河北國華定電公司二期工程建設(shè)兩臺660兆瓦超臨界直接空冷機組，是河北省、保定市“十一五”期間的重點建設(shè)項目。3、4號機組分別于2009年9月3日、12月22日順利通過168小時滿負荷試運，投入商業(yè)運營。根據(jù)神華集團、國華公司“綠色發(fā)電計劃”的總體部署，國華公司對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/標立方米的排放限值，原設(shè)計已不能滿足排放限值要求，現(xiàn)有除塵設(shè)備需按此目標進行改造和優(yōu)化。
       根據(jù)現(xiàn)有電除塵設(shè)備的實際運行狀況，目前其實際運行性能已優(yōu)于設(shè)計指標，在現(xiàn)有設(shè)備上進行改造來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號機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)計要求的參數(shù)為：當濕式電除塵器入口煙塵濃度大于或等于25毫克/標立方米，保證除塵效率不低于80%；當入口煙塵濃度小于25毫克/標立方米時，出口煙塵濃度應(yīng)小于5毫克/標立方米。當除塵器入口霧滴濃度大于或等于50毫克/標立方米時，應(yīng)保證霧滴脫除效率在80%以上；當除塵器入口霧滴濃度小于50毫克/標立方米時，出口霧滴濃度應(yīng)小于20毫克/標立方米。
       3、4號機組分別于2014年11月底、12月底完成項目改造。該項目實施后，經(jīng)河北省環(huán)境監(jiān)督中心站測試，3、4號機組煙塵排放最終值均為2.0毫克/標立方米，遠優(yōu)于目標值，遠優(yōu)于重點地區(qū)環(huán)保特別排放限值標準，實現(xiàn)了煙塵污染物綜合治理“近零排放”，翻開了清潔生產(chǎn)的新時代。
        二、治理方案及實施
       1.濕式電除塵器除塵原理。
       濕式電除塵器的收塵機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)電除塵器通過振打的方式來清灰，而濕式電除塵器是靠液體沖洗集塵極、放電極表面來進行行清灰。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，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)部沒有運動部件，沒有振打清灰引起的二次揚塵，因此，性能穩(wěn)定，高效，運行可靠，對重金屬、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。
       （1）穩(wěn)定實現(xiàn)超低排放，滿足當前國家新排放標準要求；
       （2）有效脫除PM2.5微細粉塵和氣溶膠，改善煙囪透明度，滿足更長遠的國家空氣質(zhì)量控制要求；
       （3）解決濕法脫硫帶來的石膏雨，藍煙酸霧環(huán)境問題。
       3.濕式電除塵器缺點。
       （1）國內(nèi)應(yīng)用業(yè)績較少。
       （2）初投資較高。
       濕式電除塵器（WESP）最早在1907年開始應(yīng)用于硫酸和冶金工業(yè)生產(chǎn)中，在1986年后國外燃煤電廠也開始采用濕式電除塵器，除去煙氣中微細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)達國家的電力等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，已有50余套不同類型的濕式電除塵器應(yīng)用于美國、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）無法收集的酸霧、控制PM2.5微細顆粒物及解決煙氣排放濁度問題。
       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，在保證煙塵達標、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

       在裝置的陽極和陰極線之間施加數(shù)萬伏直流高壓電，在強電場的作用下，電暈線周圍產(chǎn)生電暈層，電暈層中的空氣發(fā)生雪崩式電離，從而產(chǎn)生大量的負離子和少量的陽離子，這個過程叫電暈放電；隨飽和濕煙氣進入裝置內(nèi)的塵（霧）粒子與這些正、負離子相碰撞而荷電，荷電后的塵（霧）粒子由于受到高壓靜電場庫侖力的作用，向陽極運動；到達陽極后，將其所帶的電荷釋放掉，塵（霧）粒子就被陽極所收集，進而通過水沖刷的方式將其清除。
       由于水滴的存在，水的電阻相對較小，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)會更加穩(wěn)定；另外由于濕式電除塵器采用水流沖洗，沒有振打裝置，所以不會產(chǎn)生二次揚塵。
       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的煙氣。
       在相同的集塵面積時，管式電除塵器內(nèi)的煙氣流速可以是板式除塵器的兩倍，因此在達到相同除塵效率時，管式除塵器的占地面積要遠小于板式除塵器。

