湿式电除尘专题报告（最终版） - 图文

浙江舟山电厂二期4号机“上大压小”扩建工程 湿式电除尘器专题国华电力研究院 国华舟山电厂 浙江省电力设计院

2012年7月

目 录

................................................................................................... 1 1 项目背景

2 燃煤电厂烟尘排放现状 .......................................................................... 1 2.1 电除尘器运行主要状况 ........................................................................ 2 2.2 造成电除尘器运行不达标的主要原因 ............................................... 2 2.3 SO3及其他污染物排放情况 ................................................................. 3 3 实现烟囱出口粉尘排放≤5mg/Nm3的技术方案 .................................. 4 4 湿式电除尘器原理及结构分析 .............................................................. 6 4.1 湿式静电除尘器的主要工作原理........................................................ 6 4.2 湿式静电除尘器对PM2.5和SO3的去除机理 ...................................... 7 4.3 湿式电除尘器的分类和结构特点........................................................ 8 5 湿式电除尘器技术分析 ........................................................................ 12 5.1 影响湿式静电除尘器除尘效率的主要因素 ..................................... 12 5.2 湿式静电除尘器与干式静电除尘器比较 ......................................... 13 5.3 湿式静电除尘器对各种污染物去除能力 ......................................... 14 5.4 湿式电除尘器的应用情况 .................................................................. 14 6 舟山电厂#4机除尘器方案比较 ............................................................ 20 6.1 煤质及灰分分析 .................................................................................. 20 6.2 除尘器方案组合 .................................................................................. 21 6.3 各方案的技术比较 .............................................................................. 23 6.4 各方案技术指标及经济性比较.......................................................... 24 6.5 除尘器布置图 ...................................................................................... 25 ............................................................................................. 26 7 存在的问题

7.1 湿式静电除尘器技术国内应用经验问题 ......................................... 26 7.2 湿式静电除尘器的防腐蚀和喷嘴的寿命问题 ................................. 26

7.3 湿式静电除尘器的可靠性 .................................................................. 26 7.4 消耗品 .................................................................................................. 26 8 结论 ......................................................................................................... 27

1 项目背景

随着国家经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，生态环保的社会意识的增强，工业烟尘排放治理成为工业生产过程的重要任务，尤其是严重危害人类健康的细微颗粒烟尘的排放控制。目前《火电厂大气(GB-13223-2011)已出台，污染物排放标准》普通地区火电厂粉尘排放浓度限值为30mg/Nm3，重点地区火电厂粉尘排放浓度限值为20mg/Nm3。该标准对控制电厂粉尘排放提出了更高的要求。同时为了应对细微颗粒烟尘（PM2.5）的排放控制和SO3酸雾的威胁，国华公司需要掌握更新的除尘技术，为对集团现有电厂的除尘技术改造及新建机组的除尘技术选择做好技术准备。

舟山电厂处于国家海洋新区及紧挨国家级风景旅游区（普陀山），是舟山群岛主力电厂，负责定海区、普陀区、岱山县及附近45个岛屿的电力供应。为实现国华电力公司在节能 环保、安全生产、科技创新上争创国内第一，建设“低碳环保、技术领先、世界一流的数字化电站”的目标，并根据电厂所处特殊地域环境的实际情况，国华公司要求舟山电厂#4机组建设工程项目的环保指标必须达到国内领先，并提出了烟囱出口粉尘排放设计值≤5mg/Nm3的指标要求。 2 燃煤电厂烟尘排放现状

目前国内已投产的燃煤电厂烟气除尘90%以上采用静电除尘器。为达到更低的烟尘排放值，电除尘器向更多的电场数、更大的比集尘面积的方向发展，提高了设备投资和运行费用。同时常规电除尘器还存在除尘效率受粉尘的比电阻影响较大，对细微颗粒烟尘及其他污染物除去效

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果不明显等弱点。新标准的实施，对静电除尘器提出了巨大的挑战。因此需要对国内外的除尘新技术、新工艺（电袋、袋式、移动电极、湿式电除尘等）进行全面论证、研究和应用。 2.1 电除尘器运行主要状况

电除尘器的除尘效率高，通常可达99.7%以上，压力损失小，一般只有200-300Pa。使用方便且无二次污染，对烟气的温度及成分敏感度不高，设备安全可靠性较好，运行检修相对容易。但缺点是设备占地面积较大，且除尘效率受煤种和飞灰成分的影响。电除尘技术适用于烟尘104(Ω﹒cm)-5×1011(Ω﹒cm)范围内的除尘。烟尘排放浓度可比电阻在1×

达40mg/m3以下，部分煤种灰分低，运行条件较好的电厂甚至低至30 mg/m3以下。

但是，不可否认，仍有部分机组，特别是建造时间较早的老机组，存在电除尘出口粉尘排放浓度较高的事实。电除尘器存在的问题主要体现在6 个方面，即实际燃煤偏离设计值、特殊粉尘、选型偏小、制造安装调试及维护问题、选型失当和其他问题。 2.2 造成电除尘器运行不达标的主要原因

