濕式電除塵器在火電廠的應(yīng)用及其對污染物的去除研究

　　一、項目實施必要性

　　當前我國大氣環(huán)境形勢十分嚴峻，以細顆粒物(PM2.5)、酸雨等為特征的復合型大氣污染日益突出，霧霾天氣增多，空氣重度污染時常發(fā)生，氣候變化十分惡劣，已制約了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，嚴重威脅到人民的身體健康和未來的生產(chǎn)狀況。各級政府已引起相當重視，短時間內(nèi)出臺了多項環(huán)保政策和治理措施，下大力氣治理大氣污染，改善大氣環(huán)境質(zhì)量。國家能源局、廣東省發(fā)改委、廣州市政府紛紛提出燃煤電廠主要大氣污染物“超潔凈排放”的目標，將廣州華潤電廠1號機組“超潔凈排放”改造項目列為國家能源局和廣州市政府首批環(huán)保改造示范項目。目前國內(nèi)火電廠主要采用的除塵方式：靜電除塵、袋式除塵、電袋復合除塵等。目已投產(chǎn)的大型火電廠95%采用電除塵器，但是為達到低的煙塵排放，電除塵器向更多的電場數(shù)、更大的比集塵面積的方向發(fā)展，受到了極大的限值。常規(guī)電除塵器還存在除塵效率受粉塵比電阻影響大，污染物去除功能單一。由于脫硫后吸收塔出口煙氣中攜帶石膏等液滴量較大，石膏雨、PM2.5、SO3氣溶膠、重金屬離子等極難除去。因此，當前火電廠煙氣粉塵排放濃度極難達到5毫克/標立方米的標準。新標準的實施，對高效靜電除塵器提出了巨大的挑戰(zhàn)，迫切需要對國內(nèi)外的除塵新技術(shù)、新工藝進行全面論證研究。濕式電除塵技術(shù)在全世界范圍內(nèi)應(yīng)用極少，但他可以有效去除煙氣中的PM2.5、酸霧、氣溶膠、亞徽米穎拉物、汞、重金屬及二惡英等大氣污染物，是大氣復合污染物控制系統(tǒng)的最終精處理設(shè)備，已列入國家863科研計劃。2014年國家發(fā)改委計劃了十三個燃煤火電廠超低排放改造示范項目，并聯(lián)合國家環(huán)保部下發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》，要求2020年前現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組基本達到燃氣輪機排放限值，大力鼓勵和推動加裝濕式電除塵器。因此，我司對濕式電除塵器的應(yīng)用及其對污染物的去除研究就變得十分迫切和極其有意義。

　　二、創(chuàng)新工作組織及開展情況

　　1.創(chuàng)新工作組織情況。濕式電除塵器的應(yīng)用及其對污染物的去除研究是一套涵蓋專業(yè)多、多系統(tǒng)的創(chuàng)新研究工作，為了保證改造工程按規(guī)定建成投產(chǎn)并達到預期效果，實施的全過程中，通過建立和健全相應(yīng)的組織機構(gòu)，組織、聯(lián)系、協(xié)調(diào)各有關(guān)單位，對工程建設(shè)項目實施有效的管理和研究。主要舉措有：

　　(1)成立重大技改專項工作組。成立重大技改領(lǐng)導小組和專業(yè)組，公司總經(jīng)理親自掛帥，統(tǒng)一組織、協(xié)調(diào)改造項目的進度、質(zhì)量、安全、費用等情況，確保工作順利完成。

　　(2)落實動態(tài)管理及匯報制度。定期召開工作協(xié)調(diào)會議，對工作進度、遇到問題、需要協(xié)調(diào)問題以及相關(guān)物料人員安排進行匯報，公司根據(jù)實際問題提出要求，落實需要協(xié)調(diào)問題，確保工作推進。

　　(3)運用精益管理的思想和共計工具。敢于創(chuàng)新，運用精益管理的科學工具，針對濕式電除塵器的應(yīng)用及其對污染物的去除研究工作，成立了專題SDA改善項目，利用TPM、minitab統(tǒng)計分析等精益工具，采用PDCA的手法，對濕式電除塵器的推廣應(yīng)用及污染物的去除進行了深入的研究。

　　(4)建立研究標準并規(guī)范化。濕式電除塵器在國內(nèi)火電廠的應(yīng)用完全是一個全新的東西，在安裝、調(diào)試、試運行及應(yīng)用方便結(jié)合現(xiàn)場制定了一系列的標準和規(guī)范，并將研究成果固化，形成可供推廣和復制的先進經(jīng)驗。

　　2.創(chuàng)新工作開展情況。廣州華潤熱電有限公司(2×300兆瓦機組)環(huán)保升級改造為國家能源局十三個示范項目之一，公司自2013年10月成立濕式電除塵器專項課題研究和實施小組，公司1號機組濕式電除塵器于2014年7月21日投入運行，2號機組濕式電除塵器于2015年6月6日投入運行，在此過程中，專項小組從技術(shù)的論證選取、設(shè)備的選型、工程的實施、項目的調(diào)試、對污染物的去除研究等多方面入手，且開展了大量的創(chuàng)新性試驗研究工作，全方位做好本示范項目。

　　三、主要技術(shù)創(chuàng)新研究成果

　　1.對粉塵的去除研究。

　　濕式電除塵器與干式靜電除塵器的機理相同，但是除塵過程完全不一樣。首先，將水霧噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強大的電暈場內(nèi)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(qū)動下到達集塵極而被捕集。靜電電壓值、水量、粉塵濃度三因素對濕式靜電除塵效率的效應(yīng)都為正，即除塵效率隨著電壓的升高、水量的增大、粉塵濃度的加大而上升。其中電壓對除塵效率的影響最為顯著，其次是水量，粉塵濃度的影響最小。靜電和水霧相結(jié)合可顯著地提高了除塵效率。

　　煙塵濃度的計算見公式：

　　式中：C—標準狀態(tài)下干燥煙氣的含塵濃度，mg/m3;m1—采樣前的濾筒重量，mg;m2—采樣后的濾筒重量，mg。Vsd的計算見如下公式。

　　式中：Vsd—標準狀態(tài)下的干燥煙氣采樣體積，L;Vtd—實際工況下的干燥煙氣采樣體積，L;B—當?shù)卮髿鈮?，Pa;P—流量計前煙氣壓力，Pa;t—流量計前煙氣溫度，℃。