WESP在超超临界百万机组超低排放工程上的应用

摘要：本文简述了湿式电除尘器的工作原理以及技术特点，并对目前燃煤电厂超低排放路线做了简单分析：以低低温电除尘技术为核心实现超低排放的技术路线和以湿式电除尘器为核心实现超低排放的技术路线;此外重点介绍了湿式电除尘器在国内1000MW超超临界燃煤机组上的应用情况。

0引言

随着我国大气污染排放标准及要求的日趋严格，湿式电除尘技术开始应用于燃煤电厂，并得到迅速推广。华润海丰电厂在初期设计排放限值符合国家《火电厂大气污染物排放标准》及环评要求的情形下，主动追加环保投资，要求机组投产后，污染物排放达到“超低排放”要求。华润海丰电厂1号和2号2×1000MW燃煤机组通过末端加装湿式电除尘器(以下简称WESP)，来达到“超低排放”目的。

本文重点介绍了WESP技术在海丰电厂1号和2号2×1000MW燃煤机组上的应用，为该项技术在大型燃煤电厂的进一步优化和推广提供了有益的参考。

1WESP技术简介

1.1WESP对微细粉尘的去除原理

WESP是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备，在燃煤电厂中通常布置在脱硫设备后，其工作原理和干式电除尘器基本相同，都要经历电离、荷电、收集和清灰四个阶段，烟气通过进口封头后进入电场，在高压电的作用下气体电离粉尘被荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下向集尘极移动，随集尘极表面的水膜去除[1]。WESP工作原理如图1所示。

图1WESP工作原理图

1.2WESP技术特点

WESP具有除尘效率高、克服高比电阻产生的反电晕现象、无运动部件、无二次扬尘、运行稳定、压力损失小、操作简单、能耗低、维护费用低、生产停工期短、可工作于烟气露点温度以下、由于结构紧凑而可与其他烟气治理设备相互结合、设计形式多样化等优点。同时，其采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰，可有效收集微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二噁英)等，综合治理能力强。使用湿式电除尘器后，烟气中的烟尘排放可达10mg/m3和5mg/m3以下。在燃煤电厂湿法脱硫之后使用，还可解决湿法脱硫带来的石膏雨、蓝烟、酸雾问题，缓解下游烟道、烟囱的腐蚀，节约防腐成本。

2超低排放技术路线

针对我国燃煤电厂使用的除尘设备80%左右为电除尘器这一现状，同时借鉴国外发达国家的先进电除尘技术，为实现燃煤电厂的超低排放要求，可采用两条技术路线：一条是以低低温电除尘技术为核心实现超低排放的技术路线，一条是以湿式电除尘器为核心实现超低排放的技术路线，从工程应用情况来看，两条技术路线均是可行的。

2.1以低低温电除尘技术为核心的超低排放技术路线

该技术是通过热回收器(又称烟气冷却器)或烟气换热系统(包括热回收器和再加热器)降低电除尘器入口烟气温度至酸露点以下，一般在90℃左右，使烟气中的大部分SO3在热回收器中冷凝成硫酸雾并黏附在粉尘表面，使粉尘性质发生了很大变化，降低粉尘比电阻，避免反电晕现象;同时，烟气温度的降低使烟气流量减小并有效提高电场运行时的击穿电压，从而大幅提高除尘效率，并去除大部分SO3。

该技术优势有：既可以提高电除尘器对工况变化的适应性、提高电除尘效率，又能够去除烟气中大部分SO3，提高湿法脱硫系统协同除尘效果;同时，在节能效果方面，可利用余热、节省燃料。该技术烟尘排放浓度可低于30mg/m3;节省标准煤耗1.0～3.5g/kWh;压力降不大于650Pa;漏风率≤3%。

该技术缺点有：由于烟气温度降至酸露点以下，SO3在热回收器中冷凝，形成具有腐蚀性的硫酸雾，并吸附在烟尘表面上逃逸至电除尘器中，对电除尘器及下游设备造成腐蚀;粉尘比电阻的降低会削弱捕集到阳极板上的粉尘的静电黏附力，从而导致二次扬尘现象有所加重，影响除尘性能的高效发挥;由于吸附了三氧化硫，导致灰斗中灰的流动性变差，易造成灰斗腐蚀。

2.2以湿式电除尘器为核心的超低排放技术路线

湿式电除尘器作为燃煤电厂污染物控制的精处理技术设备，一般与干式电除尘器和湿法脱硫系统配合使用，也可以与低低温电除尘技术、袋式除尘技术等合并使用，可应用于新建工程和改造工程。对PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶等多污染物协同治理，实现燃煤电厂超低排放。

该技术优势有：能提供几倍于干式电除尘器的电晕功率;煤种适应性好，不受粉尘比电阻影响，粉尘排放浓度低，可有效捕集其它烟气治理设备捕集效率较低的污染物(如PM2.5等)以及湿法脱硫系统产生的衍生物等，消除石膏雨;可达到其它除尘设备难以达到的极低的排放指标：

颗粒物排放浓度可≤3mg/m3。同时对SO3、重金属汞等具有脱除作用;

阳极板采用耐腐蚀的不锈钢、高端合金等材料，极板机械强度大、刚性好;

运行电压高、稳定性好，运行电流大，性能更高效、稳定;

运行阻力低于300Pa。

该技术缺点有：产生废水，需要排入脱硫系统或者进行过滤处理。

3工程应用

3.1项目概况

华润海丰电厂位于广东省海丰县小漠镇东南海湾，北面靠山，西南为浅滩，东、南面毗邻南海。工程规划8×1000MW机组，本期利用已有场地和部分填海造地建设2×1000MW超超临界发电机组，是广东省“十二五”规划重点工程。为实现大气污染物超低排放要求，浙江菲达环保科技股份有限公司承担了脱硫吸收塔后新增WESP的建设任务。

3.2总体技术思路

华润海丰电厂1000MW机组中采用的WESP装置布置在湿法脱硫设施尾部。采用的工艺路线如图2所示：锅炉+脱硝装置+干式电除尘器+湿法脱硫装置+湿式电除尘器。烟气先经过脱硝系统去除NOx，然后经干式电除尘器去除粉尘，之后再经过石灰石-石膏湿法脱硫装置去除SO2。脱硫塔出来后温度低、湿度大、腐蚀性强的烟气再经过WESP进行深度处理。

图2华润海丰电厂1000MW燃煤机组的工艺路线图