河北國(guó)華定電公司二期工程建設(shè)兩臺(tái)660兆瓦超臨界直接空冷機(jī)組，是河北省、保定市“十一五”期間的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。3、4號(hào)機(jī)組分別于2009年9月3日、12月22日順利通過(guò)168小時(shí)滿負(fù)荷試運(yùn)，投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。根據(jù)神華集團(tuán)、國(guó)華公司“綠色發(fā)電計(jì)劃”的總體部署，國(guó)華公司對(duì)燃煤電廠提出了近零排放的要求。定電公司將執(zhí)行煙塵≤5毫克/標(biāo)立方米的排放限值，原設(shè)計(jì)已不能滿足排放限值要求，現(xiàn)有除塵設(shè)備需按此目標(biāo)進(jìn)行改造和優(yōu)化。
       根據(jù)現(xiàn)有電除塵設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，目前其實(shí)際運(yùn)行性能已優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，在現(xiàn)有設(shè)備上進(jìn)行改造來(lái)提升潛能已非常有限。因此，定電公司多次組織專家論證，結(jié)合目前已有的技術(shù)，決定在3、4號(hào)機(jī)組脫硫后的煙氣系統(tǒng)增加濕式電除塵器。
       根據(jù)上述技術(shù)路線，經(jīng)招標(biāo)選定采用福建龍凈公司的技術(shù)，在煙氣脫硫后吸收塔出口至煙囪之間加裝濕式電除塵器。設(shè)計(jì)要求的參數(shù)為：當(dāng)濕式電除塵器入口煙塵濃度大于或等于25毫克/標(biāo)立方米，保證除塵效率不低于80%；當(dāng)入口煙塵濃度小于25毫克/標(biāo)立方米時(shí)，出口煙塵濃度應(yīng)小于5毫克/標(biāo)立方米。當(dāng)除塵器入口霧滴濃度大于或等于50毫克/標(biāo)立方米時(shí)，應(yīng)保證霧滴脫除效率在80%以上；當(dāng)除塵器入口霧滴濃度小于50毫克/標(biāo)立方米時(shí)，出口霧滴濃度應(yīng)小于20毫克/標(biāo)立方米。
       3、4號(hào)機(jī)組分別于2014年11月底、12月底完成項(xiàng)目改造。該項(xiàng)目實(shí)施后，經(jīng)河北省環(huán)境監(jiān)督中心站測(cè)試，3、4號(hào)機(jī)組煙塵排放最終值均為2.0毫克/標(biāo)立方米，遠(yuǎn)優(yōu)于目標(biāo)值，遠(yuǎn)優(yōu)于重點(diǎn)地區(qū)環(huán)保特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了煙塵污染物綜合治理“近零排放”，翻開(kāi)了清潔生產(chǎn)的新時(shí)代。
        二、治理方案及實(shí)施
       1.濕式電除塵器除塵原理。
       濕式電除塵器的收塵機(jī)理與干式電除塵器完全相同，區(qū)別是清灰方式不同。常規(guī)電除塵器通過(guò)振打的方式來(lái)清灰，而濕式電除塵器是靠液體沖洗集塵極、放電極表面來(lái)進(jìn)行行清灰。在濕式電除塵器里，由于濕法脫硫工藝產(chǎn)生的水霧，使粉塵凝并、增濕，粉塵和水霧在電場(chǎng)中一起荷電，一起被收集，水霧在收塵極板上形成水膜，水膜使極板保持清凈，如下圖所示。

