CN105354358B

CN105354358B - 湿式电除尘器性能现场验证方法与系统

Info

Publication number: CN105354358B
Application number: CN201510633529.1A
Authority: CN
Inventors: 李德波; 曾庭华; 廖永进; 刘亚明; 徐齐胜
Original assignee: Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2018-11-09
Anticipated expiration: 2035-09-28
Also published as: CN105354358A

Abstract

本发明提供一种湿式电除尘器性能现场验证方法与系统，获取火电厂中湿式电除尘器的系统参数，并获取所述湿式电除尘器的性能保证值，根据所述湿式电除尘器的系统参数以及所述湿式电除尘器的性能保证值，确定试验项目，对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果，根据所述试验项目结果与所述湿式电除尘器的性能保证值，验证所述湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。整个过程中，采样严谨的试验处理过程，能够实现对湿式电除尘器性能验证。

Description

湿式电除尘器性能现场验证方法与系统

技术领域

本发明涉及火电厂技术领域，特别是涉及湿式电除尘器性能现场验证方法与系统。

背景技术

当前大气环境形势十分严峻，经常发生空气重污染现象，雾霾天气日益增多，已威胁了人们的身体健康。面对节能减排压力，我国有关部门提出燃煤电厂主要大气污染物“趋零排放”的目标，使电厂大气污染物排放浓度达到：氮氧化物50mg/m³以下、二氧化硫35mg/m³以下、烟尘5mg/m³以下。为此，目前很多火电厂在FGD(Flue Gas Desulfurization，烟气脱硫)吸收塔后增加了湿式电除尘器(WESP)来满足粉尘排放要求。

湿式电除尘器在实际工程应用中可能存在安装不合理或者安装不符合火电厂特殊情况等问题，导致湿式电除尘器无法达到预期的除尘效果，若不对湿式电除尘器性能现场验证，可能出现火电厂虽然对降低粉尘排放有相关资金与设备投入，但是粉尘排放依旧无法达到国家有关部门的相关规定的尴尬局面。

目前研究人员更多是在研究如何提高湿式电除尘器降低粉尘的效果，而在实际工程应用中，如何实现湿式电除尘器性能现场验证方面，尚无完整且可行的技术方案。

发明内容

基于此，有必要针对目前尚无完整且可行的湿式电除尘器性能现场验证方案的问题，提供一种完整且可行的湿式电除尘器性能现场验证方法与系统。

一种湿式电除尘器性能现场验证方法，包括步骤：

获取火电厂中湿式电除尘器的系统参数，并获取所述湿式电除尘器的性能保证值，其中，所述电除尘器的系统参数包括烟气除尘工艺系统参数、电除尘器的仪表与控制系统参数、电除尘器的电气系统参数以及电除尘器的水处理系统参数，所述湿式电除尘器的性能保证值包括粉尘去除率、PM_2.5与PM₁₀去除率、雾滴去除率、SO₃去除率、本体阻力以及烟道阻力；

根据所述湿式电除尘器的系统参数以及所述湿式电除尘器的性能保证值，确定试验项目；

对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果，其中，所述试验项目结果包括粉尘浓度及去除率测量值、PM_2.5与PM₁₀去除率测量值、雾滴去除率测量值、SO₃去除率测量值、本体阻力测量值以及烟道阻力测量值；

根据所述试验项目结果与所述湿式电除尘器的性能保证值，验证所述湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。

一种湿式电除尘器性能现场验证系统，包括：

获取模块，用于获取火电厂中湿式电除尘器的系统参数，并获取所述湿式电除尘器的性能保证值，其中，所述电除尘器的系统参数包括烟气除尘工艺系统参数、电除尘器的仪表与控制系统参数、电除尘器的电气系统参数以及电除尘器的水处理系统参数，所述湿式电除尘器的性能保证值包括粉尘去除率、PM_2.5与PM₁₀去除率、雾滴去除率、SO₃去除率、本体阻力以及烟道阻力；

试验项目确定模块，用于根据所述湿式电除尘器的系统参数以及所述湿式电除尘器的性能保证值，确定试验项目；

试验模块，用于对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果，其中，所述试验项目结果包括粉尘浓度及去除率测量值、PM_2.5与PM₁₀去除率测量值、雾滴去除率测量值、SO₃去除率测量值、本体阻力测量值以及烟道阻力测量值；

验证模块，用于根据所述试验项目结果与所述湿式电除尘器的性能保证值，验证所述湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。

本发明湿式电除尘器性能现场验证方法与系统，获取火电厂中湿式电除尘器的系统参数，并获取所述湿式电除尘器的性能保证值，根据所述湿式电除尘器的系统参数以及所述湿式电除尘器的性能保证值，确定试验项目，对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果，根据所述试验项目结果与所述湿式电除尘器的性能保证值，验证所述湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。整个过程中，采样严谨的试验处理过程，能够实现对湿式电除尘器性能验证。

附图说明

图1为本发明湿式电除尘器性能现场验证方法第一个实施例的流程示意图；

图2为本发明湿式电除尘器性能现场验证方法第二个实施例的流程示意图；

图3为本发明湿式电除尘器性能现场验证系统第一个实施例的结构示意图；

图4为本发明湿式电除尘器性能现场验证系统第二个实施例的结构示意图；

图5为具体实施例中试验测点示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种湿式电除尘器性能现场验证方法，包括步骤：

