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3.3电除尘器规格容量的确定
(1)确定比集尘面积
因湿式电除尘器收尘机理与干式电除尘器相同,故在比集尘面积的计算方面依然适用于经典的多依奇效率计算公式。由于多依奇公式是多个相对理想的假设条件下得出的,故在实际使用中,我们需要采用其修正公式,根据实验和工程经验给予合理的修正,确保最终选型的正确,具体修正公式如下:
(2)确定电场风速
根据大量的试验数据验证,目前湿式电除尘器在电场风速高达4.5m/s时,对极板的水膜成形以及收尘效率影响较小,但考虑到结构稳定性,已经长期高效可靠运行,一般在具体应用中,推荐湿式电除尘器的电场风速小于3m/s。
(3)确定电场数
根据确定的比集尘面积和电场风速就可以计算出除尘器所需的总集尘面积和断面积,据此通过已有的选型系列化型谱就可以细化电场长度、极板有效高度等具体参数。湿式电除尘器不同于干式电除尘器,由于往往入口含尘浓度都比较低,所有除尘效率也较干式电除尘器更低,一般选取一到两个电场。当湿式电除尘器除尘效率要求大于80%时,推荐采用两个电场的结构,可以更有效地保证最终排放指标。
(4)极配形式的确定
阴阳极作为电除尘器的核心组成部分,对除尘效率影响重大。阳极板是湿式电除尘器的核心构件之一,它的结构形式是否有利于形成均匀水膜,是否能消除一般极板的“沟流”现象,是湿式电除尘器极板结构设计时必须考虑的。福建龙净环保股份有限公司采用的是WBE型金属宽极板,原型来源于干式电除尘器BE型极板,在此基础上经过大量试验研制成型。WBE型金属极板不但水膜均匀性完好,而且极板刚性好,有利于生产和安装。
阴极线线型的选择,由于其处于可能被水膜包覆影响放电的环境中,宜采用起晕电压低、易冲洗的极线型式,有效防止液滴停留在针尖上,保证针刺的放电能力和减少液滴腐蚀的线型,我公司采用了锯齿线,并于阴极框架采用了无焊接的先进连接方式,确保了可靠性。
经过大量试验研究我们最终确定的阴阳极同极距为300mm,不同于干式电除尘器400~450mm的宽极距。在此极距下,电场更易于放电,释放更多电荷有利于细颗粒物的荷电和收尘。
(5)高压电源的确定
配套高压电源的额定电流按供电区域集尘面积的大小确定,对于常规干式电除尘器一般可在0.2~0.5mA/m²范围内选取,而湿式电除尘器由于水介质的参入,板电流密度可以提高至0.6~1.0mA/m²的范围。当然电流容量也不是选越高越好,也是要根据实际工况的运行电流而定。也有T/R电流选得过大,而实际运行电流小,使T/R阻抗压降减小,输出电压增高,导通角减小,二次电压降低的问题。
而高压电源的电压等级是根据不同的极间距确定的。一般可在3~3.5kV/cm范围内选取,对于湿式电除尘处理对象为低比电阻以及锯齿线针尖放电的特点,电压等级可取低一些。当然电压等级也不是选越高越好,而是要根据实际工况的击穿电压而定。其原因是T/R输出电压过高,而实际电场击穿电压低,造成导通角小,二次电压偏低。
目前常规按同极距300mm选55~66kV。针对上述选型技术所确定的湿式电除尘器,结合技术经济性对比,确定最终规格型号等完成选型流程。
4、金属极板卧式湿式电除尘器的应用
国内首台湿法脱硫后湿式电除尘器在上海长兴岛成功投运;2013年10月,国内首台330MW大型机组湿法脱硫后湿式电除尘器在华电淄博成功投运;2014年8月,国内首台670MW大型机组湿法脱硫后湿式电除尘器在大唐山东黄岛成功投运。
至2015年底,WBE型湿式电除尘已取得14台1000MW机组合同业绩。已经投运的神华国华河北三河电厂2号炉350MW机组、神华国华河北定州电厂3、4号炉660MW机组、神华惠州电厂1号炉330MW机组等工程湿式电除尘器出口烟尘浓度都稳定在2mg/m³以内,高效地实现了燃煤电厂烟尘超低排放的指标。
5、小结
WBE型金属极板卧式湿式电除尘器在选型技术方面通过大量科学试验的积累,以及大量工程的实践,经检验证明,WBE型湿式电除尘技术水平和工业应用均处于国内领先,为实现燃煤电厂烟尘“超低排放”提供了高效、稳定、可靠的技术支撑。
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