良好的脱除效果，应用在湿法脱硫后，可解决石膏雨、蓝烟问题。可有效捕集微细颗粒物（PM2.5、SO3酸雾形成的气溶胶）、重金属（Hg、As、Se、Pb、Cr）、有机物（多环芳烃、二噁英）等，烟尘排放可达10mg/Nm3，甚至5mg/Nm3以下，实现超低排放，达到天然气锅炉及燃气轮机组的烟尘排放标准（最新火电厂大气污染物排放标准GB 13223-2
2、011）。,湿式电除尘器在我国冶金、化工行业早已应用，尤其在化工行业甚至作为生产设备，技术成熟，但在电力行业锅炉烟气治理中则处于起步阶段。随着环境空气细颗粒物污染综合防治技术政策的出台，湿式电除尘器似乎成为大气污染治理的“宠儿”，业内不约而同各自作了一些“大动作”：若干企业捷足先登，迅速地引进了国外如日本、美国及欧盟技术；有的企业则组织专业团队，在基础试验的基础上及时进行工业性试验。到目前为止，引进国外技术的企业有5-6家，系统进行过湿式电除尘器（WESP）试验并取得完整技术资料有3-4家,但是参加投标的单位有已有近30家，从这个数据看出，有半数以上的企业是仓促上阵，基本准备还不是很充分。即使
3、引进了技术的企业,是否已经吸收消化好？自主开发的是否积累了关键的数据和经验，均有待验证。尽管湿式电除尘器（WESP）技术业内并不很“陌生”，但是要做到得体到位，还需要时间总结，积累经验。需要特别提出的是，现在我们指的湿式电除尘器（WESP）是安装在湿法脱硫塔后，处理夹带有大量浆体液滴，还有气相SO3蒸汽和水形成的气溶胶的烟气。由于对控制微粒和酸雾的要求不断提高，WESP成为最好的选择。现指的WESP净化对象是饱和水汽，烟气温度50左右，粉尘浓度低，技术难度相对较低。如果掌握了它的基本规律，并充分发挥其潜能，在控制细颗粒物等方面能体现良好的性价比。,二.湿式电除尘器结构形式,湿式电除尘器按烟气在
4、电场中流动方向有卧式和立式两种。 卧式的优点是按照不同除尘效率的要求，可增加电场长度和电场数，能分区供电，缺点是需要占用较大的总图面积。 立式的优点是可与吸收塔一体化布置，不需要占用总图面积，省去了独立布置相关的烟道，简化了酸液收集、存储系统，优化了清洗水的喷雾冲洗。冲洗水还能直接作为补充水被下面的WFGD利用。立式电除尘器也可以单独布置在吸收塔附近，需要占用一定的总图面积。,卧式湿式电除尘器,湿式电除尘器从结构上分为两种形式，管式和板式，其中管式WESP只有垂直方向烟气流（上升流或下降流），而板式WESP既可以采用水平流，也可以采用垂直流。 这两种形式的WESP根据多伊奇公式，通过变换成下列
5、形式： 对于板式EP =1-e(L/Bv*w) 对于管式EP =1-e(2L/rv*w) 式中：L-板式或管式EP的极板宽度或长度 B -异极间距 v -电场气流速度 r-管式EP的半径 比较以上两式，当B和r相等时，对一定而言，,管式EP的气流速度可以比板式EP增加一倍。管式除尘器这个技术优势有待于发掘，目前尚未充分体现出来。 卧式和立式两种WESP都可以满足各种工艺的需求，至于选择哪种形式的WESP，根据实际情况确定。,三.湿式电除尘器极板形式,目前，引进国外WESP技术大体是卧式板式电除尘器，基本结构形式相同。但各企业喷淋系统和板线结构均有差别，体现公司的特色。例如各公司选择喷嘴的流量、
6、喷淋角度、喷嘴布置的位置和喷淋制度均不相同，确能很好适应本公司的电极配置。再例如，收尘极的形式也各有千秋，典型的有以下三种： 1、平板型：设计平板型电极的理念是让板面尽可能平直，传统的思路只有平直的板面才能形成均匀的水膜，并产生良好的冲洗效果。这种形式的极板在我国已沿用多年。,2、沟槽型：它是在平板型极板的基础上发展起来的，平面部分轧制出许多凹凸沟槽，它提高了极板的刚度，在喷淋方式的配合下，同样可以达到平板型的效果。,3、筛网型：这种板是由两块薄钢板四周密封焊接，采用压缩空气充入两板之间的腹腔，使之相隔一定距离，再用专用设备在电极上冲压出许多凹点，这种极板的刚性好。水膜从上往下流动的过程中，还
7、能横向漫流。使清洗水均匀覆盖。引进卧式电除尘器另一个共同点是电板均为不锈钢，壳体则用普钢，内衬防腐材料保护它不受腐蚀。比较日本、欧美设计WESP最先进的指标，是设计效率为70%时，采用一个4200mm长的电场，比集尘面积7.6/（m3/s），驱进速度15/s；若设计效率为90%则需要增加一个电场。其条件是在这个高指标的系统中，每个环节都要充分地挖掘各构件的内在潜力。,另外，从国内自主研发的另一条技术路线主要是立式湿式除尘器。它是移植化工系统沿用多年成熟的电除雾技术。其材料为耐腐蚀树脂基导电复合材料，即导电玻璃钢，它具有耐酸碱腐蚀、强度高、密度小、抗阻燃性好的特性。收尘极呈六角蜂窝形组合成管式立