圖1：濕式電除塵器示意圖

       由此可見(jiàn)，與干式電除塵器不同，濕式電除塵器的性能不受粉塵比電阻和煤灰性質(zhì)的影響，內(nèi)部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，沒(méi)有振打清灰引起的二次揚(yáng)塵，因此，性能穩(wěn)定，高效，運(yùn)行可靠，對(duì)重金屬、PM2.5和SO3有很高的脫除效率。是濕法脫硫后最終環(huán)保把關(guān)的最佳設(shè)備。
       2.濕式電除塵器技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
       （1）穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)超低排放，滿足當(dāng)前國(guó)家新排放標(biāo)準(zhǔn)要求；
       （2）有效脫除PM2.5微細(xì)粉塵和氣溶膠，改善煙囪透明度，滿足更長(zhǎng)遠(yuǎn)的國(guó)家空氣質(zhì)量控制要求；
       （3）解決濕法脫硫帶來(lái)的石膏雨，藍(lán)煙酸霧環(huán)境問(wèn)題。
       3.濕式電除塵器缺點(diǎn)。
       （1）國(guó)內(nèi)應(yīng)用業(yè)績(jī)較少。
       （2）初投資較高。
       濕式電除塵器（WESP）最早在1907年開(kāi)始應(yīng)用于硫酸和冶金工業(yè)生產(chǎn)中，在1986年后國(guó)外燃煤電廠也開(kāi)始采用濕式電除塵器，除去煙氣中微細(xì)粉塵和酸霧等污染物。由于濕式電除塵器是控制燃煤煙氣PM2.5非常有效的設(shè)備，在發(fā)達(dá)國(guó)家的電力等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有50余套不同類型的濕式電除塵器應(yīng)用于美國(guó)、歐洲及日本的電廠，主要作為大氣復(fù)合污染物控制系統(tǒng)的最終處理技術(shù)裝備，用于去除濕法脫硫（WFGD）無(wú)法收集的酸霧、控制PM2.5微細(xì)顆粒物及解決煙氣排放濁度問(wèn)題。
       濕式靜電除塵器工作原理與傳統(tǒng)電除塵器相似，依靠的都是靜電力，所不同的是工作環(huán)境為一“濕”一“干”，濕式靜電除塵器裝置處理的是脫硫后的濕煙氣，布置在除塵脫硫系統(tǒng)的尾部。電除塵器出口煙氣經(jīng)脫硫之后，其中煙塵的去除率約40～50%，但脫硫后濕煙氣不可避免的攜帶石膏漿液。濕式靜電除塵器裝置作為除塵脫硫系統(tǒng)中煙囪排放之前的最后一道屏障，在保證煙塵達(dá)標(biāo)、解決“石膏雨”等諸多方面具有重要的作用。
       濕式靜電除塵器裝置主要由電暈線（陰極）、沉淀極（陽(yáng)極）、絕緣箱和供電電源組成。其工作原理為：

圖2：濕式靜電除塵器工作原理圖

       在裝置的陽(yáng)極和陰極線之間施加數(shù)萬(wàn)伏直流高壓電，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，電暈線周?chē)a(chǎn)生電暈層，電暈層中的空氣發(fā)生雪崩式電離，從而產(chǎn)生大量的負(fù)離子和少量的陽(yáng)離子，這個(gè)過(guò)程叫電暈放電；隨飽和濕煙氣進(jìn)入裝置內(nèi)的塵（霧）粒子與這些正、負(fù)離子相碰撞而荷電，荷電后的塵（霧）粒子由于受到高壓靜電場(chǎng)庫(kù)侖力的作用，向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)；到達(dá)陽(yáng)極后，將其所帶的電荷釋放掉，塵（霧）粒子就被陽(yáng)極所收集，進(jìn)而通過(guò)水沖刷的方式將其清除。
       由于水滴的存在，水的電阻相對(duì)較小，水滴與粉塵結(jié)合后，使得高比電的粉塵比電阻下降，因此濕式電除塵的工作狀態(tài)會(huì)更加穩(wěn)定；另外由于濕式電除塵器采用水流沖洗，沒(méi)有振打裝置，所以不會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。
       濕式電除塵器在結(jié)構(gòu)上有管式和板式。管式電除塵器的集塵極為多根并列的圓形或多邊形金屬或非金屬管，放電極均布于極板之間，管狀濕式電除塵器只能用于處理垂直流動(dòng)的煙氣。板式電除塵器的集塵極呈平板狀，極板間均布電暈線，板式濕式電除塵器可用于處理水平或垂直流動(dòng)的煙氣。
       在相同的集塵面積時(shí)，管式電除塵器內(nèi)的煙氣流速可以是板式除塵器的兩倍，因此在達(dá)到相同除塵效率時(shí)，管式除塵器的占地面積要遠(yuǎn)小于板式除塵器。

圖3：管式和板式型式

       濕式靜電除塵器本體可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況選擇塔內(nèi)整體布置、豎直凈煙道順流布置、水平凈煙道錯(cuò)流布置三種結(jié)構(gòu)形式。

