（广州发电厂有限公司 510160）
摘要：随着东南沿海地区燃煤火电厂“超洁净排放”标准的推出和执行，为使粉尘达标排放，各型湿式静电除尘器在燃煤电厂“超洁净”改造中得到了应用得推广。本文对各型湿式静电除尘器的结构特点、性能优劣进行了分析，并据此对湿式静电除尘器的选型原则进行了初步探讨。
关键词：湿式静电除尘器；分类；选型
近年来，随着燃煤电厂“超洁净排放”要求的提出，传统除尘器出口粉尘浓度无法低于5mg/Nm³，已经不能满足要求。加之湿法脱硫喷淋塔石膏浆液的逃逸更是令粉尘排放雪上加霜，最终烟囱出口粉尘排放将远超过5mg/Nm³的标准。为了达到超洁净排放标准中粉尘的指标，必须要在脱硫后设置一级精细除尘设备，作为粉尘达到超洁净排放的有效技术措施。
经过湿法脱硫塔后的烟气已经达到饱和状态，温度为50°C左右，并夹带含氯离子的雾滴、酸性气体等。烟气具有很强的腐蚀性，容易凝结出大量水分，常规技术中的静电除尘器和滤袋除尘器都不能适用，只能采用湿法除尘技术。通过在燃煤电厂的应用中表明，湿式静电除尘器能去除90%以上的PM2.5细微粉尘、SO3烟雾，此外还能去除汞、NH3、SO2和HCl等。因此，湿式静电除尘器是作为燃煤电厂大气污染治理的终端处理设备的首选。
1.湿式静电除尘器的特点与类型
1.1 湿式静电除尘器的特点
湿式静电除尘器在电力行业使用，主要用途用于捕集细小颗粒、升华金属冷却后的凝固颗粒、净化脱硫后烟气携带的酸性气溶胶，附带功能是去除脱硫塔逃逸出来的石膏浆液。在国内，应用于燃煤电厂尚处于起步阶段，从2013年底开始才陆续有少数的投运业绩。
湿式静电除尘器的原理与干式静电除尘器类似，都是在阴极线与阳极之间建立高压电场，在电场力作用下带电颗粒趋向电极，最后被极板或极线捕获并收集。但湿式静电除尘器的工作条件以及收集对象与常规的干式静电除尘器不同，因此其具有一些独有的特点：
●工作在饱和湿烟气状态下，常规干式静电除尘器无法收集的高比电阻、颗粒较细、灰粘性大等特殊粉尘，也可有效收集。
●阴极线与阳极板上采用水冲洗方式清除，无振打设备，可靠性较高。
●烟气流速较干式静电除尘器高，设计烟速取值可达到2～3m/s
1.2 湿式静电除尘器的类型
国内目前湿式静电除尘器的技术可谓五花八门，阳极板材料和整体布置方式多样，各有特点。目前为大型机组配套的成熟湿式静电除尘器可按阳极板材质分为两大类，一类采用金属材料，另一类阳采用非金属材料。两类湿电结构和运行方式各有不同。
1.2.1金属阳极板湿式静电除尘器技术的特点
该类型阳极板选用不锈钢，一般选用奥式体不锈钢（316L或317L）或防腐性能更好的双相不锈钢（2205），国内也有少量采用镍铬合金的业绩。其阳极板为板式结构，湿式静电除尘器可以采用垂直或水平布置。
脱硫后的烟气含有大量酸性物质与氯离子，即使采用不锈钢仍不能防止腐蚀，因此金属材料的阳极板均需进行连续冲洗，利用冲洗水稀释酸性物质浓度，使其能达到不锈钢承受的范围内。由于采用雾化喷头连续冲洗的运行方式，除尘器出口携带水雾浓度较高。其主要系统构成包括：除尘器本体及电源，补给水、循环水、排水系统，加碱及PH值控制系统等，设备较多。
1.2.2非金属湿式静电除尘器技术特点
该类型湿式静电除尘器的阳极为管形或板形，管形只能采用垂直布置且采用下方进气为宜。国内以管形阳极板为主，板形仅南京龙源有较多应用业绩。管型截面有四边形、六边形（蜂窝结构）、圆形等，较多采用蜂窝式截面。。
阴极线一般采用不锈钢，目前较多采用更耐酸2205材料。非金属材料多用FRP（玻璃钢）材料，一些厂家的产品目前有改用性能更好的PP（聚丙烯）材料。国内山大能源采用有机合成纤维作阳极板材料，称之为柔性电极湿式除尘器，实质也可归为此类。非金属湿式静电除尘器的系统比金属湿式静电除尘器简单，无须连续喷淋，也不配置加碱液系统，因此物料消耗少能耗低。
