第19篇以濕式電除塵技術為核心的煙氣協同治理技術路線

最新 09-13

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上期專欄我們介紹了以低低溫電除塵技術為核心的煙氣協同治理技術路線案例，本期我們繼續介紹另一種技術路線——以濕式電除塵技術為核心的煙氣協同治理技術路線及三個典型案例。

一、技術路線介紹

WESP的主要功能是進一步實現煙氣污染物，包括微細顆粒物（PM2.5、SO3酸霧等）的潔凈化處理，主要用於解決脫硫塔後的煙塵排放問題。作為燃煤電廠污染物控制的精處理技術設備，WESP一般與除塵器和濕法脫硫系統配合使用，不受煤種條件限制，可應用於新建工程和改造工程。

當燃煤電廠污染物需達到超低排放的要求時，可採用以濕式電除塵技術為核心的煙氣協同治理技術路線，如圖1所示。其中，當除塵器採用低低溫電除塵器時，關鍵設備主要功能、污染物協同脫除等與「以低低溫電除塵技術為核心的煙氣協同治理技術路線」相同。

當煙塵排放限值為5mg/m3時，WESP入口煙塵濃度宜小於20mg/m3。為減少前級污染控制設備的投資，並考慮WESP可達到的除塵效率，適當加大WESP的容量，其入口煙塵濃度可放寬至30mg/m3。

當煙塵排放限值為10mg/m3時，WESP入口煙塵濃度宜小於30mg/m3。為減少前級污染控制設備的投資，並考慮WESP可達到的除塵效率，適當加大WESP的容量，其入口煙塵濃度可放寬至60mg/m3。

圖1 以濕式電除塵技術為核心的煙氣協同治理技術路線圖

二、可達到的性能指標

該技術路線可達到的性能指標如下：

（1）煙囪出口煙塵排放濃度可達5mg/m3以下，煙塵去除率（含石膏）和PM2.5去除率＞70%，對於金屬極板WESP，當要求煙塵去除率≥85%時，一般需要兩個電場；

（2）SO2排放≤35mg/m3；

（3）NOX排放≤50mg/m3；

（4）SO3的脫除率≥70%，最高可達95%以上。

三、適用條件

該技術路線的適用條件如下：

（1）WESP進口煙氣需為飽和煙氣；

（2）對於新建工程，當煙塵排放濃度限值不大於5mg/m3時；

（3）對於改造工程，當除塵設備及濕法脫硫設備改造難度大或費用很高、煙塵排放達不到標準要求，尤其是煙塵排放限值為10mg/m3或更低，且場地允許時；

（4）鍋爐燃用中、高硫煤時。

四、典型案例介紹

案例一：國華定州電廠3號機（660MW）改造工程

1. 工程概況

國華定州電廠位於河北省保定市定州市西南部，電廠規劃容量為4×600MW，二期工程為2×660MW超臨界空冷機組，其中3號機組已於2009年9月投入運行。電廠二期煙氣脫硫裝置，與機組同步建設，採用一爐一塔，不設GGH。2014年4月對定州電廠3號機組進行了測試，電除塵器出口煙塵濃度為36mg/m3。為滿足《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）特別排放限值的要求，對3號機組進行了超低排放環保提升改造。

2.技術路線及設計條件

（1）技術路線

國華定州電廠3號機組採用金屬極板WESP，布置在脫硫設備後，採用的技術路線為：低氮燃燒+SCR+熱回收器+ESP+脫硫裝置+WESP，如圖2所示。

圖2 定州電廠3號機660MW機組煙氣治理技術路線圖

（2）設計條件

定州電廠3號機WESP入口煙氣參數及性能要求見表1。

表1 WESP入口煙氣參數及性能要求

3. 技術方案

本項目WESP採用金屬極板水平煙氣流濕式電除塵技術，根據WESP入口煙氣參數及所要求達到的性能指標，最終確定了定州電廠所採用的WESP為兩電場。

本項目WESP主要技術參數見表2。

表2 WESP主要技術參數

4. 投運效果

該機組改造後於2014年11月投運，第三方測試機構於2014年12月4日對其進行測試，測試期間，生產負荷在95%以上。在各污染治理設施正常運行情況下，WESP出口煙塵、SO2、NOX排放濃度分別為2mg/m3、6 mg/m3、17mg/m3。