近两年来由于燃煤供应紧张，使得锅炉燃烧煤质偏离设计煤质，对电除尘器的运行带来影响，如烟气量增大、烟尘浓度提高、烟尘物化特性发生变化等，从而造成除尘效率下降，烟尘排放超标。

部分特殊粉尘对电除尘器而言较难收集，如低硫煤燃烧产生的高比电阻粉尘（SiO2+Al2O3≥90％）、容易引起二次扬尘的粉尘（Al2O3≥43％）、不易荷电的粉尘等，实践证明：这些粉尘采用的电除尘器，其除尘效果均达不到预期目标。

行业竞争激烈，为降低造价提高中标率，供应商设计选型偏小，几

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乎没有设计余量，使得电除尘器难于适应复杂多变的运行工况。

电除尘器的制造、安装及调试存在缺陷，维修及保养不及时，影响了其稳定可靠运行。

对具体粉尘特性缺乏针对性设计，造成设计失误。

国内有研究表明，造成目前电除尘器总体运行状况不佳的主要原因2004 年是比集尘面积偏小，它是造成电除尘器除尘效率低的主要原因。-2009 年间投产的电除尘器的除尘效率都在99.7%以上，有的甚至高达99.9%。据统计：其平均比集尘面积在100m2/（m3/s）左右，而同等效率情况下，欧美国家电除尘器的平均比集尘面积在140～160m2/（m3/s）之间，个别难收集的粉尘仍至达180～300 m2/（m3/s），除尘器出口浓度可控制在30～50 mg/m3以内。 2.3 SO3及其他污染物排放情况

国内目前还没有对SO3的排放进行监测，随着对NOx排放要求日益严格，SCR已成为燃煤电厂脱硝系统的主流配置。但是SCR中的催化剂在催化氨与NOx反应的同时，也将部分的SO2转化为SO3，SO3的转化率作为SCR的重要指标目前国标中规定应小于1%。也就是说以发热量5600大卡含硫量1%的燃煤为例，燃烧后烟气中SO2在2500 mg/Nm3左右，当SO3的转化率为1%，SO2转化成为SO3的量为31 mg/Nm3，数倍于锅炉省SO3以直径亚微米级煤器出口烟气中SO3浓度。当烟气温度低于露点时，的微液滴形式存在，而静电除尘和湿法脱硫系统对直径小于10μm的颗粒去除率较低，无法有效脱除SO3微液滴，这样在安装SCR后，将使烟SO3直接排放造成的蓝羽现象囱中排放的SO3成倍增加，（烟囱出口烟气凝结后，使烟气透明度下降，在晴朗蓝天时形成淡蓝色羽状尾迹），使排烟的黑度增加，在周围环境中形成酸雨。同时湿式排烟比干式排烟对

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SO3 的蓝羽更加敏感, 在湿式排烟中, 10 mg/Nm3的SO3就可见蓝羽, 20 mg/Nm3的SO3 就使蓝羽非常明显,30 mg/Nm3的SO3 蓝羽非常严重而必须治理。而在干法排烟中只有在冬季可见蓝羽。而其他季节基本不可见。目前美国等发达国家对烟囱排放SOX严格控制，也就是说同时对烟气排放的SO2和SO3进行控制，我国还没有烟气中SO3排放提出强制要求，但是随着燃煤机组大量采用SCR装置后，SO3排放增加，必将成为下一步污染物控制主要目标。

新标准中对汞及汞氧化物的排放也做出要求，但国内对烟气中汞的脱除还处在研究起步阶段，脱除工艺和方法还都不成熟。而国外采用的活性炭吸附法，其成本高昂，限制了大规模使用。 3 实现烟囱出口粉尘排放≤5mg/Nm3的技术方案

经过对国内主要除尘器厂家的调研和方案研究，要实现烟囱排放≤5mg/Nm3，目前可采用的技术方案有两种：

方案一．干式电除尘器+湿式静电除尘器； 方案二．袋式或电袋复合除尘器。 两种技术方案比较如下： 技术方案 排放指标 干式除尘器出口粉尘排放浓度≤30mg/Nm3，经过海水脱硫以后根据经验值粉尘湿式电除尘技术国内应用较少，干式电除尘器+浓度在15-20 mg/Nm3，湿式没有国内制造业绩。采用进口设湿式静电除尘静电除尘器出口粉尘浓度备投资比较高；设备阻力增加器方案： 在5mg/Nm3左右。 SO3去除效率到达70%左右；率20%；雾滴去除率70%。

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实施存在的风险和问题分析 200Pa（不含烟道），水耗增加约湿式静电除尘器PM2.5去除11t/h。 技术方案 排放指标 布袋及电袋除尘器能够保证出口粉尘排放浓度在10mg/Nm3以下。经过海水脱硫以后，根据经验估算，烟囱出口粉尘排放在5 mg/Nm左右。布袋和电袋除尘器对于控制烟尘中PM2.5及汞的排放，效果也比较好。 3实施存在的风险和问题分析 滤袋对排烟温度、水分、灰成分比较敏感，对机组运行要求比较高。滤袋寿命一般为3~4年，更换成本较高。而且目前更换的滤袋造成的二次污染还没有较好的处理办法。设备阻力较大，在1000Pa以上，导致引风机功率增加较多，厂用电增大。 袋式或电袋复合除尘器： 经过比较分析，布袋及电袋除尘器存在滤袋寿命短、更换后的滤袋会产生二次污染、运行维护费用高、设备阻力大等缺点。而湿式除尘器运行较为简单，阻力远小于布袋除尘器，且能综合去除多种污染物，对比布袋及电袋除尘器，有一定的优势。

