专业 | WESP在燃煤电厂粉尘“近零排放”工程的应用

随着改造工作的不断深入，个别燃煤电厂旨在寻求粉尘1mg/Nm3以下“近零排放”的目标：如浙江国华浙能发电有限公司#4炉660MW机组经过湿式电除尘器(以下简称WESP)改造后，出口粉尘排放0.575mg/Nm3，是国内首台600MW以上机组实现出口粉尘1mg/Nm3以下“近零排放”的投运机组。本文重点介绍了WESP技术在国华宁海电厂#4机组中的应用，以期为大型燃煤电厂实现“近零排放”目标提供有力借鉴。

1WESP工作原理及技术特点

1.1WESP对微细粉尘的去除原理

WESP是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备，在燃煤电厂中通常布置在脱硫设备后，其工作原理和干式电除尘器基本相同，都要经历电离、荷电、收集和清灰四个阶段，烟气通过进口封头后进入电场，在高压电的作用下气体电离粉尘被荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下向集尘极移动，随集尘极表面的水膜去除。WESP工作原理如图1所示。

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，电场荷电是主要作用，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的微细颗粒，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，此时注入的电流密度是影响扩散放电最重要的因素。

在WESP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行的数十倍，这样就大幅度提高了亚微米粒子向集尘极运行的速度，可以在较高的烟气流速下，捕获更多的微粒。

1.2WESP技术特点

WESP独特的清灰方式以及工作环境，使其较干式除尘器具有很多的特点：

不受粉尘比电阻影响，无反电晕及二次扬尘等特点;

不仅可以有效除去烟气中的PM2.5，同时还可协同脱除SO3、汞及烟气中携带的脱硫石膏雾滴等污染物，抑制“石膏雨”和“烟囱白烟”的形成;

可达到其它除尘设备难以达到的极低的烟尘排放限值;

同时设备本体结构小、占地面积小等特点。

2“近零排放”技术路线选择

目前，国内燃煤电厂“超低排放”改造技术路线主要分为基于污染物末端治理理念的改造技术路线和基于污染物协同控制理念的改造技术路线。第一种技术路线主要是在脱硫塔后增加WESP，第二种技术路线主要是对电除尘器和脱硫塔进行升级改造从而实现粉尘协同脱除的目的。

国内已有个别大型燃煤电厂将以上两种技术路线的优势合并后，实现出口粉尘1mg/Nm3以下的“近零排放”，其采用的技术路线主要包括SCR脱硝装置、低温省煤器、低低温电除尘器、协同除尘湿法脱硫塔和WESP，该技术路线的最大特点既利用了低低温除尘器的高效除尘性能，同时通过改造脱硫塔内部结构和增加高效除雾装置提高脱硫塔的协同脱除粉尘的能力，最后通过WESP的深度净化处理，使最终出口粉尘排放确保小于1mg/Nm3。

2.1粉尘近零排放改造主要技术

2.1.1低低温电除尘器改造

为满足超低排放的要求，低低温电除尘器技术已经开始被国内很多电厂所应用。主要功能是实现烟尘的高效脱除，同时实现SO3的协同脱除。当烟气经过热回收器时，烟气温度降低至酸露点以下，SO3冷凝成硫酸雾，并吸附在粉尘表面，使粉尘性质发生了很大变化，不仅使粉尘比电阻降低，而且提升了击穿电压、降低烟气流量，从而提高除尘效率。其对SO3的脱除率一般不小于80%，最高可达95%。而且低低温电除尘器的出口粉尘粒径会增大，可大幅提高湿法脱硫装置协同除尘效果。