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湿式除尘器作为国内近几年推广应用的大型烟尘精处理设备,其长期运行安全可靠性和经济性,对每个电厂单独核算烟尘控制排放精度和吨除尘成本影响较大。WESP技术大型化应用于燃煤电厂烟气深度净化开始于2012年,国电益阳发电厂300MW机组采用柔性阳极WESP技术,成功的在降低烟尘排放浓度(设计烟尘排放浓度小于20mg/Nm3)的同时,根本性的解决了该厂严重的“石膏雨”问题。随后该技术,在九江、荥阳、民权等国内多台机组推广应用。上述项目陆续投运获得行业的持续关注后,国内多家环保企业开始涉足WESP技术的引进或研发,并作为企业的主要环保产品进行市场推广。2013到2015短短两年的时间,国内先后数几十家电力、冶金企业建成并投运了湿式静电除尘装置,无论选用哪种技术工艺,已运行设备所暴露出的问题或长期运行安全可靠性、经济性在选型调研时均需给予重点关注。
超低排放指标的实现,需要设备具备实现细颗粒高效捕获的技术参数。其中1、明确关键设计参数尤为重要。对静电除尘技术而言,比集尘面积、运行电压、二次电流、烟气流速、极板长度等关键数值是对静电除尘器性能进行客观评价的科学参数,根据研究机构的数据和大量工程应用证明,WESP要达到80%以上的运行效率,其比集尘面积、电流密度须分别在22 m2/m3/s(按照设备主结构估算,同等设备体积下不锈钢阳极比集尘面积是玻璃钢阳极和柔性阳极的60%左右)、0.35mA/m以上,关键是烟气流速需在2.5m/s以下,否则因细颗粒物惯性力和捕获液滴被烟气自身携带因素,其实际运行效果肯定会大打折扣,这需要应用单位应在招标采购阶段对此类关键参数给与严格界定。随着WESP市场的持续升温,加之没有明确的国家、行业标准,没有统一的准入门槛,各环保厂家在环保工程竞标方面基本处于无序竞争状态,出现超低技术参数配置下但宣传达到3mg/Nm3、1mg/Nm3类似违背技术原理的结果。或者为了达到招标文件限制指标,环保厂家出现违背保障技术安全可靠运行的盲目削减技术参数情况。2、控制气流均布(流场模拟)是基础条件。WESP技术要求实现5mg/Nm3以下的烟尘排放指标,其捕获目标为1微米以下的超细颗粒物,即便局部的气流分布不均或扰动都有可能造成被捕获颗粒的逃逸,引起排放增长,因此WESP设计前都应严格进行流场数值模拟,控制烟气均布系数在0.13以下。3、选择合理选择设备防腐工艺。WESP装置运行环境十分恶劣,对于设备自身的耐腐蚀性能提出了很高的要求,应当综合考虑造价和可靠性两方面的需求。目前较为普遍的设计原则是:壳体及结构支撑部件采用碳钢+鳞片防腐,并严格控制施工质量(鳞片防腐质量问题目前多有发生);阴、阳极构件、导流装置采用有机纤维、玻璃钢、PP、双相钢、钛等耐腐蚀材料。4、确保设备制作及安装精度。WESP内部件均是采用模块化设计,阴、阳极数量巨大,极间距的均匀、准确直接影响其集尘性能。在阴、阳极构件加工阶段就要明确各项误差标准并严格检验,并在运输、吊装、安装过程中妥善保护直至精准定位。加工、安装质量偏差是造成的WESP装置不能正常投运的常见原因之一。
四、结束语
目前我国采用的烟尘浓度测试规范1991标准,按照该规范中采用的测试分析方法和现有的测试仪器并不能完全满足烟尘超净排放的技术要求,极小的操作偏差或现场干扰就有可能造成测试结果出现颠覆性的差异。近期国家环保部已经组织相关部门、专家制定针对超净排放指标的新测试规范,相信不久之后会有指导性的文件发布,届时将对判定烟尘超净排放提供更为精准的第三方测试结果,并监督、促进市场良性发展。
虽然WESP技术在造价、运行费用、运行可靠性方面还有待于经历市场长期的考验,但这并不能否认该技术在这一领域的领先地位,相信随着越来越多WESP装置的投入运行,技术的不断完善优化,上述问题将会得到有效的解决,该技术也必将为环保产业发展、大气环境质量改善贡献更大、更重要的力量。
作者:宋家秋(山东神华山大能源环境有限公司)
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