圖4：吸收塔內(nèi)整體布置（左圖）豎直凈煙道順流布置（中圖）水平凈煙道錯(cuò)流布置（右圖）

       通過(guò)上述技術(shù)對(duì)比可以看出：金屬極板濕式電除塵器、柔性極板濕式電除塵、兩種技術(shù)路線各有優(yōu)劣。在國(guó)內(nèi)都屬于前沿技術(shù)，國(guó)內(nèi)業(yè)績(jī)都不多，產(chǎn)品投運(yùn)時(shí)間都很短。
       金屬極板濕式電除塵器造價(jià)最高，日常運(yùn)行水耗大，且消耗堿液，運(yùn)行費(fèi)用較高。在防腐性能上，金屬極板在有中性水膜覆蓋的條件下防腐性能較好，但對(duì)水膜的穩(wěn)定性依賴較高。但金屬極板濕式電除塵具有一定的輔助脫硫脫硝效率；柔性極板濕式電除塵造價(jià)最低，陽(yáng)極本身能夠耐酸腐蝕，但壽命較短，柔性電極擺動(dòng)后會(huì)影響電場(chǎng)的穩(wěn)定，框架和張緊裝置雖然采用了2205或2507等高等級(jí)防腐蝕鋼材，由于長(zhǎng)期暴露在混合強(qiáng)酸的環(huán)境中，也存在一定的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)；
       柔性陽(yáng)極濕式電除塵器的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需額外的沖洗水，沒(méi)有循環(huán)水系統(tǒng)的電耗和加藥中和環(huán)節(jié)，因此年運(yùn)行費(fèi)用較低。初步估算，在除塵器本體耗電量相同的條件下，柔性極板比金屬極板運(yùn)行費(fèi)用低約30萬(wàn)元/年。
       綜合分析對(duì)比，考慮到柔性極板濕式電除塵兩種在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和可靠性、運(yùn)行費(fèi)用上各有特點(diǎn)，在招標(biāo)時(shí)確定了鋼性極板方案。
       實(shí)際設(shè)備情況如下：濕式電除塵器是由除塵器本體、循環(huán)水系統(tǒng)、配套高壓整流設(shè)備及低壓控制系統(tǒng)共同組成的機(jī)電一體化產(chǎn)品。其獨(dú)特的灰水循環(huán)利用、陰極懸吊、絕緣子保護(hù)等技術(shù)，充分體現(xiàn)其先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和易維護(hù)優(yōu)點(diǎn)，主要組成部分為：濕式電除塵器本體、循環(huán)水系統(tǒng)。
       采用微機(jī)控制的GGAj02系列高壓靜電除塵用整流設(shè)備、GGYAj 系列高頻高壓靜電除塵用整流設(shè)備、TIVC-5000系列智能型電壓控制三相高壓靜電除塵用整流設(shè)備。
       IPC智能濕式電除塵器控制系統(tǒng)：IPC智能濕式電除塵器控制系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)應(yīng)用、通訊、檢測(cè)等新技術(shù)研制開(kāi)發(fā)的高科技新產(chǎn)品。它適用于濕式電除塵器配套電氣的計(jì)算機(jī)在線監(jiān)控和管理，監(jiān)控和管理對(duì)象包括濕式電除塵器的高壓硅整流設(shè)備、循環(huán)水系統(tǒng)、熱風(fēng)吹掃及電加熱器等控制設(shè)備。本系統(tǒng)適用于濕式電除塵擴(kuò)展的各個(gè)領(lǐng)域，特別是電力行業(yè)，是提高濕式電除塵器自動(dòng)控制水平、達(dá)到節(jié)能低排運(yùn)行目的的重要設(shè)備。
       三、WBE型濕式電除塵器的主要特點(diǎn)
       WBE型濕式電除塵器的性能不受粉塵比電阻和煤灰性質(zhì)的影響，內(nèi)部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，沒(méi)有振打清灰引起的二次揚(yáng)塵，因此，性能穩(wěn)定，高效，運(yùn)行可靠，對(duì)PM2.5和SO3有很高的脫除效率，是濕法脫硫后最終環(huán)保把關(guān)的最佳設(shè)備。
       1.科學(xué)噴淋，用水量省。WBE型濕式電除塵器采用獨(dú)特的噴淋系統(tǒng)，配置科學(xué)，參數(shù)合理，水膜分布均勻，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效清灰，用水省。
       2.高效分離，廢水循環(huán)利用。濕式電除塵器采用自主研發(fā)的廢水處理循環(huán)利用系統(tǒng)，可以將廢水中和除酸，并通過(guò)高效分離去除懸浮物，使其滿足噴淋水質(zhì)要求，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。系統(tǒng)只需排出少量廢水，這部分水作為濕法脫硫工藝補(bǔ)水進(jìn)行再利用，系統(tǒng)再補(bǔ)充等量新水即可維持平衡，相當(dāng)于零水耗。
