输煤系统湿法电除尘器技术关键与解决方法

　　1 概述

　　火力发电厂输煤系统是电厂煤粉尘污染最严重的场所之一。 燃煤进入电厂直至送入主厂房锅炉煤仓中，要经过卸、运、存、取、破碎、配煤几个环节，这些环节都会产生大量煤粉，造成严重的污染。 目前火电厂大量使用褐煤和进口印尼、越南等国的高挥发分，粉尘含量大的煤炭，使除尘器内部时常发生自燃和爆炸，严重影响设备的安全使用。 同时国家环保要求的不断提高， 除尘器的出口排放标准已从 150mg/m3提高到 30mg/m3,而且还将进一步提高，目前使用的输煤系统除尘器均无法长期稳定的运行，难以满足国家新的排放标准的要求。

　　输煤系统湿法电除尘器就是将水浴除尘器和电除尘器有效结合，不但解决煤粉燃爆问题，还达到超净排放要求。

　　煤粉自燃的充要条件是氧气、高挥发份、一定的堆积厚度和堆积时间；煤粉爆炸的充要条件是氧气、高于爆炸浓度下限的粉尘浓度和明火。 从输煤系统湿法电除尘器基本工作原理和工作过程可以看出没有任何一个环节能满足煤粉自燃和爆炸的充要条件，因此，输煤系统湿法电除尘器能够彻底解决除尘器内部煤粉尘自燃和爆炸的问题。

　　在干法电除尘器中主要有两类粉尘容易逃逸，一是细微的低比电阻粉尘在极板上蛙跳式逃逸；二是细微的高比电阻粉尘很难荷电，在电场中还来不及荷电就直接逃逸出除尘器，或荷电后在末极电场极板上吸附，但不放电，积累到一定厚度发生反电晕逃逸。 在输煤系统湿法电除尘器中，细微的低比电阻粉尘在电场中荷电后，在电场力和水膜表面张力的作用下，牢牢吸附在水膜上，不可能产生蛙跳现象；细微的高比电阻粉尘在高湿的环境中比电阻会大幅下降，变得易于荷电和吸附，而且粉尘在水膜上根本不会发生反电晕。 因此，输煤系统湿法电除尘器具有超高的除尘效率，是 PM2.5 粉尘的“杀手”在上海外高桥电厂 T7 转运站的工业应用取得很好的效果， 经权威机构上海明华电力工程有限公司检测，出口浓度 6.6mg/m3.

　　2 输煤系统湿法电除尘器结构及原理

　　输煤系统湿法电除尘器主要由前置预处理装置、正负极电场系统、喷雾系统、水位控制系统、保温绝缘系统、给水系统、排污装置和整机控制系统组成。

　　输煤系统湿法电除尘器基本工作原理是：管道将含尘气体引入前置预处理装置，通过前置预处理装置上的喷口把含尘气体喷入前置预处理装置的水箱中， 将颗粒较大的粉尘沉入水中，并产生大量气泡水雾，微细粉尘和大量水雾进入电区，在电场中荷电后， 在电场力的作用下吸附在极板上并形成水膜，在电场力和水膜表面张力的作用下， 细微粉尘牢牢吸附在水膜上，并随水膜流入船型灰斗。 进入灰斗的含尘水沿着船型灰斗流入前置预处理装置的水箱中，最终排出。

