濕式電除塵頻繁放電原因分析及對策

　　濕式電除塵器作為燃煤電廠煙氣深度凈化裝置，已廣泛應用于燃煤機組，研究其相關內容，分析濕式電除塵器的工作原理和基本分類，在探討運行過程中濕式電除塵頻繁放電原因分析的同時，結合相關實踐經驗，提出了改善蜂窩濕式電除塵收集極制造、安裝等方法和運行管理。

　　1 概述

　　隨著人類社會的不斷進步，人們對生態環境質量要求越來越高。尤其針對固定污染排放源，國家相關部門陸續出臺各項措施，如2014 年9 月國家3 部委發布的“煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014～2020 年）”提出了PM、SO2、NOx排放濃度分別不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3 的超低排放要求。燃煤電廠是顆粒物的主要排放源之一［1］，產生的顆粒物特別是PM2.5（細顆粒物）、PM10（可吸入顆粒物）對環境及人類健康危害巨大［2］。

　　當前，燃煤電廠超低排放領域呈現出多種技術或技術組合，其中一種技術路線為：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、重金屬汞及脫硫產生的石膏霧滴等污染物。某燃煤電廠采用該技術路線，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。該項目于2015 年投入運行，2 年后停爐檢查時發現進氣室部分收集極表面有明顯放電痕跡，且存在破損現象。本文主要針對收集極破損原因進行了系統分析，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內荷電后分裂進一步霧化，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅動下到達收集極而被捕集，捕集的液滴在收集極表面形成的連續水膜將捕獲的粉塵帶出電場。濕式電除塵器內由于有水霧液滴的存在，使得電極表面勢壘發生了改變，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。另外，水中的雜質離子在電場作用下，也易于越過表面勢壘而成為發射離子。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生電暈放電。同時，由于水的比電阻較小，液滴與粉塵結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，不會產生二次揚塵［3］。

　　（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導電玻璃鋼管組成的收集極，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，板式濕式除塵器的適用范圍較廣，水平或者垂直流動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主要在于［4］：①對于給定的除塵效率，電極長度相同的前提下，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［5］；②對于給定的除塵效率，管式濕式電除塵器的局部干燥區比板式濕式電除塵器要小［6］。

　　3 濕式電除塵器的應用

　　（1）主要性能參數與設備：①濕式電除塵本體（1 臺）。規格：25.7m×14.4m×9.5m； 處理風量：2450400m3/h； 進口濃度：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（1 用1 備）。流量：160m3/h，揚程：85m，功率：75kW。④沖洗水箱，3.0m×4.8m。1只。⑤熱風風機，1 套。流量：6800m3/h，全壓：4000Pa，功率：

　　15kW。

　　（2）運行效果。濕式電除塵器于2015 年3 月開始安裝，8月完成并投入運行。用戶反饋：該型濕式電除塵器運行穩定，PM2.5 等超細顆粒物、酸霧脫除效果顯著。經第三方環保監測評估：煙氣排放各項指標均符合超潔凈排放標準，即出口煙塵濃度≤5mg/Nm3。2018 年3 月中旬出現二次電壓偏高（最高達70kV），二次電流偏小（150mA 以下），且閃絡放電頻繁，運行不穩定。

　　4 問題分析與預防措施

　　4.1 停機檢查

　　2018 年5 月該公司660MW 機組停爐。①沖洗水系統：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松動、腐蝕、脫落；支架與支撐梁接觸部位防腐墊無磨損；下氣室玻璃鋼格柵與支撐梁之間防磨橡膠墊片無老化和磨損；進行噴淋試驗時，下氣室噴嘴噴淋形狀完好，噴嘴無磨損，沖洗水管背壓正常；②熱風系統：加熱器運行正常，風機、管路、閥門無“跑冒滴漏”現象，絕緣箱干燥、無腐蝕和泄漏。③絕緣系統：底部絕緣子干凈、清潔。④陰陽極系統：放電極在收集極管內同心度均保持完好，放電極與固定、限位框架連接牢固，無松動、脫落現象；收集極管箱內壁及上下斷面平整，無變形、裂紋、老化、磨損、腐蝕等現象。

　　檢測存在的問題：沖洗水箱排污閥打開時，水質渾濁、有雜物；進行噴淋試驗時，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表面無法沖洗；側壁絕緣子有少量集灰現象；收集極管箱與梁接地點連接導電碳纖維老化、斷裂、脫落現在嚴重。

　　4.2 原因分析

　　經分析排查，造成濕式電除塵器二次電壓高、二次電流低且運行不穩定的原因主要有以下幾點：

　　（1）濕式電除塵器分為6 個沖洗區域，單個區域沖洗管網最長距離超過10m，沖洗啟動時，離濕式電除塵器殼體進水口較近的噴嘴背壓較高，霧化效果好。由于管路泄壓嚴重，離濕式電除塵器殼體進水口較遠的噴嘴背壓低，霧化效果較差，導致整個斷面由于噴嘴背壓的不同，每個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漏，當啟動脫硫積水坑泵且濕式電除塵器沖洗水箱補水閥啟動時，脫硫漿液沿管道進入濕式電除塵器沖洗水箱。啟動噴淋系統時，“污染”的沖洗水導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計過程中，沖洗裝置噴嘴布置間距及與收集極端口間距設計不合理，噴嘴噴出的液滴在煙氣擾動、自身重力作用下，到達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連接導電碳纖維老化、斷裂、脫落現在嚴重，機組運行時，帶電顆粒物到達收集管表面，無法盡快釋放電荷，電勢不斷積累導致二次電壓過高。

　　4.3 解決措施

　　（1）濕式電除塵器外沖洗母管設計時，在噴嘴沖洗水母管前加裝0.2mm 過濾精度二級過濾器，保護噴嘴。過濾器設前、后、旁路、排污閥各1 個，排污口接回沖洗水回水管，差壓高時關閉入口閥，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現反沖洗。

　　（2）改造濕式電除塵器沖洗進水管至附近空壓機冷卻水箱，確保沖洗水系統進水質量穩定。

　　（3）濕式電除塵器內沖洗裝置設計時，降低沖洗裝置與除霧器端口間距；優化噴淋區域劃分；濕式電除塵器內管網設計時，單區域母管變徑，確保噴嘴背壓、流量一致；增加沖洗水覆蓋率。

　　（4）項目建成后，沖洗管路必須使用滿足水質要求的清潔水沖洗，管網沖洗并確認清潔，再安裝噴嘴。

　　（5）陽極管箱四周增加引出接地環密度，單管箱每個斷面接地環采用鉛線串接后與殼體可靠接地。單個管箱上下斷面均應采用鉛線將接地環串聯并分別與殼體相連。

　　（6）加強巡檢過程管理，減少檢修時雜物進入系統機會。

　　5 結束語

　　綜上所述，蜂窩管式濕式電除塵器成套技術可實現以較小的代價，達到新的環保要求，改善環保指標，在一定程度上解決了燃煤電廠環保設備更新改造的難題，提高了我國環保設備裝備技術水平， 滿足燃煤電廠因環保要求不斷提高，需要新技術應用的現狀，對改善大氣環境質量，改善人民居住環境，促進社會經濟環境健康和諧發展，具有較大的社會經濟意義。因此在今后的應用過程中，應加強對關鍵部位與重點要素的檢查，并結合實際應用深入分析總結。