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玻璃钢湿电除尘的一些特点和原理介绍

  今天给大家介绍玻璃钢湿电除尘的一些特点和原理,相信现在很多企业在使用除尘器,但是玻璃钢湿电除尘器用的比较少,所以今天我们会给大家在这个方面多多介绍一下,下面是我们给大家介绍的具体内容。

玻璃钢湿电除尘的一些特点和原理介绍

  我们曾经简单介绍过电除尘器的原理和过程,其中提到了电除尘器的分类,按照清灰方式分可以分为干式电除尘器和玻璃钢湿电除尘器,但是好多朋友对分类方式还是不太清楚,下面我们再用一张图来做个简单的介绍。

玻璃钢湿电除尘的一些特点和原理介绍

  通过这张图大家应该对电除尘器有了更加形象的理解了吧,下面本期就将介绍电除尘技术中的一种——玻璃钢湿电除尘技术。
  玻璃钢湿电除尘器是指用水清除吸附在电极上粉尘的电除尘器。玻璃钢湿电除尘器在电力行业中主要用来除去脱硫塔后湿气体中的粉尘、酸雾等有害物质,是治理火电厂大气污染物排放的精处理环保装备。
  按布置:分为一体式和分体式
  按结构形式:分为立式和卧式
  按极板型式的不同:可分为板式和管式
  按阳极类型的不同:可分为三大类,金属极板玻璃钢湿电除尘、导电玻璃钢玻璃钢湿电除尘和柔性极板玻璃钢湿电除尘
  本文主要介绍按阳极类型不同分为的三类玻璃钢湿电除尘器的主要工作原理、技术特点等。目前国内已掌握上述三种不同类型玻璃钢湿电除尘的核心技术,且均有投运业绩,并积累了一定的运行经验。随着部分燃煤电厂超低排放的实施,玻璃钢湿电除尘已得到大规模的推广应用。
  截至2018年底,火电厂安装玻璃钢湿电除尘器机组容量约0.85亿千瓦,占全国燃煤机组容量的9.0%。玻璃钢湿电除尘技术仍会在今后的超低排放机组改造和基建中有较大的发展空间。
1、玻璃钢湿电除尘技术的工作原理
  我们先拿金属板式玻璃钢湿电除尘工作原理为例,来了解一下是湿电除尘技术的工作原理。
  放电极在直流电压的作用下,电晕线周围产生电晕层,电晕层中的空气发生雪崩式电离,从而产生大量的负离子,负离子与粉尘或雾滴粒子发生碰撞并附着在其表面荷电,荷电粒子在高压静电场力的作用下向集尘极运动,到达集尘极后,将其所带的电荷释放掉,尘(雾)粒子就被集尘极所收集;水流从集尘极顶端流下形成一层均匀稳定的水膜进而通过水冲刷的方式将其清除。同时,喷到通道中的水雾也能捕获一些微小烟尘。
  导电玻璃钢电除尘技术与金属极板电除尘技术主要差别在于:采用导电玻璃钢材质作为收尘极,放电极采用金属合金材质,每个放电极均置于收尘极的中心。
  导电玻璃钢电除尘技术采用液膜自流并辅以间断喷淋实现阳极和阴极部件清灰,金属极板电除尘技术需要连续喷淋形成水膜。
  而柔性极板玻璃钢湿电除尘技术是通过柔性极板的纤维毛细作用形成均匀水膜,水膜及被浸湿的“布”作为收尘极。在水膜的作用下靠重力自流向下而与烟气分离;极小部分的尘(雾)粒子本身则附着在阴极线上形成小液滴靠重力自流向下,达到收尘作用。
2、玻璃钢湿电除尘技术的特点
  (1)能提供几倍于干式电除尘器的电晕功率,适用于微细粉尘和SO3酸性气溶胶;
  (2)能有效收集黏性大或高比电阻粉尘,同时也适用于处理高温、高湿、易燃、易爆的烟气;
  (3)独特的喷水清灰工艺能有效避免因振打清灰而导致的二次扬尘发生,特别适合于出口要求粉尘浓度低的场所;
  (4)避免了反电晕现象的发生。利用喷水对集尘极清洗可使放电极和集尘极始终保持清洁,电极上无粉尘堆积现象,有效消除反电晕现象的发生,提高单位面积的集尘效率,在相同条件下可达到更低的排放浓度;
  (5)无运动部件,可靠性较高,大大降低了运行维护工作量。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,对喷淋系统的喷嘴排列形式和集尘极板型式进行优化,可保证对极线和极板最佳的清洗效果;
(6)设备本体结构小,占地面积小,设备布置可以更紧凑,可与其它烟气治理设备相互结合多样化设计。
3、玻璃钢湿电除尘技术的适用条件
该技术的适用条件如下:
  (1)玻璃钢湿电除尘器进口烟气需为饱和烟气;
  (2)对于新建工程,当烟气排放浓度限值不大于5mg/m3时;
  (3)对于改造工程,当除尘设备及湿法脱硫设备改造难度大或费用很高、烟尘排放达不到标准要求,尤其是烟尘排放限值为10mg/m3或更低,且场地允许时;
  (4)锅炉燃用中、高硫煤时。
4、三种阳极板类型玻璃钢湿电除尘技术
对比