5月30号国华电力公司项目部、国华电力研究院、浙江省电力设计院、浙江南源环境工程技术有限公司（日本日立）、舟山项目公司等单位在杭州进行了湿式电除尘技术交流会，并讨论了在4号机组采用湿式电除尘的可能性。日立公司针对本工程的煤种和灰分情况及排放要求，做了具体方案，进行了设备选型。7月5日，舟山电厂邀请日立公司、国华电力公司项目部、国华电力研究院技术中心、浙江省电力设计院相关人员召开了湿式除尘器技术交流会。日立公司对《350MW燃煤锅炉烟气排放用日立湿式电气除尘设备规格参数书》进行了详细介绍。 湿式电除尘器能够保证烟囱排放低于5mg/Nm3，PM2.5去除效率达到70%以上。湿式电除尘在日本是成熟技术，已经在700MW及1000MW电厂进行了应用，并运行多年，有较为全面的应用经验。如关键部件采用进口产品，并由外方提供性能保证，能够对舟山电厂实现粉尘排放5mg/Nm3目标提供可靠保证。因此我们将“干式电除尘器+湿式静电除尘器方案”定

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为主选技术方案。

4 湿式电除尘器原理及结构分析 4.1 湿式静电除尘器的主要工作原理

将水雾喷向放电极和电晕区，水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化，电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用，最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。水在集尘极上形成连续的水膜，将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。原理图如下

静电除尘器的除尘过程可分为四个阶段：气体的电离；粉尘获得离子而荷电；荷电粉尘向电极移动；将电极上的粉尘清除。

只是湿式静电除尘脱除的对象由粉尘和雾滴，但是由于雾滴与粉尘的物理特性存在差别，其工作原理也有所差异。从原理上来讲，首先由于水滴的存在对电极放电产生了影响，要形成发射离子，金属电极中的自由电子必须获得足够的能量，才能克服电离能而越过表面势垒成为发射电子。让电极表面带水是降低表面势垒的一种有效措施。水覆盖金属

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表面后，将原来的“金属一空气”界面分割成“金属一水”界面和“水一空气”界面，后两种界面的势垒比前一种界面的势垒低很多。这样，金属表面带水后，将原来的高势垒分解为两种低势垒，大大削弱表面势垒对自由电子的阻碍作用，使电子易于发射。另外，水中的多种杂质离子在电场作用下，也易越过表面势垒而成为发射离子。这些都改变了电极放电效果，使之能在低电压下发生电晕放电。其次由于水滴的存在，水的电阻相对较小，水滴与粉尘结合后，使得高比电的粉尘比电阻下降，因此湿式静电除尘的工作状态会更加稳定；另外由于湿式静电除尘器采用水流冲洗，没有振打装置，所以不会产生二次扬尘。

放电极结构和电晕场荷电示意图

4.2 湿式静电除尘器对PM2.5和SO3的去除机理

在电除尘器中对粉尘颗粒有两种类型的荷电过程，对于直径大于1μm的颗粒来说场荷电是主要作用，颗粒碰撞沿电力线运动的负离子而带电，这时电压的强弱是影响这个过程的最主要因素。对直径小于0.5μm的颗粒来说扩散荷电是主要作用，亚微米粒子在随机运动时与负离子碰撞而带电，注入的电流密度是影响扩散放电最重要的因素。湿式静电除

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尘中，因放电极被水浸润后，电子较易溢出，同时水雾被放电极尖端的强大电火花进一步击碎细化，使电场中存在加上大量带电雾滴，大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率，而带电粒子在电场中运动的速度是布朗运动的数十倍，这样就大幅度提高了亚微米粒子向集电极运行的速度，可以在较高的烟气流速下，捕获更多的微粒。

国外的研究表明，虽然在高于露点温度以上时，但是烟气中的SO3

在205℃（400F）以下时，还是以H2SO4的微液滴形式存在。其平均颗粒的直径在0.4μm以下，属于亚微米颗粒范畴。这也是干式静电除尘器和FGD对SO3的去除率较低的主要原因。湿式静电除尘因对亚微米颗粒的高捕获率，所以对SO3的微液滴有很高的脱除率。

因此湿式静电除尘能够高效地去除亚微米粒子、雾滴、粒径小至0.01μm的微尘，除尘效率根据运行的电场数不同一般都可达到99.9 %以上。

4.3 湿式电除尘器的分类和结构特点

近年来，湿式静电除尘器在冶金工业和其他行业中，作为一种控制烟气中硫酸、颗粒排放的有效手段有一定的应用。目前在美国有6台新建的燃用高硫煤的600~750MW机组，采用在湿法脱硫系统后加装湿式静电除尘器，作为控制SO3酸雾的措施，以替代原有在电除尘器前烟道

