濕式電除塵器的發(fā)展及其在火電廠的應(yīng)用研究

張榮義

摘 要：當(dāng)前，生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化以成為國(guó)際社會(huì)所面臨的共同難題與挑戰(zhàn)，如何改善空氣質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣污染的有效治理，成為我國(guó)在踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過(guò)程中所急需解決的一大問(wèn)題。其中，燃煤火電廠作為大氣環(huán)境污染的主要“兇手”，為了實(shí)現(xiàn)“超潔凈排放目標(biāo)”，濕式電除塵器被逐漸運(yùn)用到該領(lǐng)域中，并為提高煤電高效清潔水平提供了新出路。文章就濕式電除塵器發(fā)展的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，其次結(jié)合這一除塵器在國(guó)內(nèi)外火電廠中的實(shí)際運(yùn)用狀況進(jìn)行了綜述，并在總結(jié)濕式除塵器不足之處的基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：濕式電除塵器；發(fā)展；火電廠；應(yīng)用；研究

中圖分類號(hào)：TM621.7+3；TK223.27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）27-0121-02

在當(dāng)前全面踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的過(guò)程中，面對(duì)大氣環(huán)境越加嚴(yán)峻的發(fā)展形勢(shì)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣污染的有效治理，以助力于生態(tài)中國(guó)發(fā)展之目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，亟待解決?；谌济夯痣姀S是產(chǎn)生大氣污染的主要源頭之一，為了迎合國(guó)家政策之要求，逐漸采取了一系列除塵方式，但從應(yīng)用的現(xiàn)狀看，傳統(tǒng)的電除塵器不僅限值大且除塵的效率低且功能單一，對(duì)于重金屬離子等難以實(shí)現(xiàn)有效去除。而濕式電除塵器雖然目前尚未實(shí)現(xiàn)推廣性運(yùn)用，但是這一全新除塵技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大氣污染物的有效去除。

1 濕式電除塵器概述

1.1 發(fā)展史

在電除塵器的發(fā)展領(lǐng)域中，濕式電除塵器的誕生開(kāi)辟了該領(lǐng)域的新起點(diǎn)，作為一種全新的除塵設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)濕氣體中的粉塵、酸霧以及重金屬離子等污染物的有效去除，因此，對(duì)于火力發(fā)電廠而言，則成為了目前最為理想的除塵設(shè)備。與干式電除塵器相比而言，二者的作用原理是基本相同的，都是借助荷電、收集以及清灰這三個(gè)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)除塵的作用。

從這一除塵器的發(fā)展歷程看，最早誕生于1907年，由喬治·科特雷爾發(fā)明，被運(yùn)用到了制酸以及冶金生產(chǎn)中。而歷經(jīng)近百年的發(fā)展歷程后，這一除塵器在去除與控制煙氣中酸霧以及重金屬離子上表現(xiàn)出了較高的應(yīng)用價(jià)值，但是，被運(yùn)用到火力發(fā)電廠中相對(duì)較晚。

最初是在1965年，日本三菱將其運(yùn)用到了燃?xì)廨啓C(jī)用高爐煤氣除塵，當(dāng)前日本已經(jīng)有32加火力電廠在運(yùn)用這一除塵器，而美國(guó)是從1975年開(kāi)始運(yùn)用這一除塵器的，中國(guó)當(dāng)前處于大力推廣應(yīng)用階段。

1.2 結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)材料

第一，在結(jié)構(gòu)形式上。主要有管式與版式兩種結(jié)構(gòu)，其中，管式靜電除塵器適用于上下垂直流動(dòng)的煙氣除塵，而板式電除塵器則適用于水品與垂直良好總流動(dòng)煙氣的除塵，而當(dāng)集成面積相同時(shí)，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析表明，其中管式要比板式除塵器內(nèi)煙氣流動(dòng)的速度快兩倍，同時(shí)占地面積小，除塵效率高。

