专业 | WESP在燃煤电厂粉尘“近零排放”工程的应用

由于通过低低温电除尘器的出口烟尘平均粒径大于3μm，可大幅提高湿法脱硫装置协同除尘效果。通过优化设计脱硫塔及调整除雾器布置并改善其性能，除雾器出口烟气携带雾滴浓度可达到或优于20~40mg/m3的指标。

通过改善喷淋层设计，保证吸收塔塔内气流分布均匀度，保证每个喷嘴入口压力均匀。

采用单塔或组合式分区吸收技术，改变气液传质平衡条件，并优化浆液pH值、液气比、浆液雾化粒径、氧硫比等参数，提高脱硫效率。优化塔内烟气流场，有效降低液气比，降低能耗。通过以上措施改造过，一般湿法脱硫装置的SO2脱除效率不低于98%，烟尘协同脱除效率大于70%。

2.1.3湿式电除尘器改造

WESP作为燃煤电厂尾气治理精处理技术装备，一般安装于脱硫塔后，脱硫后烟气经WESP精处理后，排至烟囱。WESP独特的运行环境以及清灰方式，使其可有效捕集其它烟气治理设备捕集效率较低的污染物(如PM2.5等)，消除“石膏雨”，可达到其它污染物控制设备难以达到的极低的排放限值，一般情况下，其对微细粉尘的去除率能够达80%-90%。

3工程应用

3.1工程概况

国华宁海电厂位于象山港底部，在宁海县桥头胡区强蛟镇境内下月岙村，距强蛟镇约1.5公里，距宁海县城23公里，距宁波80公里，为保护环境，体现国企社会责任，响应神华集团“绿色发电计划”，实现大气污染物“近零排放”的要求，国华宁海电厂对#2、#4机组实施环保改造工程。国华宁海电厂粉尘“近零排放”技术路线主要采用低低温电除尘器改造、湿法脱硫改造、WESP改造，其技术路线示意图如图2所示。

烟气先经过脱硝系统去除NOx，然后经低低温电除尘器去除大部分粉尘，要求低低温电除尘器设计出口粉尘小于15mg/Nm3，之后再经过协同除尘湿法脱硫塔，要求出口粉尘小于5mg/Nm3，最后经过WESP后要求出口粉尘小于1mg/Nm3，实现粉尘“近零排放”的目标。

3.2WESP设计参数以及性能要求

针对国华宁海电厂#4炉的烟气特性，并结合电厂实际场地条件限制因素，对WESP进行了优化选型设计，主要的设计参数及性能要求见表2。

3.3技术方案特点

本项目WESP采用金属板式湿式电除尘器技术，由于脱硫塔出口烟气具有高湿度、强腐蚀特性，因此从WESP的结构要求以及材质防腐性能两方面做了综合考虑，经优化设计后，保证该技术方案满足宁海电厂脱硫塔出口的实际烟气特性。

3.3.1高效的喷淋系统

采用的是单线连续的喷淋技术，可实现对阳极板、阴极线的同时连续的喷淋，喷嘴经过特殊的设计，雾化效果良好，经合理排布后能确保喷淋无死角且覆盖率达120%以上，充分保证系统运行稳定可靠，有效去除湿烟气中粉尘、PM2.5、SO3气溶胶等复合污染物。

3.3.2特殊的极配型式

阳极板和阴极线通常被认为是整个WESP结构中最重要的部件，此项目中采用金属平板的阳极板配针刺型的阴极线，同极间距300mm。平板型的阳极板经过特殊的加工工艺，能确保板面成膜均匀，针刺型的阴极线具有刚性强、放电强度高的特点，这种极配和高压供电相匹配，可以获得最佳电气运行参数，有效保证长期实现“近零排放”。

3.3.3循环稳定的水系统

通过计算宁海电厂实际收集的粉尘量以及消耗的水量之间的关系，建立了一套针对宁海电厂#4炉的粉尘与废水平衡系统，使大部分水循环使用，一小部分水外排，且通过控制外排水的浓度，使这部分水直接作为脱硫系统的补充水使用，对电厂而言基本实现WESP零水耗。

3.3.4优化的结构材料选择

结构材料的防腐性能直接影响到WESP的使用寿命。宁海电厂项目中，主要的内构件如阳极板、阴极线的材质选用的是2205双相不锈钢的材质，这种材质具有强度高、抗酸腐蚀性能强的特点，能够完全适应WESP内部高湿、强腐蚀性的运行环境;对其他结构件的材质一般选用普通碳钢涂覆玻璃鳞片进行防腐;此外，WESP内部的循环水是经过NaOH加碱中和过的，使循环水的pH一般呈现中性偏碱性的状态，能够对WESP内部的结构件起到有效的抗酸腐蚀的保护作用，延长WESP的使用寿命。

3.4运行效果

2015年12月26日，宁海电厂#4炉660MW机组烟气粉尘“近零排放”工程顺利并入系统运行，低低温电除尘器改造、脱硫提效改造以及WESP改造等设施全部投运，成功完成了各项建设目标。

2016年1月16日，经权威部门测试结果显示，该机组的出口粉尘排放量仅为0.575mg/Nm3，实现了大型燃煤电厂烟气粉尘的“近零排放”改造目标。

宁海电厂#4炉是国内首台600MW以上机组实现出口粉尘1mg/Nm3以下“近零排放”的投运机组，将为推动我国煤电清洁高效利用和能源技术革新提供了有力借鉴。

3结论

WESP基于其特殊的清灰方式和技术特点，可作为燃煤电厂粉尘精处理系统的技术装备使用，经过合理的技术路线选择，可实现燃煤电厂粉尘的“近零排放”的目标。国华宁海电厂#4炉660MW机组的成功应用经验表明，通过WESP的深度净化作用后，可以实现大型甚至超大型燃煤电厂的出口粉尘低于1mg/Nm3的“近零排放”，大大改善电厂的周边环境，为大型燃煤电厂采用WESP实现“近零排放”提供了有益的参考。