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内喷氨除SO3酸雾的方案。在日本也有一定数量的燃机电厂或火电厂采用了湿式除尘器。

1） 基本型式：

湿式静电除尘器在结构上有两种基本型式：管式和板式。管式静电除尘器的集尘极为多根并列的圆或多边形金属管，放电极均布于极板之间，管状湿式静电除尘器只能用于处理垂直流动的烟气。板式静电除尘器的集尘极呈平板状，可获得良好的水膜形成的特性，极板间均布电晕线，板式湿式静电除尘器可用于处理水平或垂直流动的烟气。

在相同的集尘面积时，管式静电除尘器内的烟气流速可以为板式除尘器的两倍，因此在达到相同除尘效率时，管式除尘器的占地面积要远小于板式除尘器。

板式和管式电除尘示意图

2） 湿式静电除尘器的布置方式

垂直独立布置：在化工和冶金行业应用的大型湿式静电除尘器一般为垂直烟气流独立布置，一般为模块化设计的管式设计，这种设计便于

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安装和解列维修，但其需要额外的布置空间。

水平独立布置：在美国的AES Deepwater电厂和日本的火力发电厂中湿式静电除尘器采用水平烟气流独立布置。如图所示

水平布置在吸收塔后烟道的湿式电除尘器

垂直组合布置：2000年以后，较早采用湿式石灰石石膏法脱硫系统的加拿大New Brunswick电力公司的Dalhousie和Coleson Cove电厂（315MW机组），采用的湿式静电除尘器对吸收塔除雾器进行改造，即将湿式除尘器布置在吸收塔的上方替代原有的机械除雾器，这种方式地面积很小，同时设备成本和运行费用也很低。

布置在吸收塔上方的湿式静电除雾器

3） 水冲刷方法

常用的冲刷方法有：自冲刷：就是利用捕集的液滴来湿润集尘极(此

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方法适用于捕集颗粒为液体颗粒)；喷雾冲刷：雾化喷嘴采用水或空气或水和空气连续地冲刷集尘极，使雾化液滴和颗粒在集尘极表面形成一层冲刷膜；液膜冲刷：采用连续的液膜冲洗集尘极。由于液膜能充当集尘板，管状式、极式的集尘板只不过是它的支承物。因此，冲刷液是否 具有导电性能极为重要。其次，液膜的物理特性和分布情况也很重要。

4） 结构材料

影响湿式静电除尘器运行可靠性的重要因素是结构材料的选择，这是因为湿式静电除尘器通常在低于冲刷液的绝热饱和温度下运行，易引起腐蚀。因此，需合理地选择各部位的结构材料。

从结构材料上讲，壳体是湿式静电除尘器中最安全的，通常采用普通钢，为防止腐蚀，其内表面需涂有薄层防腐材料，安装时还需严格壳体内表面的易腐蚀性，如焊接点、构件连接处及盖板等。

集尘板表面需具有较强的抗腐蚀能力。同时应将易产生腐蚀的联接点减至最小，因为集尘极一旦发生故障。不仅会扰乱电场，而且会产生火花，引起除尘性能的下降。

放电极的抗腐蚀性能应高于其它部件，因为其表面易造成粉尘液结，局部腐蚀较快，因此，需有特殊的保护措施。

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各种材料在模拟湿式电除尘中腐蚀环境下失重情况对比 5 湿式电除尘器技术分析

5.1 影响湿式静电除尘器除尘效率的主要因素

静电电压值、水量、粉尘浓度三因素对湿式静电除尘效率的效应都为正，即除尘效率随着电压的升高、水量的增大、粉尘浓度的加大而上升。其中电压对除尘效率的影响最为显著，其次是水量，粉尘浓度的影响最小。静电和水雾相结合可显著地提高除尘效率。湿式静电除尘器中的水主要以雾化的水滴存在，根据国内研究水雾对湿式电除尘的除尘效率的提高有一系列的影响，主要机理如下：

1） 水雾可以保持放电极清洁，使电晕一直旺盛；雾粒击打在集尘极上形成薄而均匀的水膜，它可以阻止低比电阻粉尘的“二次扬尘”，对高比电阻粉尘起到调质作用而防止了“反电晕”现象的发生；对粘滞性强的粉尘又可防止粘挂电极；它还适合于收集那些易燃、易爆的粉尘。

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2） 水雾直接喷向放电极和电晕区，放电极还兼起雾化器的作用，采用同一电源可实现电晕放电、水的雾化、水雾和粉尘粒子荷电，实现了静电和水雾的有机结合。

3） 水雾直接喷向放电极，荷电量高，这种高荷质比水雾在电场中的碰撞拦截、吸附凝并作用可大大提高除尘效率。

4） 水雾击打到集尘极上形成水流流下，使集尘极始终保持清洁，省去了振打装置，同时避免了干式除尘由于振打清灰带来的一系列问题。

5） 将水雾喷向放电极和电晕区使水雾进一步雾化的方法，静电并不和喷雾装置直接接触，所以几乎不存在绝缘问题。这种方法完全有别于“电晕放电使水雾化”的除尘技术，后者由于水与电直接接触，绝缘几乎不可能，实际上很难实现工业应用。

