浅谈输煤系统湿式电除尘器的应用

罗冰丽（福建卫东环保科技有限公司,福建　龙岩　364000）

浅谈输煤系统湿式电除尘器的应用

罗冰丽
（福建卫东环保科技有限公司,福建龙岩364000）

摘要：从湿式电除尘器的结构与原理上出发，对湿式电除尘器进行技术经济的比较，论证了湿式电除尘器具有结构简单、除尘效率高、维护量小等优点，具有很大的工业应用潜力。

关键词：输煤系统；湿式电除尘器；除尘效率

1　引言

近年来，我国中东部地区发生了有史以来规模最大、持续时间最长的雾霾天气，严重影响人类健康和生态系统。雾霾天气的形成与一次细颗粒物ΡM2.5的排放及环境空气中二次细颗粒物的形成密切相关[1]。我国“多煤、少油、缺气”的资源禀赋决定了燃煤发电仍将是中长期主要的发电方式，目前采用输煤系统干式电除尘器并取得较好的除尘效果。但近年来由于国内电煤供应紧张，大量使用褐煤和印尼、越南等国的煤炭，使得干式电除尘器内部时常发生自燃和爆炸，严重影响除尘器的安全使用，同时国家出口排放标准从150g/m3提高到50g/m3，干式电除尘器已很难满足国家排放的要求。输煤系统湿式电除尘器是针对上述问题研制开发出的新型除尘器，解决了除尘器内部煤粉尘自燃和爆炸的问题，并具有超高的除尘效率。

2　湿式电除尘器的原理及效果

输煤系统湿式电除尘器主要由前置预处理装置、正负极电场系统、喷雾系统、水位控制系统、保温绝缘系统、给水系统、排污装置和整机控制系统组成。

管道将含尘气体引入前置预处理装置，通过前置预处理装置上的喷口把含尘气体喷入前置预处理装置水箱的水中并产生大量气泡，使含尘气体中的粉尘与水充分接触，这样就能使80-90%的颗粒较大的粉尘沉入水中，其余10-20%的微细粉尘和气体冲击产生的大量水雾通过前置处理装置出口管道进入湿式电除尘器。从前置预处理装置进入电除尘的大量水雾和电除尘器顶部喷雾系统喷出的水雾在电场中荷电后，在电场力的作用下吸附在极板上形成水膜。进入电除尘器的细微粉尘在电场中荷电后，在电场力和水膜表面张力的作用下，牢牢吸附在水膜上，并随水膜流入船型灰斗。进入灰斗的含尘水会顺着船型灰斗流入前置预处理装置的水箱。前置预处理装置水箱里的粉尘沉淀到水箱锥形底部形成水煤浆后由排污系统排出。

在干式电除尘器中主要有两类粉尘容易逃逸，一是细微的低比电阻粉尘在极板上蛙跳式逃逸；二是细微的高比电阻粉尘很难荷电，或荷电后在末极电场极板上吸附，但不放电，积累到一定厚度发生反电晕逃逸。在湿式电除尘器中，细微的低比电阻粉尘在电场中荷电后，在电场力和水膜表面张力的作用下，牢牢吸附在水膜上，不可能产生蛙跳现象；细微的高比电阻粉尘在高湿的环境中比电阻会大幅下降，变得易于荷电和吸附，而且粉尘在水膜上根本不会发生反电晕。因此，输煤系统湿式电除尘器具有超高的除尘效率，是ΡM2.5粉尘的“杀手”。

3　湿式除尘器的技术经济分析比较

除尘设备的发展己有一百多年的历史，许多国家研发了多种不同的除尘设备[2]。输煤系统常用的除尘器一般为水浴式除尘器、布袋式除尘器、干式电除尘器和湿式电除尘器四种类型[3]。

根据各种除尘器适应的煤种、周边环境和工艺系统的设置不同，其技术经济比较如下：

在技术方面，湿式除尘器可去除0.001-5um粒径的粉尘，压力损失≦1000Ρа,除尘效率≧99.8%，运行总耗功率为12.05kW，挥发分适应范围宽且无比电阻要求，对于高挥发份煤粉的自燃、爆炸治理是最有效的，在维护方面工作量少，对运行管理的技术要求不高,但冬季需防冻，而干式电除尘器除尘效率才达到99.5%，适用于可燃基挥发份小于46%，煤尘比电阻在104～1012Ω·cm，无法使用在高挥发份煤粉工况下；布袋除尘器的压力损失、总耗功率比较大，运行维护工作量较大，需定期更换布袋和脉冲阀，适用于粉尘初始浓度小于15g/ m3且需要压缩空气源；水浴式除尘器只能去除大于5um以上粒径的粉尘，出口排放很难达标，效率较低，且需要定期对设备进行清理。

在经济方面，处理风量为20000m3/h的煤粉尘，湿式除尘器前期投入的设备总价为40万元，运行中所需的电费为1.5万元/年，水费为0.3万元/年，年总运行维护费用1.8万元/年，总投入费用（含一年维护）为44.2万元；而干式电除尘器、布袋式除尘器、水浴式除尘器总投入费用（含一年维护）分别为49.5万元、45.2万元、43.9万元。

4　湿式除尘器的应用

湿式电除尘器在国内已广泛运用于冶金行业、硫酸工业，是一项成熟技术，但湿式电除尘器在输煤系统的使用尚处于示范及推广阶段[4]。

湿式电除尘器与干式电除尘器在结构上差异不大，可以用该技术对目前在用的几千台输煤系统干法电除尘器进行改造，而且改造费用不高，通过改造可以使这几千台输煤系统干式电除尘器的安全性和除尘效率大幅提高。上海外高桥电厂1000MW燃煤机组于1999年10月投入运行，设计效率为98%，由于国家排放要求的提高，已无法满足要求。2014年1月在原有设备的基础上改造为湿式电除尘器并于当年3月投入运行，经权威机构检测，除尘效率达99.85%，出口浓度为6.6mg/m3。目前国内一些电厂正在实施电除尘器改造，其中包括容量为300MW、600MW等级的机组。

湿式电除尘器维护量小，且结构简单、占地面积小，还可在钢铁、化工、建材和港口等行业中的推广应用。

5　结论

湿式除尘器是利用液体来净化气体的装置,具有结构简单、造价低、适于捕集各种非纤维性粉尘等优点,解决了除尘器内部煤粉尘自燃和爆炸的问题，并具有超高的除尘效率，可广泛应用于火电厂、煤码头、煤矿等输煤系统，具有很大的工业应用潜力和广阔市场前景。

参考文献:

[1]莫华,朱法华,王圣.火电行业大气污染物排放对PM2.5的贡献及减排对策[J].中国电力,2013,46(08):1-6．

[2]稽敬文.除尘器[M].北京:中国建筑工业出版社,1981:179-196.

[3]张设计.煤矿地面胶带转运系统的粉尘治理实践[J].矿业安全与环保,2006,33(05):56-59．

[4]赵琴霞.湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景探讨[J].电力科技与环保,2012,28(04):24-26．