某热电厂4台75吨锅炉烟气脱硫 配套湿式静电除尘器 技 术 方 案 2014 年 12 月
一、工程基本情况 某热电厂烟气进行脱硫环保改造，采用双碱法脱硫工艺，为保证烟气中粉尘浓度能达标排放，本方案拟在湿法脱硫塔后增设湿式静电除尘器，脱硫后的湿烟气下入上出后直排，使烟尘排放达到≤20mg/Nm3 的环保要求。 湿式电除尘器(WESP)作为控制工业烟气 PM2.5 非常有效的设备，已经在欧美 和日本得到广泛应用，特别是人口稠密的日本，湿式电除尘设备应用普遍。在湿 法脱硫系统后布置湿式电除尘器可以有效捕集 PM2.5、SO3 和汞及氧化物，可较 好地解决石膏雨、蓝烟、二次粒子等问题，治霾效果得到业内专家普遍认可。 二、设计依据与原则 2.1 设计依据 2.1.1 设计参数 2.1.1.1 自然条件及气象条件 2.1.1.2 燃料参数 2.1.1.3 粉尘的成分 2.2 设计输入参数 项目 设计值 烟气量 设计煤种 Nm3/h，wet 350000 m3/h 422400 脱硫塔出口烟气温度 ℃ 50 脱硫塔出口烟气压力 Pa 脱硫塔出口粉尘浓度（含石膏） mg/Nm3（dry） 60 脱硫塔出口雾滴浓度 mg/Nm3（dry) 75 2.3 湿式静电除尘系统主要技术要求 序号 参数名称 参数值
1 出口粉尘排放浓度 ≤20mg/Nm3 2 雾滴排放浓度 ≤50mg/Nm3 3 除尘器阻力 ≤250Pa 2.4 性能保证值 以下保证值基于设计工况和招标文件提供的烟气参数： 1 除尘、除雾保证效率≥ 70％,净烟气含尘浓度≤20 mg/Nm3，净烟气雾滴 浓度≤ 50 mg/Nm3； 2 烟气通过除尘装置的压降≤250Pa； 3 除尘装置总功率≤55KW； 4 除尘装置耗水量≤2.5t/h； 5 脱硫除尘岛设备的噪音不高于 80 dB(A)。（距离设备外 1m，操作平台 1.2 m 处测试）； 6 设备可用率不低于 98 %。 2.5 设计思路 烟气流程：脱硫塔出口 湿式静电除尘器 烟囱； 湿式静电除尘器采用卧式结构，位于两台脱硫塔出口集中布置； 冲洗水系统与热风吹扫系统设备就近布置于脱硫塔附近地面；
三、湿式静电除尘工艺描述 1 湿式电除尘器的工作原理 湿式静电除尘器的主要工作原理：将水雾喷向放电极和电晕区，水雾在芒刺 电极形成的强大的电晕场内的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用， 最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。水在集尘极上形成连续的 水膜，将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。原理图如下
2.湿式静电除尘器与干式静电除尘器比较 干式静电除尘器与湿式静电除尘器比较表 项目 湿式静电除尘 干式静电除尘 清灰方式 喷淋水 机械振打 位置 脱硫塔后 空预器后 运行温度 ~60℃ ~150℃ 湿度 饱和 非饱和 反电晕 无 高比电阻粉尘时严重 二次扬尘 无 低比电阻粉尘时严重 PM10
脱除 效率高 进入较少 PM2.5 脱除 效率高 效率一般 SO3 脱除 脱除效率高 无效果 重金属 效率高 效率低 3.湿式静电除尘器对各种污染物去除能力 据我方经验表明，湿式静电除尘器对酸雾、有毒重金属以及 PM10，尤其是 PM2.5 的微细粉尘有良好的脱除效果。可以使用湿式静电除尘器来控制 SO3 酸雾， 具有联合脱除的前景。根据国外湿式静电除尘器的研究和应用表明，在湿法脱硫 系统后布置湿式电除尘器可以有效地去除烟气中的 PM2.5 粉尘、SO3 和汞及氧化