6） 芒刺电极能产生很强的静电场，同时具有很好的电晕放电能力，静电和水雾协同作用，具有很高的除尘效率。 5.2 湿式静电除尘器与干式静电除尘器比较

表1：干式静电除尘器与湿式静电除尘器比较表 项目 粉尘收集机理 电极上粉尘清除方法 粉尘处理 烟气低于饱和温度 烟气高于饱和温度 粉尘比电阻 出口粉尘浓度的极限 SO2浓度的极限 单位 ℃ ℃ Ω·cm mg/L m2 干式静电除尘 电晕放电库仑力 机械振打 干输灰或水冲灰 不适用 适用 104～1012 无限制 大 湿式静电除尘 电晕放电库仑力 水冲洗 水冲灰 适用 不适用 不受限制 5以下 100～200 小（占干式的1/2～1/3） 13

理粉尘收集机应用条件 mg/Nm3 10～20 面其它方

集尘面积 项目 转动部件 密封性能 水处理设备 寿命 单位 干式静电除尘 无 较好 不需要 一般 作用有限 不适用 不适用 湿式静电除尘 无 好 需要 较长 适用 适用 适用 除去污染物PM2.5粉尘 SO3微液滴 汞及其化合物 5.3 湿式静电除尘器对各种污染物去除能力

据国外相关文献表明，湿式静电除尘器对酸雾、有毒重金属以及 PM10，尤其是PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果。可以使用湿式静电除尘器来控制电厂的SO3酸雾，具有联合脱除的前景。根据国外湿式静电除尘器的研究和应用表明，在湿法脱硫系统后布置湿式电除尘器可以有效地去除烟气中的PM2.5粉尘、SO3和汞及氧化物等污染物。 5.4 湿式电除尘器的应用情况

目前制造湿式除尘器的厂家主要是日本的三菱公司和日立公司。 1） 三菱湿式静电除尘器技术

三菱湿式静电除尘器从1975年开始应用，最早是用于处理化工厂的重油锅炉产生的烟气。目前用于处理锅炉后烟气共有25台套投入运行，其中燃煤锅炉为碧南电厂#2、#3机组（700MW）锅炉。业绩表如下：

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三菱湿式静电除尘器的主要技术特点

采用水平板式湿式静电除尘器设计方式，独立布置在FGD出口烟道上。除尘器内烟气流速约2.4m/s。

采用雾化效果良好的喷嘴，在冲洗时放电极和集尘极同时通电，可保证不产生有害放电现象。

放电极采用特殊形状和安装方法，不会因振动或腐蚀而损坏。 对喷嘴排列形式和集尘极板型式进行优化，可保证对极板最佳的清洗效果，同时喷出的雾化水，可以对烟气中粉尘和液滴起洗涤作用。

三菱湿式电除尘技术的主要问题

除尘原理与普通电除尘原理相同，喷淋水仅对集尘极板表面进行清洗作用，提高了集尘效率，但是因除尘面积较小单一电场的除尘效率在70%左右，一般采用2电场时除尘效率在90%左右。

循环水需加入NaOH进行中和，如果烟气中SO3含量较高时，NaOH加入量相应增大，运行成本增加，同时废水排入脱硫系统后也将加重脱硫废水处理负担。

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湿式电除尘器壳体内表面鳞片衬里耐温只能达到80℃水平。 喷嘴、滤网为易损件，更换周期较短。三菱提供数据为喷嘴的寿命在5~10年。还增加了循环水泵、废水泵和加碱泵等转动机械，运行和维护费用较干式除尘器高。

三菱湿式电除尘器的系统图

2）日立的湿式静电除尘技术

日立的湿式静电除尘器于2001年开始应用于中部电力的碧南电厂4、5号机组（1000MW）。日立的湿式电除尘技术与三菱重工基本一致，只是在喷嘴型式和布置方式、放电极的形式、集尘极板的形式上有所不同外，其最大的差异就是极间距较小只有300mm，在对放电极进行水冲洗时必须要断电。

日立湿式静电除尘器的主要技术差异：

放电极采用带芒刺片的钢管制成，由于圆柱电容容量大，因而能产生强电场:芒刺尖端放电效果好，能产生强电流，即气体电离效果好。集

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尘板采用大平板设计，极间距300mm。

集尘极与放电极的喷淋水由不同管道提供，在电除尘运行过程中集尘极一直保持喷淋状态，而放电极一般一天只喷淋一次，放电极喷淋时电除尘需暂时停电几分钟。

集尘极喷淋的喷嘴在设计上指向性较强，避免将水喷淋到放电极上，对烟气的洗涤作用较三菱喷淋方式较弱。

湿式电除尘中的烟气流速较高，达到3.6m/s左右，设备尺寸较三菱小。除尘效率为60～70%。

日立湿式电除尘器的壳体、喷嘴、放电极和集尘极等与烟气和水接触的部件均采用SUS317耐蚀不锈钢制作，基本上不会腐蚀现象发生。

3） 碧南电厂湿式静电除尘器运行情况

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

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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4-5号机组采用锅炉出口器+FGD+湿式静电除尘器+烟气换热器的方式，