       3.機(jī)電配合，提效節(jié)能。濕式電除塵器采用新型高壓供電系統(tǒng)，滿足帶水工作的特殊性，能有效配合噴淋系統(tǒng)，運(yùn)行平穩(wěn)，輸入功率高，除塵效率高。同時(shí)可避免過(guò)度閃絡(luò)，也沒(méi)有間斷供電、頻繁起停所造成的能耗和除塵效率下降，確保濕式電除塵器高效節(jié)能。
       4.特殊設(shè)計(jì)，抗腐蝕性好。濕式電除塵器針對(duì)各部件的特點(diǎn)，合理選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)材料。殼體采用普通碳鋼，內(nèi)襯鱗片防腐。集塵極和放電極采用不銹鋼材料，表面具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，同時(shí)將易產(chǎn)生腐蝕的聯(lián)接點(diǎn)減至最小，確保長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。噴淋水經(jīng)NaOH溶液中和后循環(huán)使用，確保內(nèi)部件的觸液部分始終保持較低的酸濃度，抑制酸腐蝕的發(fā)生，從而延長(zhǎng)濕式電除塵器的使用壽命。
       5.結(jié)構(gòu)緊湊，占地少。WBE型濕式電除塵器結(jié)構(gòu)緊湊，可在有限的場(chǎng)地內(nèi)，布置足夠多的收塵面積，確保濕式電除塵器高效率的同時(shí)，減少占地需求。能適應(yīng)場(chǎng)地狹窄的電廠布置使用。
       濕式電除塵器本體部分的主要結(jié)構(gòu)包括：殼體（含支座）、內(nèi)部構(gòu)件、高壓進(jìn)線、進(jìn)出口喇叭系統(tǒng)、灰斗、鋼支架、樓梯平臺(tái)、熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)等。
       （1）殼體（含支座）。WBE型濕式電除塵器殼體由：立柱、墻板、頂梁、內(nèi)部走道等部件組成。
       殼體能支撐內(nèi)部構(gòu)件，建立空間電場(chǎng)，形成一個(gè)獨(dú)立的收塵空間，和外界環(huán)境隔離，防止內(nèi)、外氣體的交流。有適宜的進(jìn)、出通道，方便檢修與維護(hù)。能承擔(dān)除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的自重和外部附加的風(fēng)、雪、負(fù)壓、灰、地震、溫度、檢修等荷載。
       殼體容納內(nèi)部構(gòu)件，是濕式電除塵器的工作室。因此，必須具有足夠的強(qiáng)度和良好的密封性能。殼體上還設(shè)有阻流板，以避免因氣流短路而降低除塵效率。
       （2）內(nèi)部構(gòu)件。WBE型濕式電除塵器內(nèi)部構(gòu)件主要由陽(yáng)極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)等組成。其中，陽(yáng)極系統(tǒng)主要由極板懸吊梁、陽(yáng)極板排、集水槽、防擺組件構(gòu)成，其極板腹板為帶折痕的平板，該結(jié)構(gòu)適合于噴淋清灰，每排極板排通常由4塊板或者5塊板構(gòu)成。
       陽(yáng)極板排上部通過(guò)極板懸吊梁懸掛在殼體頂梁上，極板排下部設(shè)置集水槽，收集板排上清洗下來(lái)的灰水。
       陰極系統(tǒng)由陰極框架、陰極吊梁、陰極懸掛系統(tǒng)及防擺裝置構(gòu)成。陰極框架采用雙桅桿結(jié)構(gòu)剛性小框架，配置新型陰極線。陰極框架主桅桿上端與陰極吊梁連接。陰極懸掛系統(tǒng)一般由：支撐管、支撐底座、支承螺母、支承蓋和承壓絕緣子等構(gòu)成。為了使系統(tǒng)在高壓供電時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，絕緣子底部設(shè)有電加器及加長(zhǎng)的防塵罩，可有效防止煙塵上竄到絕緣子內(nèi)壁。
       （3）高壓進(jìn)線。高壓進(jìn)線系統(tǒng)分戶內(nèi)式和戶外式兩種，一般均配置有高壓隔離開(kāi)關(guān)、阻尼電阻、穿墻套管等。其主要作用是保證變壓器與陰極系統(tǒng)電氣上的聯(lián)通。
