一、引言

对于煤气排放的细粒物，三部委要求中、东、西部地区新建和东部现役煤气发电厂烟尘排放浓度标准基本达到或接近煤气轮机组排放限制值，建议安装湿式静电除尘装置(WESP)等成熟的环境保护改造技术。在美国、日本、德国等世界发达国家，从1991年到1992年，湿式静电技术在脱硫尾部烟气处理方面开始有工业应用案例。在我国，从2014年下半年开始，国内陆续建设湿式静电除尘改造工程，发布的烟尘排放浓度也越来越低，从10mg/nm3到5mg/nm3，到3mg/nm3，甚至1mg/nm3，结合高效脱硫、脱硝技术，超净排放近零排放的概念成为环境保护热词。WESP作为高效除尘的前沿精处理设备，在处理复杂潮气PM2.5组分方面具有明显的优势，得到业内人士的普遍认可，本文仅就WESP目前在国内的应用情况进行讨论和分析。

二、WESP技术分类

WESP除了处理复杂的潮湿烟气PM2.5组成部分具有明显的优势外，高比电阻粉尘、酸雾、汞、重金属、二恶英等气溶胶粒子也具有优异的协同去除效果，严格来说，深度净化、联合去除是该技术应用于燃煤烟气污染物末端去除的正确表现，不仅仅是通常理解的去除功能。随着湿式静电除尘设备的大规模应用，所有者在选择湿式除尘设备时，通常根据阳极材质进行分类，即

1、柔性阳极湿式除尘设备

该技术以柔性有机纤维为阳极，利用纤维结构的毛细现象，在运行中自然形成全面均匀的水膜柔性有机纤维材料具有优异的耐腐蚀性，在运行过程中不需要额外使用碱液进行保护冲洗，也不会产生二次废水。柔性阳极在极板上自然形成，保持均匀的水膜，发挥自清洗的水力清洗效果，无需大量清洗水。该技术由山东神华山大能源环境有限公司自主研发，专门针对燃煤湿烟气的特点，具备完全自主知识产权，是国内电力行业最早大型化应用(300MW机组以上)的湿式除尘设备技术，可根据需要采用立式或卧式布置方式，运行费用是国内外同类技术的40%~50%。

2、刚性极板湿式除尘设备

(1)不锈钢阳极湿式除尘设备：该技术采用316L不锈钢作为阳极材料，其技术来源为日本三菱、日立公司，国内也有部分环保企业通过消化吸收以上技术推出了自己的不锈钢阳极WESP技术，该技术均采用卧式方式布置。316L不锈钢在脱硫后的高腐蚀环境烟雾中长期运行存在显着的腐蚀结垢风险，采用金属极板的湿式静电吸尘器设计了碱液(NaOH溶液)保护系统，在一定程度上延长了阳极板的寿命，但由此产生了大量的碱性废水

(2)玻璃钢阳极WESP

该技术采用导电玻璃钢作为阳极，具有良好的耐腐蚀性能，运行中不需要碱液保护清洗。玻璃钢阳极湿式静电曾广泛应用于国内化工行业（除酸烟），不同于燃煤烟气，化工行业使用的湿式静电除尘器烟气处理流速一般在1m/s左右（一般处理燃煤烟气为2~3m/s），而且废气成分相对简单，基本上是SO3酸烟、H2S等（燃煤烟气中含有灰尘、盐类等多组分杂质），因此该技术在燃煤烟气处理中的应用还需要进一步验证。

三、WESP技术技术和设备选型分析

清灰方式合理，阳极表面持续清洁是湿式除尘设备长期稳定运行的关键。

因此，选择不同的技术技术，重点考虑阳极清灰方式和效果以及清灰方式产生的问题。WESP设备根据灰水膜的形成类型，主要由灰水型(通过静电收集液体形成均匀的水膜，完成电极清洗，以湿烟环境为前提，代表技术柔性阳极)喷雾清洗型(雾化喷嘴产生气水混合物，在电极表面形成均匀的水膜，代表技术刚性阳极)。