+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。

碧南发电厂4-5号机组烟气排放处理流程：

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，其中1-3号机为三菱重工产品，分前后二电场，壳体为鳞片衬里，喷嘴、极板和极线均为SUS316L不锈钢，总的长度12.44米。4、5号机为日立公司产品，只有一个电场，壳体、喷嘴、极板和极线均采用SUS317耐蚀不锈钢，长度在9米左右。投产后运行情况良好，排放烟气中粉尘浓度长期保持在2-5 mg/Nm3水平，在煤质较好情况最低达到1 mg/Nm3，运行十五年来，经介绍壳体和内件未发生严重的腐蚀问题。运行过程中循环水流量在80～100t/h左右，循环泵为45KW，每台机组补水量为35t/h，每台机组每天消耗20%的NaOH溶液100～500Kg（根据煤中含硫量不同）。

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表3：碧南电厂污染物排放情况 项 目 SOX NOX 机组 1-3号机 4-5号机 1-3号机 4-5号机 保证值 <30ppm <15ppm <28 ppm <25ppm 实测值 800ppm（锅炉出口） 871ppm（锅炉出口） 150 ppm（锅炉出口） 150 ppm（锅炉出口） 28 ppm（FGD出口） 25 ppm（FGD出口） 30ppm（SCR出口） 15ppm（SCR出口） 电除尘出口150 mg/Nm3 1-3号机 <5mg/Nm3 20g/Nm3（锅炉出口） 烟尘 4-5号机 <5mg/Nm3 20g/Nm3（锅炉出口） FDG出口17.5 mg/Nm3 湿式电除尘出口5 mg/Nm3 电除尘出口30mg/Nm3 FDG出口7.1 mg/Nm3 湿式电除尘出口5mg/Nm3 4）鞍钢第二发电厂湿式静电除尘器应用情况

2006年建成的鞍钢第二发电厂是燃气—蒸汽联合循环发电厂，总装机容量300MW（燃机183.3MW，汽机117MW）。燃料为低热值高炉煤气（约47Nm3/h）和焦炉煤气（约3万Nm3/h）的混合气体，煤气从高炉、焦炉出来后已经过除尘、脱硫处理。湿式静电除尘器安装在煤气压缩机前，对煤气再进行除尘净化，除尘净化后的煤气经压缩后进入燃气轮机燃烧。湿式电除尘器、煤气压缩机、M701S(F)高炉煤气燃气轮机均由日本三菱重工提供。

湿式静电除尘器为水平板式、单电场，处理煤气量560,000Nm3/h，设计除尘效率为80%，。本体包括整流变为日本三菱重工提供，辅助系统（泵、管道）为三菱重工设计、国内采购。湿式电除尘器前后未装粉尘浓度检测装置，日本三菱重工曾经人工取样检测过湿式电除尘器前后的装粉尘浓度，但具体数据不详。

湿式电除尘器外壳材料为20G，内部构件为SUS304。气体通道数：46个，通道宽度（同极距）：300mm，有效电极高度：7.6m，有效电场

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3.299 m，喷水管：3根，喷嘴数合计：60个。循环水流量：42m3/h，长度：压力0.25MPa。

运行后主要问题：个别放电极尖头处存在积垢现象，但不影响除尘效率。喷嘴在2009年进行了更换。电除尘器的故障主要是电场内进入异物、喷淋水雾化不良、放电极结垢等。湿式电除尘器本体维护工作量很少，但废水坑中的灰泥每年机组检修时需进行清理，给水泵、废水泵需定期保养维护.

6 舟山电厂#4机除尘器方案比较 6.1 煤质及灰分分析

舟山电厂燃煤及灰成分特性 全水份Mt 空干水份Mad 干燥无灰基挥发份Vdaf 收到基灰份Aar Car Har St,ar Oar Nar 低位发热量Qnet,ar 哈氏可磨系数 DT（变形温度） ST（软化温度） FT（熔融温度） 设计煤种 工业分析 % % % % % % % % % MJ/kg HGI ℃ ℃ ℃ 14.33 7.09 35.96 12.80 59.12 3.56 0.41 9.15 0.64 22.00 57 灰熔融温度 1110 1120 1140 20