第二，在結(jié)構(gòu)材料上。而在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，因濕式電除塵器運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)所致，極為容易發(fā)生腐蝕問(wèn)題，所以需要對(duì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行科學(xué)選擇。一般而言，使用殼體結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到最為安全的使用狀態(tài)，相應(yīng)材料主要是使用普通鋼，而為了避免腐蝕問(wèn)題的發(fā)生，則需要在內(nèi)里與表面涂抹防腐材料，并要注重處理好在安裝過(guò)程中如焊接點(diǎn)等處的防腐蝕工作。在集成板上，表面的抗腐蝕性能較高，但一旦連接點(diǎn)被腐蝕則會(huì)發(fā)生故障，因此需要采用一定的防護(hù)措施。

2 濕式電除塵器在火電廠的實(shí)際運(yùn)用狀況分析

2.1 在國(guó)外火電廠中的應(yīng)用情況

在北美地區(qū)，美國(guó)是從1975年開(kāi)始運(yùn)用這一除塵器的，首次是在Sudbury電廠上進(jìn)行安裝試行，到了1986年，濕式電除塵器的使用以基本能夠滿足火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)要求。比較典型的如Coleson Cove電廠、Sherco電廠等，在實(shí)施電除塵器上，相應(yīng)的模塊與布置為12模塊內(nèi)置于FGD、2塊模塊內(nèi)置于FGD，主要采用的濕式電除塵器的型式為2電場(chǎng)垂直管式與3電場(chǎng)垂直管式。在歐洲地區(qū)，主要將這一除塵器運(yùn)用到了化工與冶金行業(yè)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)酸霧與顆粒污染物的清除，從1997年開(kāi)始，Werondorf電場(chǎng)首次將由日本三菱公司生產(chǎn)的濕式電除塵器運(yùn)用到了生產(chǎn)中，但是基于在歐洲地區(qū)，燃煤火電廠機(jī)組本身相對(duì)而言十分少，所以在這一運(yùn)用領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對(duì)也偏少。而在日本，目前使用濕式電除塵器已經(jīng)有30多年的歷史，近30多套這一除塵設(shè)備被運(yùn)用到了火電廠中。

2.2 在國(guó)內(nèi)火電廠中的應(yīng)用情況

在中國(guó)，濕式電除塵器最早被運(yùn)用到了化工領(lǐng)域中紅，而在近年來(lái)，隨著大氣污染問(wèn)題的日益加劇，加上我國(guó)在發(fā)展中電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，促使對(duì)火電廠的生產(chǎn)排放標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求，因此，這就促使這一除塵器在近幾年被逐漸應(yīng)用到了火力發(fā)電廠中。

首次將這一除塵器進(jìn)行運(yùn)用的是我國(guó)的鞍鋼第二發(fā)電廠，而到了2010年，上海電力長(zhǎng)興島電廠則首次將自主研發(fā)的濕式電除塵器運(yùn)用到了發(fā)電機(jī)組中，隨后在2012年華電益陽(yáng)電廠也將這一除塵器進(jìn)行了運(yùn)用。

到了2014年，我國(guó)從政策上對(duì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)濕式電除塵器在火力發(fā)電廠中的推廣性運(yùn)用進(jìn)行了規(guī)定，針對(duì)當(dāng)前我國(guó)燃煤火力發(fā)電廠煙氣粉塵的排放濃度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定，進(jìn)而從政策上為實(shí)現(xiàn)濕式電除塵器的推廣性運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)。

3 濕式電除塵器在應(yīng)用過(guò)程中所呈現(xiàn)出的不足與發(fā) 展對(duì)策

3.1 所呈現(xiàn)出的不足之處

從目前濕式電除塵器在國(guó)內(nèi)火電廠中的發(fā)展與應(yīng)用歷程看，雖然起步較晚，但是發(fā)展較快，且具備著良好的市場(chǎng)應(yīng)用與發(fā)展空間，但是，當(dāng)前濕式電除塵器目前還未在火電廠中實(shí)現(xiàn)推廣性的運(yùn)用，因此，從投運(yùn)業(yè)績(jī)角度看，因時(shí)間多而致使業(yè)績(jī)相對(duì)少。