  金属极板、导电玻璃钢、柔性极板三种型式的玻璃钢湿电除尘技术各具特色,这三种型式的玻璃钢湿电除尘器简要对比见下表。

玻璃钢湿电除尘的一些特点和原理介绍

表1 金属极板、导电玻璃钢、柔性极板三种型式玻璃钢湿电除尘技术对比
5、国内外研究及应用情况
  玻璃钢湿电除尘技术的三种阳极板型式都有各自的发展及应用。
5.1 金属极板玻璃钢湿电除尘技术在国内外的研究情况及应用情况
  国外的金属极板玻璃钢湿电除尘技术已经比较成熟,主要以三菱、日立的玻璃钢湿电除尘技术为典型代表,均采用卧式金属极板技术,其技术的核心在于采用合适的喷嘴形成合适的水雾保证不产生有害的放电现象。
  在国内,金属极板玻璃钢湿电除尘的研发得到了国家科技部的高度重视和大力支持,被列入国家863计划课题和国家国际科技合作专项课题,主要研究玻璃钢湿电除尘复合污染物捕集机理,掌握PM2.5及SO3气溶胶的形成规律、排放特性及测试方法,分析湿式电场中颗粒物荷电、迁移规律等;应用研究主要研究玻璃钢湿电除尘的结构、极配、材料选择、防腐、水膜的均匀分布、水循环利用、高低压配套供电、加工工艺、安装工艺等。
  国外燃煤机组玻璃钢湿电除尘应用的主流技术为金属极板玻璃钢湿电除尘,在美国、日本等电厂已有近30年的应用历史,约几十套的大型燃煤电厂投运业绩,主要作为烟气复合污染物控制的精处理技术装备。
  通过环保企业的努力,近年来已有数十台工程业绩,且有1000MW燃煤机组投入运行,已成为当前国内燃煤电厂实现超低排放的主流技术之一。据不完全统计,投运、在建和已经签订合同的燃煤电厂玻璃钢湿电除尘项目中,金属极板玻璃钢湿电除尘所占比重约50%,投运项目取得了较好的减排效果。
5.2 导电玻璃钢玻璃钢湿电除尘技术国内外研究应用情况及发展趋势
  导电玻璃钢玻璃钢湿电除尘(雾)器最早应用于国外硫酸、冶金和化工行业,已有几十年的应用历史,但处理烟气量相对较小,设备容量较小。国外尚无在大型燃煤机组的应用业绩,国内从2013年开始在大型燃煤机组中得到广泛应用,已投运项目取得了较好的减排效果。
  如,济南黄台电厂9号机(350MW)改造工程,2014年9月投运,经测试,玻璃钢湿电除尘出口烟尘排放浓度为2.6mg/m3;
  浙江北仑电厂三期7号机(1000MW)改造工程,2015年3月投运,经测试,玻璃钢湿电除尘出口烟尘排放浓度为2.5mg/m3。
  目前,导电玻璃钢玻璃钢湿电除尘在燃煤电厂已有近百台合同业绩,成为超低排放中的主要技术之一。
5.3 柔性极板玻璃钢湿电除尘技术国内外应用情况及发展趋势
  柔性阳极湿式静电除尘器最早于2003年由美国Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立大学共同研究开发,当时称为膜湿式静电除尘器。研究证实采用柔性纤维织物收尘极可形成均匀水膜,实现自清灰,从而取消在线冲洗系统,并在实现高效除尘的同时具有较高的脱除SO3和PM2.5效率。但由于当时未解决柔性纤维织物阳极材料的编织形式和固定张紧结构等,因此未大规模工业应用。
  2012年,国内相关企业联合大专院校合作研发,在大量前期理论和试验研究工作的基础上掌握了柔性极板玻璃钢湿电除尘的核心技术,形成了具有自主知识产权的柔性极板玻璃钢湿电除尘技术方案,创新研发了特殊纳米纤维织物阳极材料,并设计了全套固定和张紧结构形式,完成了国内首台300MW燃煤机组的示范应用,经鉴定达到了国际先进水平。