       （4）進(jìn)口、出口喇叭系統(tǒng)。WBE型濕式電除塵器進(jìn)（出）口喇叭的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是常規(guī)的水平進(jìn)（出）風(fēng)喇叭口；另一種為垂直進(jìn)（出）風(fēng)喇叭口，其中垂直進(jìn)（出）風(fēng)結(jié)構(gòu)多為上進(jìn)風(fēng)為主。進(jìn)口喇叭均設(shè)置2層或2層以上的氣流均布多孔板。常規(guī)的水平進(jìn)風(fēng)方式氣流均布性較好，但占用空間較大；上進(jìn)風(fēng)方式氣流均布性較差，但占用空間較小，適合小場(chǎng)地布置；出口喇叭可根據(jù)工況和設(shè)計(jì)要求配置槽型板，可對(duì)電場(chǎng)氣流均布以及輔助收塵起一定的作用。
       （5）灰斗。濕式電除塵器收集下來(lái)的灰水，通過(guò)灰斗送至循環(huán)水系統(tǒng)，這是保證濕式電除塵器穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一?；叶吩O(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下條件：必須具有一定的容量，以備循環(huán)水系統(tǒng)檢修時(shí)起過(guò)渡集水斗的作用；排水通暢。斗壁應(yīng)有足夠的溜角，斗壁內(nèi)交角處加過(guò)渡板，避免積灰。
       （6）鋼支架。鋼支架的作用是支撐整個(gè)濕式電除塵器設(shè)備及其在安裝運(yùn)行過(guò)程中可能承受的所有載荷。為提高立柱的穩(wěn)定性，用橫梁、縱梁及斜撐等將立柱連成整體，橫梁、縱梁、斜撐等與立柱的焊接質(zhì)量將影響立柱的剛性。
       （7）樓梯平臺(tái)。樓梯平臺(tái)是為了方便濕式電除塵器的就地操作、日常維護(hù)保養(yǎng)之用，所有主要維修點(diǎn)均有樓梯平臺(tái)達(dá)到。
       （8）熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)。為了保證濕式電除塵器的正常運(yùn)行，防止絕緣子結(jié)露，必須設(shè)置熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)，保證絕緣子的最低溫度高于煙溫以上20℃-30℃。
       （9）給水系統(tǒng)。給水系統(tǒng)包括循環(huán)水箱、循環(huán)水泵、補(bǔ)給水箱、補(bǔ)給水泵、堿溶液箱、加堿泵，自動(dòng)過(guò)濾器和相關(guān)管件等。給水系統(tǒng)是濕式電除塵器的重要組成部分，用于灰水的收集與處理，然后送至噴淋系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)使用。
       （10）噴淋系統(tǒng)。噴淋系統(tǒng)由噴霧系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)組成，噴霧系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，保證濕式電除塵器連續(xù)清灰。沖洗系統(tǒng)間歇運(yùn)行，采用大水量對(duì)濕式電除塵器內(nèi)部進(jìn)行徹底清洗。
       四、治理效果
       定洲電廠于2014年3、4號(hào)機(jī)組A修期間，完成了增加濕式電除塵的改造項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的運(yùn)行證明，已完全達(dá)到預(yù)期效果，以下圖表分別是3、4號(hào)機(jī)組2015年1月1日——1月28日之間的煙塵最終排放值，均在2.0毫克/立方米左右。

圖5：2015年01月01—28日之間3（左）、4（右）號(hào)機(jī)組煙塵排放值

       3、4號(hào)機(jī)組增加濕式電除塵項(xiàng)目改造后，主要大氣污染物煙塵排放濃度達(dá)到2.0毫克/立方米左右，達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放水平，實(shí)現(xiàn)“近零排放”。建設(shè)“美麗電廠”，體現(xiàn)出國(guó)華定洲電廠將實(shí)施“高品質(zhì)綠色發(fā)電計(jì)劃”作為新時(shí)期建設(shè)“有追求、負(fù)責(zé)任”發(fā)電企業(yè)的“新責(zé)任”，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、科學(xué)發(fā)展，提升了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和對(duì)外社會(huì)形象，為新時(shí)期企業(yè)再次跨越式發(fā)展插上了綠色環(huán)保展翅騰飛的翅膀。（主創(chuàng)人員：王天偉、李智華、李  勇、劉東信、馬國(guó)鴻、孫薊光、安  亮、李玉超、王輝新、苑  斌、盧德強(qiáng)、李  明、王有珍）