湿式电除尘器在燃煤电厂WFGD后的应用分析

2、湿式电除尘在燃煤电厂湿法脱硫后的应用情况

2.1日本湿式电除尘器应用情况

日本的湿式电除尘技术已在其国内大型燃煤电厂有30多年的使用业绩。三菱重工是最早开发的。三菱重工目前共有33台套WESP用于处理电厂湿法脱硫后烟气，其中燃煤锅炉典型工程案例为碧南电厂3×700MW机组湿式电除尘器。

碧南电厂1—3号机组为超临界700MW机组，4—5号机组为超临界1000MW机组，设计煤种为灰份10%左右的高发热量无烟煤；烟气排放处理方式为：1—3号机组采用锅炉出口+SCR+干式静电除尘器+烟气换热器+FGD+湿式静电除尘器+烟气换热器的方式，4—5号机组采用锅炉出口+SCR+烟气换热器+2电场固定电极和1电场转动电极的干式电除尘器+FGD+湿式静电除尘器+烟气换热器的方式；

其中烟气换热器主要用高温烟气加热脱硫后的低温烟气提高排烟温度，使烟囱出口处烟气温度达到90℃左右，因烟气内含尘量极低且排烟温度高无水蒸汽凝结，烟囱排放的烟气基本透明。

碧南电厂5台机组均在湿式脱硫系统后设置湿式静电除尘器，投产后运行情况良好，排放烟气中粉尘浓度长期保持在2~5mg/Nm3水平，在煤质较好情况最低达到1mg/Nm3，运行15年来，经介绍壳体和内件未发生严重的腐蚀问题。

碧南电厂污染物排放情况如表1所示。

表1碧南电厂污染物排放情况

2.2、美国湿式电除尘器应用情况

在美国，湿式除尘器在电厂应用的标志是美国Joy公司于1975年在宾西法尼亚电力照明公司燃烧无烟煤的Sudbury电站上安装的一套中试装置。该WESP系统一直良好运行了20多年，直到其服役期满。这些烟气中的硫酸最终成为亚微米级的酸雾，但它们可以被WESP可靠地捕获。

2000年，对NB电力公司旗下的315MW容量的Dalhousie电厂中原B&W供货的WFGD系统进行了WESP改造。该WESP系统被设计安装在WFGD吸收塔上部的有限空间里，用来收集垂直上升气流中的硫酸雾。这种布置方式为整体式WESP。尽管有限的空间极大地限制了WESP的尺寸，但是这个单电场的WESP系统自投运以来一直很可靠。

AESDeepwater电厂是美国最早在电站上安装使用WESP的电厂。该电厂WESP自1986年电厂开始投运时便进入商业运行，安装WESP旨在满足当地可滤性颗粒物及硫酸酸雾综合排放的控制要求。

该电厂采用“干式ESP+WFGD+WESP”三级尾气净化系统。其中WESP由3个电场、12套平行向上的烟气流系统模件组成。该WESP自投运以来一直运行很成功，经测试对硫酸雾的脱除效率高于90%，在达到颗粒物排放要求的同时，烟囱浊度一般能达到低于10%。

北方国家电力公司Shirco电站在其两套750MW机组上安装有美国第一个全尺寸WESP以降低浊度。在该电厂每台机组上的FGD系统后都安装有11个管式、垂直上升烟气流WESP模件。这些22套WESP模件使其浊度降低到低于10%。

2.3欧洲湿式电除尘器应用情况

在欧盟，也有许多电厂采用WESP来控制微细颗粒物及酸雾烟羽。如1997年由三菱公司制造的一套WESP安装于Werndorf电厂#2锅炉，这是欧洲锅炉工厂第一套安装于FGD后的WESP，该WESP到目前为止一直在成功地运行着。

3湿式电除尘器应用于湿法脱硫后的技术经济性分析

在脱硫塔后布置湿式静电除尘器作为污染物排放的最后控制手段，可满足20mg/Nm3甚至更严格的火电厂大气污染物排放标准。现在广为采用的燃煤电厂高效除尘设备如电除尘器、电袋复合除尘器等只能解决脱硫塔前的粉尘浓度问题，对SO3气溶胶及脱硫塔排放的石膏浆液滴无能为力。湿式电除尘器可以有效地控制这些污染物的排放，这是其它除尘设备不能比拟的。

3.1布置分析

湿式静电除尘器一般布置在烟气脱硫系统后，故炉后需要增加布置场地，对于新建机组一般影响不明显，对于已投产的老机组由于可供改造的场地有限，在布置上将是一个主要问题。新增加的水处理系统一般布置在湿式静电除尘器的正下方，基本不会增加占地面积。

3.2系统分析

湿式静电除尘器需要一定量的工业水作为冲洗水，因此需要设置专门的水处理系统。湿式静电除尘的水处理系统主要包括：循环水箱、循环水泵、废水箱、污水泵、碱液箱、碱液泵，以及污水处理装置，相应的管道等。此外，烟气系统的阻力增加约为300~400Pa。

3.3成本分析

湿式静电除尘器接触烟气的部件大量采用耐蚀不锈钢材料，且其技术未大规模投入应用，所以单个产品的技术成本较高。同时运行过程中除了除尘器本体消耗的电量外，辅助的循环水泵等还将消耗部分电量，冲洗水中添加的NaOH溶液也将提高运行成本，喷嘴更换和泵的维护也增加了额外费用，因此湿式静电除尘器的总运行成本也将高于干式除尘器。

3.4社会效益分析

安装了湿式电除尘器后，将大大改善电厂周围的环境条件，为当地居民及企业创造一个良好的生活及工作环境。初步测算，相比其它能满足排放标准的方案，一套1000MW机组安装湿式电除尘器后每年可减排烟尘约260t，SO3约310t，减少50%以上的汞及其化合物的排放量；同时还可以长期高效稳定地除去烟气中的PM2.5、SO3等污染物微小颗粒，很好地消除脱硫系统所携带的石膏雨问题，满足国家新排放标准要求。

4结论

湿式电除尘器技术已经证明成熟且其成功使用的历史近100年，在燃煤电厂也有30多年的应用历史。从日本及欧美电厂运行情况来看，湿式静电除尘器可以长期高效稳定地除去烟气中PM2.5、SO3酸雾等微细颗粒物。将湿式静电除尘器与干式电除尘相结合，布置在脱硫系统之后，能更加有效地除去烟气中的粉尘微粒、SO3气溶胶，很好地消除脱硫系统所携带的石膏雨问题，满足国家新的污染物排放标准。

虽然湿式静电除尘器的投资费用和运行成本相对较高，但因其可高效地除去烟气中的多种污染物，为满足我国日益严格的污染物减排要求，提供了一种先进的、成熟可靠的技术。可以预计，今后在我国的燃煤电厂湿式电除尘器必将得到越来越多的推广应用。

浙江菲达环保科技股份有限公司：作者：陈招妹，王剑波，姚宇平，尹得仕

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