在這一類型的除塵器的運(yùn)用中，柔性電極與導(dǎo)電玻璃鋼電極的濕式電除塵器當(dāng)前還處于試用階段，因此，到底這一新型的濕式電除塵器的除塵效益如何、運(yùn)行的是否安全可靠以及相應(yīng)使用壽命長(zhǎng)短等問(wèn)題，都還有賴于進(jìn)一步的驗(yàn)證與觀察。而從實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)狀看，主要存在的不足之處為：

第一，在進(jìn)行布置時(shí)，將其置于脫硫裝置后，進(jìn)而則就會(huì)因煙氣中石膏的作用而存在結(jié)垢的問(wèn)題；與此同時(shí)，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，在機(jī)組的作用下，相應(yīng)極板與板線等都存在著變形與損壞的風(fēng)險(xiǎn)性，進(jìn)而也就致使相應(yīng)除塵器的效果難以得到保障；

第二，采用這一除塵器進(jìn)行布置時(shí)，主要的問(wèn)題在于老機(jī)組改造上，由于場(chǎng)地本身有限，因此，如果實(shí)現(xiàn)選型與布置則面臨著極大的難題，且相應(yīng)施工的難度與風(fēng)險(xiǎn)性提高，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)安全與火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)事故的有效規(guī)避，亟待解決；

第三，在金屬板式的這一除塵器類型下，因需要采用工業(yè)水進(jìn)行沖洗，進(jìn)而也就存在廢水處理問(wèn)題，而基于現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)，致使在沖擊與廢水排放上也依舊存在問(wèn)題；

第四，基于脫硫后粉塵濃度高的狀態(tài)下，其適應(yīng)性還有待進(jìn)一步研究；同時(shí)，當(dāng)前這一除塵器還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)與運(yùn)用，整體上建設(shè)維護(hù)與管理成本偏高。

3.2 發(fā)展對(duì)策

基于目前濕式電除塵器所具備的良好發(fā)展空間與前景，對(duì)于火電廠而言，實(shí)現(xiàn)這一除塵設(shè)備的運(yùn)用，能夠?yàn)闈M足國(guó)家政策之要求并實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展的目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

而基于現(xiàn)行這一除塵器在應(yīng)用過(guò)程中所呈現(xiàn)出的一系列問(wèn)題，則就需要從材料上進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以此來(lái)提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性，并提升設(shè)備的使用壽命、降低維護(hù)管理成本；同時(shí)，在未來(lái)研究中，重點(diǎn)在于使用這一除塵器對(duì)煙氣流速等的要求相對(duì)較高，而對(duì)老機(jī)組進(jìn)行改造的過(guò)程中，現(xiàn)有的空間場(chǎng)地均有限，因此，這就需要對(duì)這一除塵器進(jìn)行優(yōu)化改造；

此外，針對(duì)引起攜帶石膏而致使結(jié)垢隱患發(fā)生的問(wèn)題，需要在研發(fā)這一除塵器的過(guò)程中，就如何降低脫硫石膏攜帶問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)研究。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上，在火電廠中，借助濕式電除塵器的引用，能夠?yàn)橛行コ凉駳庵兴€有的重金屬離子以及酸氣等污染物，進(jìn)而為達(dá)到目前國(guó)家規(guī)定的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

而從目前這一除塵器運(yùn)用的現(xiàn)狀看，在國(guó)內(nèi)還處于試運(yùn)行階段，并存在著一系列的不足之處，因此，需要在日后研究中明確研究重點(diǎn)，以此來(lái)滿足當(dāng)前市場(chǎng)應(yīng)用之需求。

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