阳极材料的异同，其形成水膜的机理差异变大。对于柔性阳极，其阳极材料采用耐酸碱腐蚀性优良的有机纤维，材料制作结构特性引入毛细作用，在超低水消耗量(即使接近捕集脱硫携带的液滴量)表面形成均匀的水膜，正常运行的水消耗量基本为零的刚性阳极需要重点提高极板表面的加工偏差和表面张力，水膜的形成过程有利于液膜的铺设，否则极板表面形成沟流、枝现象，极板结垢的严重风险因此，有必要尽减少清洗水的消耗量，减少设备出口液滴浓度超标的风险，减少烟羽脱尾视觉污染。

湿式吸尘器作为国内近年来普及的大型烟尘精处理设备，长期运行安全可靠性和经济性，对各电厂单独计算烟尘控制排放精度和吨位除尘成本影响较大。

WESP技术大型化应用于燃煤电厂烟气深度净化开始于2012年，国电益阳发电厂300MW机组采用柔性阳极WESP技术，成功的在降低烟尘排放浓度(设计烟尘排放浓度小于20mg/Nm3)的同时，根本性的解决了该厂严重的“石膏雨”问题。

随后该技术，在九江、荥阳、民权等国内多台机组推广应用。上述项目陆续投入业界关注后，国内许多环保企业开始引进或开发WESP技术，作为企业的主要环保产品进行市场推广。从2013年到2021年短短两年间，国内数十家电力、冶金企业建设投入湿式静电除尘装置，无论选择哪种技术技术，运行设备暴露的问题、长期运行安全可靠性、经济性都需要重点关注。

超低排放指标的实现，需要设备具备实现细粒高效捕捉的技术参数。

1、明确重要的设计参数尤为重要。对静电除尘技术而言，比集尘面积、运行电压、二次电流、烟气流速、极板长度等关键数值是对静电除尘器性能进行客观评价的科学参数，根据研究机构的数据和大量工程应用证明，WESP要达到80%以上的运行效率，其比集尘面积、电流密度须分别在22 m2/m3/s(按照设备主结构估算，同等设备体积下不锈钢阳极比集尘面积是玻璃钢阳极和柔性阳极的60%左右)、0.35mA/m以上，关键是烟气流速需在2.5m/s以下，否则因细颗粒物惯性力和捕获液滴被烟气自身携带因素，其实际运行效果肯定会大打折扣，这需要应用单位应在招标采购阶段对此类关键参数给与严格界定。随着WESP市场的持续升温，加之没有明确的国家、行业标准，没有统一的准入门槛，各环保厂家在环保工程竞标方面基本处于无序竞争状态，出现超低技术参数配置下但宣传达到3mg/Nm3、1mg/Nm3类似违背技术原理的结果。或者为了达到招标文件的限制指标，环境保护制造商违反了技术安全可靠运行的盲目削减技术参数。

2、控制气流均布(流场模拟)是基础条件。WESP技术要求实现5mg/Nm3以下的烟尘排放指标，其捕获目标为1微米以下的超细粒子状物质，即使局部气流分布不均匀或干扰也有可能导致捕获粒子的逃脱，引起排放增加，因此WESP设计前必须严格进行流场数值模拟

3、合理选择设备防腐技术。WESP装置的运行环境非常差，对设备本身的耐腐蚀性能提出了很高的要求，必须综合考虑成本和可靠性两方面的需求。

目前比较普遍的设计原则是壳体和结构支撑部件采用碳钢+鳞片防腐，严格控制施工质量(鳞片防腐质量问题目前多发生)阴、阳极部件、导流装置采用有机纤维、玻璃钢、PP、双相钢、钛等耐腐蚀材料。4.确保设备的制作和安装精度。WESP内部件均是采用模块化设计，阴、阳极数量巨大，极间距的均匀、准确直接影响其集尘性能。

在阴、阳极构件加工阶段就要明确各项误差标准并严格检验，并在运输、吊装、安装过程中妥善保护直至精准定位。加工、安装质量偏差是WESP装置不能正常运行的常见原因之一。

四、结束语

目前我国采用的烟尘浓度测试规范1991标准，根据该规范采用的测试分析方法和现有测试设备不能完全满足烟尘超净排放的技术要求，极小的操作偏差和现场干扰可能导致测试结果霸权差异。最近，国家环境保护部组织了有关部门、专家制定了对超净排放指标的新测试规范，相信不久就会发表指导性文件，当时为判定烟尘超净排放提供更准确的第三方测试结果，监督促进市场良性发展。

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