8、式电除尘器。它可以直接置于吸收塔的顶上，与吸收塔形成一个整体，也可以布置在吸收塔的侧面，通过烟道连接，净化后，再经烟囱排出。近年来国内还开发了一种柔性电极材料，采用化纤材料组成。在工业化应用方面已迈出了第一步。,四.湿式电除尘器应关注的重点问题,与干式电除尘器不同，湿式电除尘器应着重关注以下几个方面的问题： 1、流场的均匀性 电除尘器的气流分布不均匀，意味着电场内存在高、低速度区，低速区增加除尘效率，但远不足以弥补高速区除尘效率的降低，因而总除尘效率低。干式ESP一般串联多个电场，即使未作模拟实验或仅作过未经检验的数模，对高性能的干式ESP有影响，但不会产生重大的伤害。WESP仅一个电场，烟气
9、流速高，一般粉,尘在电场中停留时间1.2s3s。如果流场设置不当，净化性能只能停留在低水平线上。另外WESP受到电极长度的限制，尽管在脱硫的WESP电极可长达10m。但对处理大流量的废气，电场截面呈矮胖型，即电场宽度远远大于电场的高度，高宽比很不协调，不能按一般的干式电除尘那样处理。立式WESP的电场长度为4.5m至6m，由于结构的原因尚不宜作得太长，若置于吸收塔顶，两者设计选定的流速显然不一致。如用增加WESP的截面积的方法来解决，还是有一个使流场均匀扩散的问题。 2、极配形式 时至今日，板线匹配的一般规律均已了解或掌,握。针对WESP，它处理的是SO3雾气与烟气水分结合形成一种带有极细微粒
10、的酸雾。这种酸雾的密度很高，形成空间电荷效应，严重地抑制电晕电流，电晕闭塞的后果将导致电功率和净化效率的下降。为了克服电晕闭塞出现，极配形式，即收尘板和电晕板的几何形状必须组合得当，甚至还要联系到最佳的同极间距。 要量化这个效果需要通过试验或具有相当经验。空间电荷的量与进入WESP的浓度成正比，粒子的尺寸愈小，气流流速愈高，空间电荷效应变大。其结果是电晕电流显著下降，火花放电电压下降，导致除尘性能降低，因此在把握烟气条件中各种,因素的同时，选择的极配形式能有效地减少空间电荷带来的消极影响。 前文曾提到，从理论上计算，管式电除尘器与板式ESP相比对一定而言，前者比后者流速可增加一倍。换言之，在流
11、速相同的条件下，前者比后者效率高得多，怎样体现这种结果，极配形式也是因素之一。 3、喷淋系统和电极的匹配 所有的WESP都有一套喷淋洗涤系统来维持电极的正常运行，洗涤可分为连续喷雾和定期冲洗，不同功效的喷嘴具有不同的作用。设计上对喷嘴的喷射角度、喷水流量和雾滴大,对喷嘴的喷射角度、喷水流量和雾滴大小都与电极布置有关也与喷淋制度联系在一起，只有经历过现场试验直接取得的数据才会使喷淋水量最小，又保证电极清洁干净。 保持WESP的电极清洁至为重要。电极清洁与喷淋系统、烟气性质及电极长度有关，WESP的电极长度一般受到诸多因素的限制。因为喷淋的不均匀，极板表面的几何形状缺陷（凹凸不平）等因素，水膜在沿
12、板面流动的过程中，由于水的表面张力产生沟槽效应。电极愈长，沟槽效应愈明显。目前采用的平板型或沟槽型极板长度为8-10m，筛网,型长度为13m，但如果喷淋系统出现故障、电极变形，电极上就会出现干斑，失去水膜的保护且与烟气接触而加快腐蚀。同时，干斑还会长大，导致极板结垢，将会产生严重后果。,五.湿式电除尘器展望,我国在建拟建WESP已达数十台之多，已超过世界已投运的总和（指脱硫后的WESP）。而目前我国WESP已投运的数量寥寥无几，且运行时间不长，尚无积累可供借鉴的经验。现在大批量快速兴建，这批WESP投入运行后，是否如愿以偿地达到我们的期望值？在运行过程中，可能出现什么问题？怎么应对？看来很多问
13、题需要冷静思考： 1 WESP选型设计根据哪些原则，国外经验哪些可以借鉴，哪些不能搬来套用？ 2 WESP设计的整体寿命多长，部件寿命年限多少？,3 WESP关键技术是哪些，如何掌握要点并整体协调得当？ 4 WESP运行中常见故障有哪些，如何及时应对？ 5 在施工中，要重点关注哪些问题，以避免产生后遗症？ 总之，WESP尽管有许多突出的优点，并非一劳永逸，WESP有时比干式EP更娇气，稍有不慎，就会出现以下故障： 设备腐蚀，尤其是本体防腐不到位时，时日不长即出现渗水、漏水； 设备性能不稳定，效率衰减很大；,供电故障频发； 电晕线摆动摇晃、寿命短、断线率高、电极结垢等恶性故障。 在WESP大干快上之际，未雨绸缪，多做一些调研和思考，切实避免在建设的高潮中可能出现“改造”的高潮。我国即将成为WESP应用大国，正在走研发、借鉴、完善和提高的道路，建成一台，总结一台。在完善的基础上，提出降低WESP成本的方案和措施，还要对提高设备的可靠性、电极材料的优选和喷淋系统的优化进行研发。在设计方面，更要不断总结经验，持续地改进和创新，最大限度地提高设备性能，创建中国的具有自主知识产权的品牌。,谢谢大家!,