S100：获取火电厂中湿式电除尘器的系统参数，并获取所述湿式电除尘器的性能保证值，其中，所述电除尘器的系统参数包括烟气除尘工艺系统参数、电除尘器的仪表与控制系统参数、电除尘器的电气系统参数以及电除尘器的水处理系统参数，所述湿式电除尘器的性能保证值包括粉尘去除率、PM_2.5与PM₁₀去除率、雾滴去除率、SO₃去除率、本体阻力以及烟道阻力。

湿式电除尘器的系统参数可以通过湿式电除尘器的铭牌或者其生产厂家提供的相关资料获知，系统参数主要包括烟气除尘工艺系统参数、电除尘器的仪表与控制系统参数、电除尘器的电气系统参数以及电除尘器的水处理系统参数这几大部分，基于这些参数可以对该湿式电除尘器整体情况有个比较详细的了解。湿式电除尘器的性能保证值可以理解为理论上该湿式电除尘器应该能够实现的性能参数，可以将性能保证值理解为阈值，当低于这个阈值时，说明湿式电除尘器的性能未能达标其存在某些缺陷或者故障。具体来说，湿式电除尘器的性能保证值包括粉尘去除率、PM_2.5与PM₁₀去除率、雾滴去除率、SO₃去除率、本体阻力以及烟道阻力。

S200：根据所述湿式电除尘器的系统参数以及所述湿式电除尘器的性能保证值，确定试验项目。

根据湿式电除尘器的系统参数与性能保证值即可确定本次验证方案需要进行的试验项目。非必要的，试验项目包括粉尘浓度测量试验、PM_2.5与PM₁₀去除率测量试验、雾滴及去除率测量试验、SO₃浓度及脱除率测量试验、SO₂浓度及脱除率测量试验、NO_x与O₂的测量试验、漏风率和烟气流速与流量测定试验、烟气温度测定试验以及湿式电除尘进出口烟气汞的测量试验。

S300：对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果，其中，所述试验项目结果包括粉尘浓度及去除率测量值、PM_2.5与PM₁₀去除率测量值、雾滴去除率测量值、SO₃去除率测量值、本体阻力测量值以及烟道阻力测量值。

针对已经确定的试验项目，采用技术手段对其进行试验，获得试验项目的结果。非必要的，试验过程可以借助试验仪器，试验仪器包括但不限于烟气分析仪、二氧化硫分析仪、氧量分析仪、烟尘采样仪、氮氧化物分析仪、PM_2.5与PM₁₀取样装置、Hg取样及分析装置、SO₃取样及分析装置。

S400：根据所述试验项目结果与所述湿式电除尘器的性能保证值，验证所述湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。

将试验项目结果与湿式电除尘器的性能保证值进行综合比较，验证湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。

本发明湿式电除尘器性能现场验证方法，获取火电厂中湿式电除尘器的系统参数，并获取所述湿式电除尘器的性能保证值，根据所述湿式电除尘器的系统参数以及所述湿式电除尘器的性能保证值，确定试验项目，对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果，根据所述试验项目结果与所述湿式电除尘器的性能保证值，验证所述湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。整个过程中，采样严谨的试验处理过程，能够实现对湿式电除尘器性能验证。

如图2所示，在其中一个实施例中，步骤S300之前还包括：

S220：根据所述试验项目，确定所述试验项目所需仪器设备，并对所述所需仪器设备的参数进行标定。

根据确定好的试验项目，合理选择合适的仪器设备进行试验，并对选择好的仪器设备的参数进行标定，以使试验过程安全、高效与准确。

在其中一个实施例中，步骤S300具体为：通过所述所需仪器设备对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果。

在其中一个实施例中，所述所需仪器设备具体包括烟气分析仪、二氧化硫分析仪、氧量分析仪、烟尘采样仪、氮氧化物分析仪、PM_2.5与PM₁₀取样装置、Hg取样及分析装置、SO₃取样及分析装置。

在其中一个实施例中，所述试验项目具体包括粉尘浓度测量试验、PM_2.5与PM₁₀去除率测量试验、雾滴及去除率测量试验、SO₃浓度及脱除率测量试验、SO₂浓度及脱除率测量试验、NO_x与O₂的测量试验、漏风率和烟气流速与流量测定试验、烟气温度测定试验以及湿式电除尘进出口烟气汞的测量试验。

如图3所示，一种湿式电除尘器性能现场验证系统，包括：

获取模块100，用于获取火电厂中湿式电除尘器的系统参数，并获取所述湿式电除尘器的性能保证值，其中，所述电除尘器的系统参数包括烟气除尘工艺系统参数、电除尘器的仪表与控制系统参数、电除尘器的电气系统参数以及电除尘器的水处理系统参数，所述湿式电除尘器的性能保证值包括粉尘去除率、PM_2.5与PM₁₀去除率、雾滴去除率、SO₃去除率、本体阻力以及烟道阻力；