2.湿式除尘器结构选型推荐
2.1 两种湿式静电除尘器的优劣比较
按照粉尘排放限值5mg/Nm³标准，以阳极板的材料分类：金属板式、非金属（以管式为代表）湿式除尘器均能满足技术要求，但两种结构的湿式除尘器系统设备及运行方式均有较大差异，技术特点对比如表2-1。
金属板式采用水膜连续清洗方式，捕集的粉尘和浆液被清洗水稀释，极板结垢的风险较小。但若冲洗水膜不均匀导致极板部分结垢，或喷淋系统故障，采用不锈钢的阳极板可能会被腐蚀。非金属管式采用间断清洗方式，正常运行时极板也不会结垢；但长时间得不到清洗，有一定的结垢风险，合理的清洗周期需要运行摸索，逐步积累经验。
2.2 湿式静电除尘器的选择
从设备可靠性角度分析，采用金属材料阳极板的湿电，有连续水膜保护，酸性离子如氯离子（Cl–）、硫酸根离子（SO42–）控制在金属材料可耐受腐蚀的浓度以下，可以满足服役寿命的要求。金属材料的强度、刚度、耐高温性能等均远超过湿式静电除尘器的工作条件需求，因此设备可靠性较高，但喷淋系统故障时会迫停机组。采用非金属材料阳极板的管式或板式湿电，耐酸碱能力较强，但是强度和刚度较低。且耐受温度不高，其中FRP材料耐受温度一般不超过120°C，PP材料耐受温度不超过200°C，施工尤其防腐过程中应特别注意防火。此外由于其阳极板材料强度、刚度较金属差，如采用板式结构由于面积大、热胀冷缩的原因运行可能存在阳极板变形的风险，推荐使用较稳定的蜂巢结构。非金属板式结构的厂家近期也优化了阳极板设计，采用带波纹的板型通过极板的轻微形变以抵消阳极板大面积拼接时产生的严重变形，从目前在各电厂使用情况看效果良好。
从能耗方面考虑：静电除尘器本体的电耗主要是空间荷电功耗以及火花放电损耗，在同等保证除尘效率下，两种湿电整流变及其密封风、电加热系统的电耗基本相当。金属板式除了本体电耗以外，还有连续运行的循环水泵、、补给水泵、排水泵、加碱泵的电耗；而非金属湿电只有短时间断运行的冲洗水泵电耗。两者相比非金属湿电系统结构简单，其后期运营物料、电能消耗少，设备维护简单，具有较大的运行成本优势。
从初投资的角度考虑：非金属湿电由于其阳极板材料结构强度较金属差，其电场高度一般设计较金属湿电低，其除尘器长度及宽度较金属湿电均要大；由于非金属材料外衬碳纤维的结构导电性较金属差，同等除尘效率的情况下，非金属湿电的比集尘面积一般设计得较金属大；金属阳极板材料易于加工、拼接，板间导电良好，而非金属贴碳纤维的阳极板加工工艺复杂，由于其刚度差，板间拼接和和整体施工工艺要求高。因此目前市场上非金属湿电的初投资较金属湿电略高。
结论
金属及非金属阳极板两种湿式静电除尘器在国内电厂都有成熟的应用，其性能指标匀能满足超洁净排放对粉尘浓度的要求。宜综合考虑两种湿电设备技术特点、运行维护方式、场地布置特别是烟气流向等各方面因素统筹考虑，同时还应结合项目投资和运营成本科学决策，因地制宜的选择湿电的形式和厂家。
参考文献：
[1] 王娴娜，朱林，王东歌，王康.湿式静电除尘技术在燃煤电厂中的应用[J].中国电力，2016（6）.
[2] 朱召平，郑晓盼.湿式电除尘器在煤电超低排放中的应用[J].中国环保产业，2015（11）.
[3] 尹连庆，唐志鹏，刘佳.湿式电除尘器技术分析[J].电力科技与环保，2015（3）.
[4] 刘缓，闫骏，井鹏，尚光旭，张纯，燕中凯.湿式静电除尘技术研究及应用[J].环境科学与技术，2014（6）.
论文作者:唐先敏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/24
标签：阳极板论文; 静电除尘器论文; 金属论文; 粉尘论文; 除尘器论文; 非金属论文; 结构论文; 《电力设备》2017年第21期论文;