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）水平凈煙道錯流布置（右圖）

       通過上述技術(shù)對比可以看出：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。在國內(nèi)都屬于前沿技術(shù)，國內(nèi)業(yè)績都不多，產(chǎn)品投運時間都很短。
       金屬極板濕式電除塵器造價最高，日常運行水耗大，且消耗堿液，運行費用較高。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最低，陽極本身能夠耐酸腐蝕，但壽命較短，柔性電極擺動后會影響電場的穩(wěn)定，框架和張緊裝置雖然采用了2205或2507等高等級防腐蝕鋼材，由于長期暴露在混合強酸的環(huán)境中，也存在一定的腐蝕風險；
       柔性陽極濕式電除塵器的優(yōu)勢在于無需額外的沖洗水，沒有循環(huán)水系統(tǒng)的電耗和加藥中和環(huán)節(jié)，因此年運行費用較低。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行費用低約30萬元/年。
       綜合分析對比，考慮到柔性極板濕式電除塵兩種在技術(shù)風險和可靠性、運行費用上各有特點，在招標時確定了鋼性極板方案。
       實際設(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)共同組成的機電一體化產(chǎn)品。其獨特的灰水循環(huán)利用、陰極懸吊、絕緣子保護等技術(shù)，充分體現(xiàn)其先進的技術(shù)優(yōu)點和易維護優(yōu)點，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)是集計算機應(yīng)用、通訊、檢測等新技術(shù)研制開發(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算機在線監(jiān)控和管理，監(jiān)控和管理對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展的各個領(lǐng)域，特別是電力行業(yè)，是提高濕式電除塵器自動控制水平、達到節(jié)能低排運行目的的重要設(shè)備。
       三、WBE型濕式電除塵器的主要特點
       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)部沒有運動部件，沒有振打清灰引起的二次揚塵，因此，性能穩(wěn)定，高效，運行可靠，對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.科學噴淋，用水量省。WBE型濕式電除塵器采用獨特的噴淋系統(tǒng)，配置科學，參數(shù)合理，水膜分布均勻，可實現(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，并通過高效分離去除懸浮物，使其滿足噴淋水質(zhì)要求，實現(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水進行再利用，系統(tǒng)再補充等量新水即可維持平衡，相當于零水耗。
       3.機電配合，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)，運行平穩(wěn)，輸入功率高，除塵效率高。同時可避免過度閃絡(luò)，也沒有間斷供電、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，抗腐蝕性好。濕式電除塵器針對各部件的特點，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，表面具有較強的抗腐蝕能力，同時將易產(chǎn)生腐蝕的聯(lián)接點減至最小，確保長時間穩(wěn)定運行。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，減少占地需求。能適應(yīng)場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、高壓進線、進出口喇叭系統(tǒng)、灰斗、鋼支架、樓梯平臺、熱風吹掃系統(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，形成一個獨立的收塵空間，和外界環(huán)境隔離，防止內(nèi)、外氣體的交流。有適宜的進、出通道，方便檢修與維護。能承擔除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的自重和外部附加的風、雪、負壓、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)件主要由陽極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)等組成。其中，陽極系統(tǒng)主要由極板懸吊梁、陽極板排、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。
       陽極板排上部通過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)在高壓供電時穩(wěn)定運行，絕緣子底部設(shè)有電加器及加長的防塵罩，可有效防止煙塵上竄到絕緣子內(nèi)壁。
       （3）高壓進線。高壓進線系統(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）進口、出口喇叭系統(tǒng)。WBE型濕式電除塵器進（出）口喇叭的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是常規(guī)的水平進（出）風喇叭口；另一種為垂直進（出）風喇叭口，其中垂直進（出）風結(jié)構(gòu)多為上進風為主。進口喇叭均設(shè)置2層或2層以上的氣流均布多孔板。常規(guī)的水平進風方式氣流均布性較好，但占用空間較大；上進風方式氣流均布性較差，但占用空間較小，適合小場地布置；出口喇叭可根據(jù)工況和設(shè)計要求配置槽型板，可對電場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的灰水，通過灰斗送至循環(huán)水系統(tǒng)，這是保證濕式電除塵器穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)之一?；叶吩O(shè)計應(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)檢修時起過渡集水斗的作用；排水通暢。斗壁應(yīng)有足夠的溜角，斗壁內(nèi)交角處加過渡板，避免積灰。
       （6）鋼支架。鋼支架的作用是支撐整個濕式電除塵器設(shè)備及其在安裝運行過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。樓梯平臺是為了方便濕式電除塵器的就地操作、日常維護保養(yǎng)之用，所有主要維修點均有樓梯平臺達到。
       （8）熱風吹掃系統(tǒng)。為了保證濕式電除塵器的正常運行，防止絕緣子結(jié)露，必須設(shè)置熱風吹掃系統(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、補給水箱、補給水泵、堿溶液箱、加堿泵，自動過濾器和相關(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)運行，保證濕式電除塵器連續(xù)清灰。沖洗系統(tǒng)間歇運行，采用大水量對濕式電除塵器內(nèi)部進行徹底清洗。
       四、治理效果
       定洲電廠于2014年3、4號機組A修期間，完成了增加濕式電除塵的改造項目，經(jīng)過一個多月的運行證明，已完全達到預(yù)期效果，以下圖表分別是3、4號機組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）號機組煙塵排放值

       3、4號機組增加濕式電除塵項目改造后，主要大氣污染物煙塵排放濃度達到2.0毫克/立方米左右，達到燃氣機組排放水平，實現(xiàn)“近零排放”。建設(shè)“美麗電廠”，體現(xiàn)出國華定洲電廠將實施“高品質(zhì)綠色發(fā)電計劃”作為新時期建設(shè)“有追求、負責任”發(fā)電企業(yè)的“新責任”，通過技術(shù)創(chuàng)新、科學發(fā)展，提升了企業(yè)的競爭實力和對外社會形象，為新時期企業(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、馬國鴻、孫薊光、安  亮、李玉超、王輝新、苑  斌、盧德強、李  明、王有珍）