物等污染物。 美国在 2000 年安装了一个试验性的湿式静电除尘装置（管式安装在 FGD 上 部），以测试湿式电除尘对多种污染物的去除率。在 2003 年的试验表明，湿式静 电除尘器在较高的烟气流速下对污染物的去除率都达到较高水平。 烟气流量 （acfm） 烟气流速 （m/s） SO3 酸雾 粉尘 单质汞 氧化汞 化合汞 8000 3 88% 93% 36% 76% 67% 15000 4.5 65% 70% 26% 50% 67%
四、湿式静电除尘器技术方案 1 设计参数 湿式静电除尘器技术参数（单台除尘器） 数据 入口处理烟气量（湿基，实际氧） m3/h 422400 入口烟气温度 ℃ 50 入口烟气圧力 kPa O2 含量 ％ 入口粉尘（含石膏）浓度（干基，6%O2） mg/dNm3 60 入口雾滴浓度（，6%O2） mg/dNm3 75 出口保证值（粉尘+石膏）（干基，6%O2） mg/dNm3 ≤20 湿式静电除尘器型号 WXZT-47 湿式静电除尘器台数 台 1 室数/台湿式静电除尘器 台/台 1/1 电场数/电场长度 个/m 1/4 阳极板型式及材质 压型槽形板/316L 阳极板寿命 年 15 阳极板有效高度 m 4 阳极板厚 mm 1.2 阴极线型式及材质 芒刺线/316L 阴极线寿命 年 15 沿气流方向阴极线间距 mm 300 通道数 个 24 同极距 mm 300 有效断面积/台湿式静电除尘器 m2 47 烟气流速 m/s 2.5 集尘面积 m2 1092 湿式静电除尘器外形尺寸 详见附图 比集尘面积 m2/m3/s 9.30
湿式静电除尘器技术参数（单台除尘器） 数据 壳体设计压力 kPa -1kPa\2kPa 压损 Pa ≤250 冲洗工艺水量 t/天 60 壳体防腐材料、厚度 玻璃鳞片/2mm 喷嘴 型式 实心锥 材质 不锈钢 2 除尘器关键部件及系统说明 2.1 进风口及气流分布板 根据气流分布模拟实验的结果，在进口喇叭的设置气流均布装置，采用多孔 板形式，模拟计算多孔板的开孔率、多孔板的层数、多孔板的距离等结构参数， 使其达到最好的均流效果。 本工程采用卧式结构湿电除尘器，采用连续冲洗运行方式 2.2 阳极装配 根据我院在湿式电除尘技术所开展的试验数据和以及运行经验，本工程决定 采用压型沟槽型 450 极板，该极板上水膜分部均匀，同极间距为 300mm 时，可 以获得最佳电气运行参数，可以有效的保证长期实现 20mg/Nm3 以下的超低排放。 极
板材质选用 2205 双相不锈钢材料，极板厚度 1.2mm，在合理的喷淋清灰设计 条件下，可有效的防止结垢腐蚀等问题。 阳极板采用上部吊挂、下部限位的固定方式。
2.3.阴极装配 阴极框架采用两片大框架和上、下框架构成整体笼状构架形式，结构稳定 可靠。悬挂极线的横杆间隔可保证在 300mm±1mm 范围内，现场安装方便、准确。 阴极线采用 2205 双相不锈钢芒刺线，其优点是起晕电压低，电流密度大， 分布均匀、刚度好，不易断线并能有效提高除尘效率。阴极吊挂装置，将阴极系 统悬挂于电场内。 2.4 加热装置： 阴极吊挂保温箱内都增加了热风吹扫，确保了绝缘件不易损坏，不易爬电， 有效的保证使用寿命。 本工程湿电热风密封系统为共用挡板门密封加热系统，湿电密封风量为900m3/h，压头为 4000KPa，温度 80℃左右。 2.5 冲洗水系统 2.5.1 冲洗水系统 湿电极板清灰采用工艺水冲洗，冲洗水水质同脱硫工艺水。 本工程设置 2 台冲洗泵及 1 台工艺水箱。冲洗水泵一用一备，流量为 70m3/h， 扬程为 70mH2O；工艺水箱有效容积 40m3，材质为碳钢。