变动范围 校核煤种 12.62 6.88 35.33 19.41 54.06 3.25 0.58 9.38 0.71 20.07 64 1250 1260 1280 元素分析（收到基） SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O TiO2 % % % % % % % % % 设计煤种 灰成分 55.52 8.86 17.77 7.77 1.15 3.73 1.30 2.31 1.02 变动范围 校核煤种 49.31 7.26 30.94 4.84 0.59 2.88 0.93 1.32 1.3 2009年12月，中国环保产业协会电除尘委员会组织编制了《燃煤电厂电除尘器选型设计指导书》，并经业内18位资深专家多次审查，最后确定了以表观驱进速度ωk作为电除尘器除尘性能评价的基准。煤、飞灰成分直接影响着电除尘器的除尘性能，且其对电除尘器除尘性能的影响是煤、飞灰成分、电气控制综合作用的结果。但是如直接用煤、飞灰成分分析其对电除尘器性能的影响，则只能作定性的分析。而煤、飞灰成分直接影响着ωk值，ωk值的大小可评价电除尘器对粉尘的收尘难易程度。ωk值越大，电除尘器对粉尘的收集越容易。

电除尘器对煤种的除尘难易性评价 ωk值 除尘难易性 ωk＜25 难 25≤ωk＜35 较难 35≤ωk＜45 一般 45≤ωk＜55 较容易 ωk≥55 容易 根据舟山电厂#4机组的设计煤种和校核煤种分析计算，设计煤种的ωk值为49.5，校核煤种的ωk值为50.6，都属于较容易收尘煤种，适合选用电除尘器进行收尘。 6.2 除尘器方案组合

综合前述分析，本工程主选技术方案为“静电除尘器+湿式电除尘

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器”。根据环保部门对海水脱硫进口烟气粉尘浓度的要求，静电除尘器出口粉尘浓度不能高于30mg/Nm3。故方案A为：静电除尘器（出口粉尘浓度≤30mg/Nm3）+湿式电除尘器（出口粉尘浓度≤5mg/Nm3）。而根据前期对厂家的调研，静电除尘器如采用一些新技术，出口甚至可以做到粉尘排放浓度20mg/Nm3以下。故方案B为：静电除尘器（出口粉尘浓度≤20mg/Nm3）+湿式电除尘器（出口粉尘浓度≤5mg/Nm3）。A、B方案最大的区别在于第一级除尘器出口粉尘浓度的不同，从而导致了第二级湿式除尘器进口粉尘浓度的区别。根据海水脱硫厂家经验，海水脱硫塔对粉尘的洗涤效果约能除去50%的粉尘。本工程因为除尘器出口粉尘浓度较低， A方案除尘器出口粉尘浓度≤30mg/Nm3，我们按保守估算，湿式除尘器进口粉尘浓度≤20mg/Nm3。B方案除尘器出口粉尘浓度≤20mg/Nm3，我们按保守估算，湿式除尘器进口粉尘浓度≤15mg/Nm3

在方案A中，为实现静电除尘器出口粉尘浓度≤30mg/Nm3，经过对国内主要除尘器厂家的技术方案比较，可采用的技术方案有常规方案（五电场静电除尘器）和优化方案（三个常规电场+一个移动极板电除尘器）。以上方案分别称为A1和A2。根据此条件，我们与日本日立公司进行了初步的设计配合，按照湿式除尘器进口粉尘浓度≤20mg/Nm3做了方案。

在方案B中，为实现静电除尘器出口粉尘浓度≤20mg/Nm3，经过对国内主要除尘器厂家的技术方案比较，可采用的技术方案有常规方案（采用附加技术的五电场静电除尘器）和优化方案（四个常规电场+一个移动极板电除尘器）。以上方案分别称为B1和B2。有代表性的附加技术有增加微粒收集装置等。根据这些条件，我们与日本日立公司进行了初步的设计配合，按照湿式除尘器进口粉尘浓度≤15mg/Nm3做了方案。

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各技术方案组合见下表。 方案 第一级除尘器配置 五电场静电除尘器 3个常规电A2 场+1个移动极板 五电场静B1 电除尘器（附加技术 4个常规电B2 场+1个移动极板 ≤20 ≤15 湿式电除尘器 ≤5 ≤20 ≤15 湿式电除尘器 ≤5 ≤30 ≤20 第一级出口粉尘浓度海水脱硫塔出口粉尘浓第二级除尘器配置 湿式电除尘器 湿式电除尘器 第二级出口粉尘浓度（mg/Nm3） ≤5 （mg/Nm3） 度（mg/Nm3）≤30 ≤20 A1 ≤5 6.3 各方案的技术比较

A方案中，对除尘器出口粉尘浓度的要求是低于30mg/Nm3。根据目前国家环保标准，重点地区的烟囱出口粉尘排放浓度是不高于20mg/Nm3，考虑到湿法脱硫50%的除尘效率，对除尘器出口粉尘浓度的要求是低于40mg/Nm3。可见，A方案对除尘器的要求已经高于国家重点地区的标准。故要保证收尘效果，必须采用大比集尘面积的静电除尘器，同时选择合适的烟气流速。同时，控制好电除尘清灰的二次扬尘是至关重要的。在这一点上移动极板除尘器有一定的技术优势。

B方案中，对除尘器出口粉尘浓度的要求是低于20mg/Nm3。这个要求对静电除尘器来说已经非常高。除尘器厂家所做的方案包括常规五电场静电除尘器（采用附加技术）和“4+1”移动极板除尘器。附加技术主要是增大比集尘面积、在除尘器前增加一个微颗粒收集器。含尘气体进