案例二：華能日照電廠4號機（680MW）改造工程

1. 工程概況

華能日照電廠4號機原配套電除塵器為雙室四電場電除塵器，已於2009年投運。為達到煙塵排放小於5 mg/m3的目標，決定對其進行WESP改造。

2. 技術路線及設計條件

（1）技術路線

日照電廠4號機組WESP改造，將脫硫塔凈氣煙道出口原有GGH拆除，在原有GGH位置設置立式導電玻璃鋼WESP，採用的技術路線為：SCR+ESP+海水脫硫+WESP，如圖3所示。

圖3 華能日照電廠4號機680MW機組技術路線圖

（2）設計條件

WESP設計煙氣參數及性能要求見表3。

表3 WESP入口煙氣參數及性能要求

3. 技術方案

在脫硫塔凈氣煙道出口原GGH位置處布置立式導電玻璃鋼WESP，主要技術參數見表4。

表4 WESP主要技術參數

4. 投運效果

日照電廠4號機組於2014年9月投運，該機組為華能集團首台680MW機組WESP工程應用，2014年10月完成168小時運行，經第三方測試機構現場測試，WESP出口煙塵排放濃度小於4.2mg/m3，WESP各項性能指標均優於設計保證值。

案例三：國電常州電廠1號、2號機（2×630MW）改造工程

1. 工程概況

國電常州電廠位於常州市新北區春江鎮境內，距常州市區約18km，北臨長江，西靠常州港區，南距滬寧高速公路約12km。常州電廠一期工程（2×630MW）1號機組於2006年5月投產，2號機組於2006年11月投產。

近年來，由於燃煤的變化，煙塵、硫氧化物排放不能達標。為滿足國家和地方環保法規要求，改善本地區的大氣環境質量，決定對1號、2號燃煤機組脫硫、除塵進行排放達標改造，在1號、2號機組新增二級脫硫塔後分別增設一套WESP。

2.技術路線及設計條件

（1）技術路線

常州電廠一期工程2×630MW超臨界機組採用柔性極板WESP，布置在脫硫設備後，採用的技術路線為：低氮燃燒+SCR+ESP+WFGD+ PT-WESP，如圖4所示。

圖4 國電常州電廠1號機630MW機組技術路線圖

（2）設計條件

WESP入口煙氣參數及性能要求見表5。

表5 WESP入口煙氣參數及性能要求

3. 技術方案

本項目PT-WESP採用相變凝聚與柔性極板WESP整合的複合相變凝聚濕式電除塵技術，採用分體式布置結構形式，主要由煙風系統、WESP本體（包含相變凝聚器）、供水系統、排水系統、保溫、防腐等部分組成。

本項目WESP主要技術參數見表6。

表6 WESP主要技術參數

從上表各項比較可以看出，不管是採用何種濕電極板型式、高壓電源型式，只要選取的通流面積、比集塵面積以及極間距合理，均能達到≤5mg/m3這種比較理想的排放濃度。同時從一些項目的比較我們還可以看出，採用以導電玻璃鋼為陽極的濕式電除塵器，其外排廢水量和NaOH耗量都是比較少的。同時本表未對各種案例的經濟性做出比較。由此可見，只要選擇合理的參數，任何一種型式的濕式電除塵器都能達到消耗的排放效果。

電除塵器基本術語

1、除塵器 dust collector， dust separator

從含塵氣體中分離，捕集粉塵的裝置或設備。

2、電除塵器 electrostatic precipitator

利用高壓電場對荷電粉塵的吸附作用，把粉塵從含塵氣體中分離出來的除塵器。即在高壓電場內，使懸浮於含塵氣體中的粉塵受到氣體電離的作用而荷電，荷電粉塵在電場力的作用下，向極性相反的電極運動，並吸附在電極上，通過振打、沖刷或其他方式從金屬表面上脫落，同時在重力的作用下落入灰斗的除塵器。

3、乾式除塵器 dry dust collector

不使用液體（水）捕集含塵氣體中粉塵的慣性除塵器，過濾式除塵器和乾式電除塵器的總稱。

4、除塵效率 collection efficiency

overall efficiency of separator

單位時間內，除塵器捕集到的粉塵質量占進入除塵器的粉塵質量的百分比。

5、分級（除塵）效率 grade （collection）efficiency

除塵器對某一粒徑（或粒徑範圍）粉塵的除塵效率。