环保网讯:湿式电除尘器是实现燃煤烟气达标排放最有效的净化装置，对立式金属极板湿式电除尘器进行了研究。通过建立试验平台，试验研究了不同电场风速、喷水压力及喷水量下的湿式电除尘器的伏安特性。此种型式的湿式电除尘器已在宁波中华纸业自备热电厂得到了应用，测试结果表明除尘效率高达86%，出口烟尘排放远低于20mg/m3，满足了重点地区烟尘特别排放标准。
湿式电除尘器（简称WESP）取消了振打装置，采用液体冲刷集尘极表面进行清灰，能有效避免反电晕和二次扬尘的产生，大大地提高了对微细粒子的捕集效率。
根据阳极类型的不同可分为三大类：金属极板WESP、导电玻璃钢WESP和柔性极板WESP。
其中，金属极板WESP为国外燃煤机组应用的主流技术，已有近30年的应用实践，技术成熟度高。金属极板WESP根据气流方向的不同，可分为卧式（水平烟气流）布置和立式（垂直烟气流）布置。目前，卧式金属极板WESP已成为国内的研究热点，且有较多的工程应用，而立式金属极板WESP的研究相对较少，但其能实现与湿法脱硫装置的一体化布置，特别适合场地受限的场合，有必要对其进行深入研究。
伏安特性研究是分析电除尘器运行状况的基本方法，也是研究放电特性的常用手段。
本文通过试验对立式金属极板WESP的伏安特性进行了研究，介绍其在宁波中华纸业自备热电厂的应用情况，为今后该种型式的WESP的推广应用提供了重要参考。
11实验研究
1.1实验原理
电除尘器捕集粉尘首先要使尘粒荷电。若尘粒不能充分荷电，荷电尘粒就不能有效地被阳极板捕集，从而不能达到高效收尘。而尘粒的荷电是通过阴阳极之间产生的电晕来完成的。因此，电晕性能是影响收尘的关键。在火花放电或反电晕之前所获得的伏安特性能有效表征电除尘器从气体中分离尘粒的效果如何。针刺线由于起晕电压低，放电强度高，能够适应高的烟气流速和高的粉尘浓度而得到广泛应用。实验极配形式如图1所示。
图1WESP极配布置形式及针刺线
1.2实验装置及实验方法
本实验在菲达环保自行建立的WESP实验室内进行。该装置采用垂直烟气流WESP与湿法脱硫系统整体式设计，其中阳极板的有效高度为6m。通过烟道出口轴流风机抽吸，产生常温下的空气量20000m3/h，根据需要可在进口烟道中加入灰或SO3来模拟工况烟气，实验室总体布置如图2所示。
放电极采用针刺电极，阳极板采用不锈钢平板，同极间距为300mm。针刺的安装方向与阳极板垂直。电场内的最大烟气流速可达4.6m/s。电源采用高位布置，高压硅整流变压器布置在WESP装置的上方，通过设在地面的高压控制系统与PLC连接，可以实现远程控制和操作。低压控制系统主要用来实现对风机风量调节和水泵压力的控制。风量和水量的大小由相应的气体流量计及液体流量计直接读出。
图2实验室总体布置图
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首页123下一页1.3实验结果与分析
WESP运行过程中的电晕电流I和二次电压V，反映了它在各种因素影响下的工作状况。V-I特性也是衡量电极配置优劣的重要指标之一，包含着起晕电压和火花放电电压等重要运行参数。利用电场的V-I特性曲线来分析电除尘器的运行状况，可以找出影响电场工作效率或常见故障的因素，为更好地使用和维护电除尘器提供参考，使除尘器处于良好的工作状态。
1.3.1电场风速对伏安特性曲线的影响
在以空气为介质，常温常压实验条件下，得到不同电场风速下的伏安特性曲线如图3所示。
图3不同电场风速下的伏安特性曲线
从图3可以看出，电压与电流之间呈现非线形曲线关系，并且随着电压的增大，伏安特性曲线斜率增大，即电流随着电压的升高而增大。这是由于当施加在放电极和集尘极之间的电压增大时，气体在更多高能电子的轰击下产生更多的自由电子和粒子，气体的导电能力增强，电流也快速增加。