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入除尘器前，先利用正、负高压对其进行分列荷电处理，使相邻两列的烟气粉尘带上正、负不同极性的电荷，然后，通过扰流装置的扰流作用，使带异性电荷的不同粒径产生速度或方向上的差异从而使粉尘有效聚合，形成大颗粒后进入除尘设备，从而提高收尘效率。 6.4 各方案技术指标及经济性比较

根据厂家的技术方案，各方案经济性比较如下：（一台炉数据） 方案 (mxm) 第一级（静34.5mx42m 电除尘器）(LxW) 第二级（湿11.6mx14.4m 式除尘器）(LxW) 设备阻力 （Pa） 第一级（静≤200 电除尘器） 第二级（湿≤200 式除尘器） 电耗（kw）第一级（静885 电除尘器） 第二级（湿约200 式除尘器） 水耗 (t/h) 电除尘器） 第二级（湿11t/h 式除尘器）

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A1 A2 B1 B2 设备占地 27.6mx42m 34.5mx43.32m 32.1x43.22 11.6mx14.4m 11.6mx14.4m 11.6mx14.4m ≤200 ≤200 ≤450(微粒收集≤200 器阻力250Pa) ≤200 ≤200 830 约200 约1085 约200 约1000 约200 0 11t/h 0 11t/h 0 11t/h 第一级（静0 方案 元) A1 A2 B1 B2 初投资(万 第一级（静2500 电除尘器） 第二级（湿2400 式除尘器） 土建投资 (万元) 运行费用 (万元) 电耗(万元) 238.7 工业水水36.3 耗(万元) 消耗品约100 (NaOH) (万元) 年运行费375 用(万元) 注：1、静电除尘器数据暂按浙江菲达环保公司方案的数据，湿式除尘器数据暂按日本日立公司方案的数据。

2、水费按 6元/吨计算，电费按0.4元/kwh计算。

362.9 419 400.3 约100 约100 约100 226.6 36.3 282.7 36.3 264 36.3 580 493 5393 580 5980 580 5780 总初投资5480 2400 2200 2200 2500 3200 3000 由经济性比较可见，方案 A2经济性略好。无论初投资还是年运行费用都相对较低。 6.5 除尘器布置图

见附图1、附图2。

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7 存在的问题

7.1 湿式静电除尘器技术国内应用经验问题

湿式除尘技术在国外已经有较为全面的成功经验，但在国内尚无应用实例；舟山电厂如采用湿式电除尘器，建议主要关键部件采用进口成熟产品，并由国外技术方提供性能保证。 7.2 湿式静电除尘器的防腐蚀和喷嘴的寿命问题

因湿式静电除尘器的运行温度低于SO3露点以下，同时还有大量的冲洗水，SO3必然会在除尘器内部凝结，这样就要求湿式除尘器的壳体和内部件必须能耐腐蚀。同时因为本工程为海水脱硫，海水的雾滴将不可避免地带入湿式除尘器中，对除尘器的放电极、极板、壳体等与烟气接触的部件造成腐蚀。而且日立的极板厚度仅1mm，如果发生腐蚀极易穿透。由于日本没有海水脱硫后采用湿法脱硫的应用，日立对海水对湿式除尘器的腐蚀影响程度也没有经验，需要进一步研究。

湿式静电除尘器中喷嘴是一个关键的部件，但是喷嘴运行过程中循环水中有一定的含灰量，且水压较高、流速快，对喷嘴有较强的磨损，长期运行后喷嘴磨损，对喷嘴的喷淋效果有一定影响，必须更换。如何延长喷嘴寿命也是一个重要的问题。 7.3 湿式静电除尘器的可靠性

湿式除尘器为双室一电场除尘器，没有旁路，也不能实现单侧运行。如果发生故障，则必须停机检修。 故对湿式电除尘的可靠性要求非常高，包括工艺系统和电气系统等。 7.4 消耗品

湿式静电除尘器洗净水有两部分组成，一部分是从工业水补充来的

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冲洗水，一部分从集板上回流的循环水，总的洗净水量为56t/h。循环水因水中含灰量的增加，需要不断地向外排水，同时也要不断地补充工业水。日立要求的工业水补水量约为 11t/h。

烟气中的SO3微液滴被集尘极捕获后，进入湿式电除尘器的循环水系统，而溶于水的SO3具有强酸性会对湿式电除尘内部与水相接触的部件产生强腐蚀性，因此必须中和冲洗水的酸性，日立方案中设计向循环水中加入NaOH，以中和水的酸性。故湿式除尘器运行还需消耗一定的NaOH。因NaOH是强碱性的腐蚀物，其运输和保存都有一定的安全风险。增加电厂运行成本和安全风险。 8 结论

经过对神化煤种和灰分的分析及对各除尘方案的综合比较，我们推“3+1旋转电极静荐采用“3+1旋转电极静电除尘器+湿式电除尘器”方案。

电除尘器”出口保证粉尘排放浓度≤30mg/Nm3，通过海水脱硫及湿式电除尘以后，能够实现烟囱出口粉尘排放浓度≤5mg/Nm3的目标。

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