2.5.2 喷淋布置 喷嘴采用实心锥形式，与极板垂直交叉布置。布置形式如下图：
3.电气仪控 3.1 电源 湿式静电除尘器配置一台高频电源。高频高压电源发生装置能独立控制、运 行，高频高压电源发生装置的运行状态（运行参数设置、显示、故障状态）均能 在上位机集中控制和显示。对电除尘持续优化服务有科学仪器及数据库支持。 3.2 仪表和控制 湿式静电除尘器控制由脱硫控制系统统一控制。 湿电系统仪表主要有：工艺水箱液位（带远传磁翻板液位计 1 支）、冲洗水 泵出口压力表 2 支、冲洗水母管压力变送器 1 支、冲洗水母管电磁流量计 1 台、 除尘器进出口压力变送器 2 支。
4.设备清册 序号 名 称 规格型号 单位 数量 一 本体部分 1 壳体 碳钢+玻璃鳞片 套 1 2 阳极系统 2205 套 1 3 阴极系统 2205 套 1 4 气流分布板 2205 套 1 5 进、出口封头 碳钢+玻璃鳞片 套 1 6 平台、扶梯/栏杆 套 1 7 绝缘瓷套 7278-D 只 6 8 绝缘子电加热器 1.5kW 支 6 二 循环水系统 1 工艺水箱 立罐式;直径：3.6m;高度：4m;有 效容积：40m3;材质：碳钢 套 1 2 工艺水泵 形式：离心泵；流量：70m3/h；扬 程：70mH2O；合金；电机功率：30kw 台 2 3 喷淋系统 实心锥喷嘴 套 1 4 阀门及附件 电动球阀 PN1.0；DN100;碳钢 个 2 手动球阀 PN1.0；DN100;碳钢 个 6 手动蝶阀 PN1.0；DN50;碳钢 个 6 手动球阀 PN1.0；DN40;碳钢 个 5 逆止阀 PN1.0；DN100;碳钢 个 2 5 内部管道及支架 FRP 或 2205 套 1 6 外部管道及支架 碳钢 套 1 三 电控部分 1 高压整流变压器 1.6A
/60kV－HW 台 1 2 阻尼电阻 支 1 3 高压穿墙套管 支 1 4 高压隔离开关柜 台 1 5 检修电源箱 只 1 6 照明配电箱 只 1 7 压力变送器 两线制智能式，精度：≤±0.1%， 带就地指示 台 3 8 压力表 表盘：Φ150，接头：M20×1.5mm 只 2 9 磁翻板液位计 电源 24VDC，两线制 ，输出： 4~20mA.DC 只 1
10 电磁流量计 电源 220VAC，输出：4~20mA.DC 只 1 11 照明 套 1 12 本体电缆及桥架 套 1
五、技术经济分析 1.一次投资(单台) 4台锅炉共用一套湿式静电除尘器 序号 项目名称 报价（万元） 备注 一 工程费用 1 建筑工程费 2 设备购置费 751.5 3 安装工程费 设备本体安装 61.5 电气仪控安装 15.5 二 工程技术服务费 1 设计费 25.00 2 调试费 5.00 3 设计联络会及培训 2.00 4 现场安装指导费 5.00 三 其他费用 1 运杂费 11.00 2 ……… 总计 876.5 2.运行费用 一台机组年运行费用 年运行时间（h 3000 序号 项目 每小时耗 量 年消耗量 单位 单价/ 元 项目费用/万 元 1 工艺水 2.5 7500 吨 1 0.75 2 电 55 165000 kWh 0.6 9.9 3 工资 万元/人 年 统一考虑 4 维修 5 折旧 20 年 6 合计 10.65