另外，不同电场风速下的起晕电压相差不大，都在23kV左右。空载状态下的火花放电电压比电场中有气体流通时的放电电压略高，但总体相差不大。电场风速逐渐增大时，伏安特性曲线下移，有渐趋平坦的趋势。这种现象主要是粒子的迁移率不同引起的，由于粒子的迁移率受电场风速的影响较大，当风速增大时，吸附电子或粒子的带电微粒数量将增多，这样就导致单位时间内到达集尘极的电荷数量减少，电晕电流降低，使得伏安特性曲线下移。
1.3.2喷水压力对伏安特性曲线的影响
喷水压力主要影响喷雾粒径的大小，通过改变喷水压力可得到不同的雾滴粒径。喷水压力越高，喷嘴喷出的水雾粒径就越小，水雾分布就越均匀，对于粒子的荷电也比较有利。不同喷水压力下的伏安特性曲线如图4所示。
图4不同喷水压力下的伏安特性曲线
从图4中可知，当喷水压力增大时，伏安特性曲线将下移，即在相同的电压下，电流有一定程度的减小。这是由于随着喷水压力的增大，雾滴粒径减小，水雾的分散度增大，气体电离产生的电子与雾滴碰撞的几率增加，就会吸附大量的自由电子，对电晕电流产生抑制作用，导致电流有一定的下降。
1.3.3喷水量对伏安特性曲线的影响
不同喷水量下的伏安特性曲线如图5所示。
图5不同喷水流量下的伏安特性曲线
从图中可以看出，在相同的电压下，随着喷水量的增加，电晕电流也相应地增大，比未喷水时要高。这主要是由于在未喷水的状态下，空气中移动速率缓慢的电荷很难形成稳定的电流；当有水雾存在时，气流与水雾的混合使气体湿度增大，能够吸附大量粒子并在集尘极板上凝结，产生可观的电流；此外，雾滴的存在产生大量的空间电荷使电场发生畸变也是导致电流增加的一个重要原因。另外，从图中还可以看出，喷水后的起晕电压比未喷水时略低，但放电电压也有明显的降低。
上述试验结果可为WESP的工程应用提供一定的参考。限于试验条件，未对WESP对粉尘的脱除效果进行测试。但WESP的除尘效果已在中华纸业自备热电厂中得到了验证。
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首页上一页123下一页22湿式电除尘器工程应用
2.1工程概述
宁波中华纸业有限公司自备热电厂于1997年建成投产，负责向全厂提供生产所需热能和电能，1#、2#锅炉总容量440t/h，发电机总容量78.4MW。原配套电除尘器为浙江电除尘器总厂设计生产的FAA4×35M-2×68-110型除尘器，现测试其出口烟尘浓度均值为70mg/Nm3左右，超过国家重点区域20mg/Nm3的排放要求。因此决定在脱硫后增装WESP，以满足最新的排放要求。
2.2技术方案
根据WESP入口烟气参数及所要求达到的性能指标，最终确定本项目采用金属极板湿式电除尘技术，立式布置，主要技术参数见表1。
表1WESP主要技术参数
2.3投运效果
本项目的WESP于2014年5月安装完毕，于6月投入运行。2015年4月16日～4月28日，浙江省环保设备质量检验中心对其进行测试，测试结果显示：
1#锅炉WESP的出口烟尘浓度为12.5mg/m3，WESP对烟尘脱除率为86％；
2#锅炉WESP的出口烟尘浓度为12.0mg/m3，WESP对烟尘脱除率为84.9％，均达到了设计值要求，使宁波中华纸业有限公司自备热电厂在减排方面迈上了一个崭新的台阶。
3结论
WESP伏安特性试验结果表明：
(1)空载状态下，随着电场风速的增大，WESP伏安特性曲线下移，有趋于平坦的趋势，但电场风速对起晕和放电电压影响不大；
(2)喷水压力增大虽然可以改善雾滴在电场内的均匀程度，但对电晕电流却有一定的抑制作用，引起电晕电流下降，故应根据实际情况选择合适的喷水压力；
(3)喷水量对伏安特性曲线影响比较明显。随着喷水量的增大，伏安特性曲线上扬，但喷水之后的起晕电压比未喷水时略低，放电电压则有比较明显的下降。其在宁波中华纸业自备热电厂1#、2#锅炉上的成功投运表明，减排效果明显，可大大降低烟尘排放，改善了电厂的周边环境，为今后立式金属板式WESP的工业应用提供了有益的参考。
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