6、国内外典型案例
国外案例
  典型的燃煤电厂工程应用案例为日本中部电力碧南电厂1~3号700MW机组和4~5号1000MW机组。
  1~3号机组采用的技术路线为:SCR+低温电除尘器+WFGD+玻璃钢湿电除尘,4~5号机组采用的技术路线为:SCR+热回收器+低低温电除尘器(末电场采用移动电极技术)+WFGD+ 玻璃钢湿电除尘+烟气再热器。1~3号机配套玻璃钢湿电除尘为三菱重工产品,电场数为2个,4~5号机配套玻璃钢湿电除尘为日立公司产品,电场数为1个。投产至今运行情况良好,烟尘排放浓度长期保持在2mg/m3~5mg/m3水平,在煤质较好情况最低达到1mg/m3,运行二十多年来,壳体和内件未发现腐蚀问题。
国内案例
金属极板玻璃钢湿电除尘器案例
  案例1:神华国华舟山电厂二期4号机(1×350MW)采用一个电场玻璃钢湿电除尘器,设计效率70%,入口粉尘浓度16.5mg/m3,出口浓度保证≤5mg/m3,实际运行时≤3mg/m3。机组于2014年6月5日15时48分首次并网成功,6月18日带满负荷168小时试运行,6月20日第三方测试结构对舟山电厂4号机组进行烟气监测,烟尘排放为2.55mg/m3相当于燃气机组排放限值的1/2,实现“超低排放”目标。本玻璃钢湿电除尘器的应用是国内首台套的成功工程应用。
  案例2:广州恒运发电厂9号机改造工程采用二个电场玻璃钢湿电除尘器,设计效率80%,入口粉尘浓度25mg/m3,出口浓度保证≤5mg/m3,实际运行时≤2 mg/m3。机组于2014年7月5日点火发电,7月6日带满负荷168小时试运行,7月14日第三方对恒运电厂9号机组进行第三方测试机构烟气监测,烟尘为1.94 mg/m3,未超过燃气机组排放标准的1/2,又一次引起整个社会的巨大反响,新华社、中新社及广州主要新闻媒体都作了大面积的报道,这是广州首台玻璃钢湿电除尘器的成功示范工程应用。
  导电玻璃钢玻璃钢湿电除尘器案例
  案例1:西柏坡电厂4×330MW机组采用导电玻璃钢管式玻璃钢湿电除尘器,保证效率不小于80%,入口颗粒物浓度25mg/m3,出口浓度保证小于5mg/m3,实际运行时长期稳定在2mg/m3~4.5mg/m3。机组于2015年12月投运,经第三方测试,颗粒物排放浓度均不大于5 mg/m3。
小 结
  本期从清灰方式的不同引出了玻璃钢湿电除尘的概念,接下来又介绍了玻璃钢湿电除尘基本原理、技术特点、适用条件等,因玻璃钢湿电除尘极板类型主要有三种型式,所以在本文中针对这三种类型的玻璃钢湿电除尘技术各自的特点进行了比较。最后又通过应用情况、发展趋势、案例等分析了各种极板型式玻璃钢湿电除尘的发展及应用。下期我们将详细介绍几种极板型式玻璃钢湿电除尘的应用案例。敬请期待!
  玻璃钢湿电除尘器的极板型式很多,应用案例也很多,您身边有没有玻璃钢湿电除尘的案例呢?用的是什么种类的极板型式呢?有没有工程案例上出现问题又改造的情况呢?请说说您对玻璃钢湿电除尘极板工程应用的认识,提供下您认为哪种极板更适用于哪种工况的宝贵意见吧!
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