濕式電除塵器作為燃煤電廠煙氣深度凈化裝置，已廣泛應(yīng)用于燃煤機(jī)組，研究其相關(guān)內(nèi)容，分析濕式電除塵器的工作原理和基本分類，在探討運(yùn)行過程中濕式電除塵頻繁放電原因分析的同時(shí)，結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了改善蜂窩濕式電除塵收集極制造、安裝等方法和運(yùn)行管理。
1 概述
當(dāng)前，燃煤電廠超低排放領(lǐng)域呈現(xiàn)出多種技術(shù)或技術(shù)組合，其中一種技術(shù)路線為：鍋爐省煤器出口+SCR裝置+干式靜電除塵器+煙氣換熱器+FGD+濕式電除塵器。濕式電除塵器(簡(jiǎn)稱WESP)可以有效去除煙氣中的PM2.5、SO3霧滴、重金屬汞及脫硫產(chǎn)生的石膏霧滴等污染物。
某燃煤電廠采用該技術(shù)路線，濕式電除塵為蜂窩管式，與石灰石-濕膏脫硫塔整體布置，濕電除塵效率≥85%。濕電收集極為蜂窩狀導(dǎo)電玻璃鋼，放電極為剛性針型電極，煙氣中被收集的塵和水或沖洗水通過除霧器直接排入脫硫漿液池。該項(xiàng)目于2015年投入運(yùn)行，2年后停爐檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣室部分收集極表面有明顯放電痕跡，且存在破損現(xiàn)象。本文主要針對(duì)收集極破損原因進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并提出了一些解決方案。
2 濕式電除塵器的工作原理和基本分類
(1) 濕式電除塵器的工作原理。煙氣中的水霧在電極形成的電暈場(chǎng)內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，電場(chǎng)力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對(duì)粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)收集極而被捕集，捕集的液滴在收集極表面形成的連續(xù)水膜將捕獲的粉塵帶出電場(chǎng)。
濕式電除塵器內(nèi)由于有水霧液滴的存在，使得電極表面勢(shì)壘發(fā)生了改變，與干式電除塵器相比，濕式電除塵器的電極更易于電子的激發(fā)。另外，水中的雜質(zhì)離子在電場(chǎng)作用下，也易于越過表面勢(shì)壘而成為發(fā)射離子。
這些因素綜合作用改變了電極放電效果，使之能在低電壓下發(fā)生電暈放電。同時(shí)，由于水的比電阻較小，液滴與粉塵結(jié)合以后使得粉塵的比電阻下降，從而提高了濕式電除塵器的除塵效率。此外，濕式靜電除塵器采用水流沖洗，不會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。
(2) 濕式電除塵器的基本分類。濕式電除塵器有管式和板式兩種基本分類，管狀濕式電除塵器是由多根并列的耐腐蝕金屬管或?qū)щ姴Ａт摴芙M成的收集極，并且放電極是均勻地分布在不同的極板之間，管狀濕式電除塵器的局限性就在于其僅僅可以用來處理上下垂直流動(dòng)的煙氣，板式濕式電除塵器的集塵極呈平板狀，極板間均勻布置著放電極，板式濕式電除塵器的適用范圍較廣，水平或者垂直流動(dòng)的煙氣都可以用板式濕式電除塵器處理。
這2種濕式電除塵器的不同點(diǎn)主要在于：(1) 對(duì)于給定的除塵效率，電極長(zhǎng)度相同的前提下，管式濕式電除塵器所允許的煙氣流速是板式濕式電除塵器的2倍；(2) 對(duì)于給定的除塵效率，管式濕式電除塵器的局部干燥區(qū)比板式濕式電除塵器要小。
3 濕式電除塵器的應(yīng)用
(1) 主要性能參數(shù)與設(shè)備：(1) 濕式電除塵本體(1臺(tái))。規(guī)格：25.7m×14.4m×9.5m；處理風(fēng)量：2450400m3/h；進(jìn)口濃度：70mg/Nm3；壓損：≤250Pa；沖洗水量：25t/h。(2) 高壓供電裝置(2000mA/72kV)6套。(3) 沖洗水泵2臺(tái)(1用1備)。流量：160m3/h，揚(yáng)程：85m，功率：75kW。(4) 沖洗水箱，φ3.0m×4.8m。1只。(5) 熱風(fēng)風(fēng)機(jī)，1套。流量：6800m3/h，全壓：4000Pa，功率：15kW。
(2) 運(yùn)行效果。濕式電除塵器于2015年3月開始安裝，8月完成并投入運(yùn)行。用戶反饋：該型濕式電除塵器運(yùn)行穩(wěn)定，PM2.5等超細(xì)顆粒物、酸霧脫除效果顯著。經(jīng)第三方環(huán)保監(jiān)測(cè)評(píng)估：煙氣排放各項(xiàng)指標(biāo)均符合超潔凈排放標(biāo)準(zhǔn)，即出口煙塵濃度≤5mg/Nm3。2018年3月中旬出現(xiàn)二次電壓偏高(最高達(dá)70kV)，二次電流偏小(150mA以下)，且閃絡(luò)放電頻繁，運(yùn)行不穩(wěn)定。