　　3 输煤系统湿法电除尘器技术关键及解决办法

　　（1）采 用高压脉冲供电技术 ,解决了常温 、高湿 、低比电阻煤尘环境中的高压绝缘问题。

　　在输煤系统湿法电除尘器中，由于从前置预处理装置进入电除尘的大量水雾和喷雾系统喷出的水雾，使除尘器内部的湿度处于饱和状态，高压绝缘子极易结霜和沾染上煤粉尘，使绝缘阻值迅速下降，最终导致绝缘破坏，电除尘器无法正常使用，因此，解决电除尘器高压绝缘问题是湿法电除尘器是否可行的关键问题，针对这个问题进行大量试验研究，最终确定采用具有国际先进水平的新型高压脉冲电源， 具有很好的抗短路特性。 我们在电除尘器高压绝缘子上涂上煤粉并沾上水做抗短路特性试验，高压脉冲电源投入使用数分钟后，迅速蒸发电除尘器绝缘子表面水份。 高压绝缘子的绝缘性能迅速恢复，挂在电除尘器里的乒乓球 , 立即被吸到收尘极板， 设备迅速正常运行。而常规高压电源在同样条件下则无法正常工作。实践表明，高压脉冲电源可以从根本上解决输煤系统湿法电除尘器的高压绝缘问题。

　　（2）采用极板表面改性技术，解决极板的“沟流”问题由于极板的材料和表面性质决定了极板表面的亲水性和湿润性都比较差，吸附在极板上的雾滴在表面张力的作用下聚集成水珠，进一步聚集形成水流，这就是极板的“沟流”现象。 极板一旦发生“沟流”现象，表面不能形成均匀的水膜，会大大减少极板的有效使用面积，严重影响除尘效率；同时极板上还会发生粉尘局部结块，影响极板表面的电流分布，进一步影响除尘效率。 因此是否解决“沟流”问题是输煤系统湿法电除尘器是否能高效运行的关键。 这需要极板表面改性技术，大大提到了极板表面的亲水性和湿润性，解决了极板的“沟流”问题，确保输煤系统湿法电除尘器高效稳定的运行。

　　（3）采用前置预处理装置，解决湿法电除尘器大量用水的问题常规湿法电除尘器是用喷雾系统大量喷雾在极板上形成的水来冲洗极板上吸附的粉尘，因此需要大量用水。 由于火电厂输煤系统除尘器点多量大，如果需要大量用水，势必造成火电厂用水负荷和污水处理负荷大幅增加。 因此，在设计上增设前置预处理装置，该装置可预处理大部分的粉尘，使湿法电除尘器粉尘负荷大幅度减少，因而用水量也大幅度减少，同时该装置内气体冲激产生的大量水雾进入湿法电除尘器后吸附在基板上形成水膜并沿极板流入船型灰斗，再由船型灰斗汇流回前置预处理装置水箱。 实际上前置预处理装置水箱里的水是在循环使用，喷雾系统喷雾只是作为定时补水，因此采用前置预处理装置可以最大限度地减少用水量。 在上海外高桥电厂投入使用的湿法电除尘器，实际平均用水量只有 0.18t/h.

　　（4）采用电动塞式防堵排污阀，解决排污口易堵塞的问题普通湿法除尘器水箱排污口都是采用普通电动排污球阀或电动排污闸阀，排污口经常堵塞。 堵塞无非是两个原因，一是粉尘污物塞住阀体使阀门失灵，无法打开；二是粉尘沉淀结块堵塞排污口，阀门打开后污水仍然无法排出。 为解决这个问题，在外高桥电厂 T7 转运站使用了新型电动塞式防堵排污阀。 采用锥形塞式阀体，不存在粉尘污物塞住阀体的问题。 该阀内设有自动冲水防堵装置，当阀门打开，一旦发生粉尘结块堵塞现象，自动冲水防堵装置立刻自动冲水，冲散粉尘结块，保证排污口畅通。

　　4 结语

　　输煤系统湿法电除尘器彻底解决了除尘器内部煤粉尘自燃和爆炸的问题，并具有超高的除尘效率，可广泛应用于火电厂、煤码头、煤矿的输煤系统。 它节能、高效、维护量少，是各行业输送系统的最好选择。

　　参考文献：

　　[1]赵 琴霞 ,陈招妹 ,周超炯 ,尹得仕。湿式电除尘技术及 其在电厂的应用前景探讨[J].电力科技与环保，2012,28（4）：24-26.
　　[2]刘云。湿式电除尘技术发展现状及其在燃煤电厂的应用探讨[A].第十五届中国电除尘学术会议论文集[C].2013.