4 問題分析與預(yù)防措施
4.1 停機(jī)檢查
2018年5月該公司660MW機(jī)組停爐。
(1) 沖洗水系統(tǒng)：濕式電除塵器上氣室和下氣室沖洗裝置的沖洗水管支架無(wú)松動(dòng)、腐蝕、脫落；支架與支撐梁接觸部位防腐墊無(wú)磨損；下氣室玻璃鋼格柵與支撐梁之間防磨橡膠墊片無(wú)老化和磨損；進(jìn)行噴淋試驗(yàn)時(shí)，下氣室噴嘴噴淋形狀完好，噴嘴無(wú)磨損，沖洗水管背壓正常；
(2) 熱風(fēng)系統(tǒng)：加熱器運(yùn)行正常，風(fēng)機(jī)、管路、閥門無(wú)“跑冒滴漏”現(xiàn)象，絕緣箱干燥、無(wú)腐蝕和泄漏。
(3) 絕緣系統(tǒng)：底部絕緣子干凈、清潔。
(4) 陰陽(yáng)極系統(tǒng)：放電極在收集極管內(nèi)同心度均保持完好，放電極與固定、限位框架連接牢固，無(wú)松動(dòng)、脫落現(xiàn)象；收集極管箱內(nèi)壁及上下斷面平整，無(wú)變形、裂紋、老化、磨損、腐蝕等現(xiàn)象。
檢測(cè)存在的問題：沖洗水箱排污閥打開時(shí)，水質(zhì)渾濁、有雜物；進(jìn)行噴淋試驗(yàn)時(shí)，上氣室噴嘴大面積堵塞(約30%噴嘴)、沖洗效果較差，尤其噴嘴堵塞部位收集極管內(nèi)表面無(wú)法沖洗；側(cè)壁絕緣子有少量集灰現(xiàn)象；收集極管箱與梁接地點(diǎn)連接導(dǎo)電碳纖維老化、斷裂、脫落現(xiàn)在嚴(yán)重。
4.2 原因分析
經(jīng)分析排查，造成濕式電除塵器二次電壓高、二次電流低且運(yùn)行不穩(wěn)定的原因主要有以下幾點(diǎn)：
(1) 濕式電除塵器分為6個(gè)沖洗區(qū)域，單個(gè)區(qū)域沖洗管網(wǎng)最長(zhǎng)距離超過10m，沖洗啟動(dòng)時(shí)，離濕式電除塵器殼體進(jìn)水口較近的噴嘴背壓較高，霧化效果好。由于管路泄壓嚴(yán)重，離濕式電除塵器殼體進(jìn)水口較遠(yuǎn)的噴嘴背壓低，霧化效果較差，導(dǎo)致整個(gè)斷面由于噴嘴背壓的不同，每個(gè)噴嘴霧化效果差異較大。
(2) 該公司濕式電除塵器沖洗水取至脫硫積水坑泵清洗水末端，由于脫硫積水坑泵清洗水閥內(nèi)漏，當(dāng)啟動(dòng)脫硫積水坑泵且濕式電除塵器沖洗水箱補(bǔ)水閥啟動(dòng)時(shí)，脫硫漿液沿管道進(jìn)入濕式電除塵器沖洗水箱。啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)時(shí)，“污染”的沖洗水導(dǎo)致濕式電除器沖洗噴嘴堵塞。沖洗噴嘴大面積堵塞，沖洗效果差，導(dǎo)致濕式電除塵器收集極管表面干濕界面差異過大，收集電荷的濕界面變小，二次電流降低。
(3) 濕式電除塵器沖洗水裝置設(shè)計(jì)過程中，沖洗裝置噴嘴布置間距及與收集極端口間距設(shè)計(jì)不合理，噴嘴噴出的液滴在煙氣擾動(dòng)、自身重力作用下，到達(dá)收集極端口沖洗力度不夠，覆蓋面積不均勻。
(4) 由于收集極管箱與梁接地點(diǎn)連接導(dǎo)電碳纖維老化、斷裂、脫落現(xiàn)在嚴(yán)重，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，帶電顆粒物到達(dá)收集管表面，無(wú)法盡快釋放電荷，電勢(shì)不斷積累導(dǎo)致二次電壓過高。
4.3 解決措施
(1) 濕式電除塵器外沖洗母管設(shè)計(jì)時(shí)，在噴嘴沖洗水母管前加裝0.2mm過濾精度二級(jí)過濾器，保護(hù)噴嘴。過濾器設(shè)前、后、旁路、排污閥各1個(gè)，排污口接回沖洗水回水管，差壓高時(shí)關(guān)閉入口閥，開啟出口閥、旁路閥、排污閥即可利用旁路從過濾器出口入水實(shí)現(xiàn)反沖洗。
(2) 改造濕式電除塵器沖洗進(jìn)水管至附近空壓機(jī)冷卻水箱，確保沖洗水系統(tǒng)進(jìn)水質(zhì)量穩(wěn)定。
(3) 濕式電除塵器內(nèi)沖洗裝置設(shè)計(jì)時(shí)，降低沖洗裝置與除霧器端口間距；優(yōu)化噴淋區(qū)域劃分；濕式電除塵器內(nèi)管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，單區(qū)域母管變徑，確保噴嘴背壓、流量一致；增加沖洗水覆蓋率。
(4) 項(xiàng)目建成后，沖洗管路必須使用滿足水質(zhì)要求的清潔水沖洗，管網(wǎng)沖洗并確認(rèn)清潔，再安裝噴嘴。
(5) 陽(yáng)極管箱四周增加引出接地環(huán)密度，單管箱每個(gè)斷面接地環(huán)采用鉛線串接后與殼體可靠接地。單個(gè)管箱上下斷面均應(yīng)采用鉛線將接地環(huán)串聯(lián)并分別與殼體相連。
(6) 加強(qiáng)巡檢過程管理，減少檢修時(shí)雜物進(jìn)入系統(tǒng)機(jī)會(huì)。