试验项目确定模块200，用于根据所述湿式电除尘器的系统参数以及所述湿式电除尘器的性能保证值，确定试验项目；

试验模块300，用于对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果，其中，所述试验项目结果包括粉尘浓度及去除率测量值、PM_2.5与PM₁₀去除率测量值、雾滴去除率测量值、SO₃去除率测量值、本体阻力测量值以及烟道阻力测量值；

验证模块400，用于根据所述试验项目结果与所述湿式电除尘器的性能保证值，验证所述湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。

本发明湿式电除尘器性能现场验证系统，获取模块100获取火电厂中湿式电除尘器的系统参数，并获取所述湿式电除尘器的性能保证值，试验项目确定模块200根据所述湿式电除尘器的系统参数以及所述湿式电除尘器的性能保证值，确定试验项目，试验模块300对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果，验证模块400根据所述试验项目结果与所述湿式电除尘器的性能保证值，验证所述湿式电除尘器的性能是否达到预设要求。整个过程中，采样严谨的试验处理过程，能够实现对湿式电除尘器性能验证。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述湿式电除尘器性能现场验证系统还包括：

设备参数标定模块500，用于根据所述试验项目，确定所述试验项目所需仪器设备，并对所述所需仪器设备的参数进行标定。

在其中一个实施例中，所述所需仪器设备具体包括烟气分析仪、二氧化硫分析仪、氧量分析仪、烟尘采样仪、氮氧化物分析仪、PM_2.5与PM₁₀取样装置、Hg取样及分析装置、SO₃取样及分析装置

为了更进一步详细解释湿式电除尘器性能现场验证方法与系统的技术方案及其带来的效果，下面将采用具体实例并借助图表进行解释说明。

一、本次具体实例的试验目的

当前大气环境形势十分严峻，经常发生空气重污染现象，雾霾天气日益增多，已威胁了人们的身体健康。面对节能减排压力，广东省环保厅、发改委提出燃煤电厂主要大气污染物“趋零排放”的目标，使电厂大气污染物排放浓度达到：氮氧化物50mg/m³以下、二氧化硫35mg/m³以下、烟尘5mg/m³以下。为此电厂在FGD吸收塔后增加了湿式电除尘器来满足粉尘排放要求。本次试验，对珠海发电厂一期3、4号机组新增湿式静电除尘器的运行性能指标进行测试，包括粉尘除去率、PM2.5排放值、系统阻力、电耗等指标，验证是否能达到改造的性能要求，为评估改造效果提供参考依据。

二、新增湿式电除尘系统简介

2.1工艺系统

2.11技术原则

1)本工程的烟气除尘工艺为湿式静电除尘工艺，除尘器型式为卧式、板式。采用一炉配两台除尘器方案,除尘器的烟气处理能力为100％BMCR(Boiler maximum continuousrating，锅炉最大连续蒸发量)工况时的烟气量+10％裕量，效率按不小于70％设计。

2)烟道的设计应确保烟道阻力不大于500Pa。

3)新增除雾器冲洗水系统及与原除雾器冲洗水系统应实现自动切换。

4)每台炉设2台除尘器绝缘子密封风机，1用1备，二台炉共4台。

5)除尘器的可用率大于99％。

主要性能保证值见表1所列，表2为新增湿式静电除尘器的主要参数。

表1湿式静电除尘器主要性能保证值表

表2湿式静电除尘器的主要参数

2.1.2系统说明

1)烟气除尘工艺系统。烟气除尘工艺系统由湿式静电除尘器和循环水系统组成，主要包括：进口喇叭、出口喇叭、壳体、放电极及框架、放电极绝缘子、集尘极、喷嘴和管道以及灰斗等、给水箱、补水泵、循环水箱、循环水泵、排水箱、排水泵、碱储罐、碱计量泵和给排水管道等。

放电极形成的电晕场使气体电离，粉尘、雾滴粒子等获得电子而荷电，在电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并共同作用下荷电粒子被捕集到集尘极上，通过喷嘴喷水在集尘极上形成连续的水膜，将捕集的粉尘冲洗到灰斗中，然后随水排出。冲洗前部集尘板的水流到排水箱中，冲洗后部集尘板的水流到循环水箱中。排水箱中一部分水外排至除尘废水处理装置，处理后用作脱硫系统第一级除雾器冲洗水；另外一部分水溢流到循环水箱中，循环水箱中的水可循环使用，再次用于冲洗集尘板。另用工业用水冲洗末端集尘板，通过控制补给水量和外排水量，保证整个水系统水量达到平衡。定期进行除尘器内部整体清洗和进口气流均布板的清洗。

向循环水箱、排水箱中分别加入NaOH溶液进行pH调整。进口雾滴的pH＝2～5，进入排水箱中废水的pH＝2～5，为了达到循环利用和排放标准，配置了碱储罐和加碱装置，同时向循环水箱和排水箱添加NaOH溶液，排水箱中的水经过中和处理后，通过排水泵输送至除尘废水处理装置，循环水箱的水经过中和处理后，作为湿式静电除尘器的喷淋水循环使用。

湿法脱硫系统后的烟气是带有石膏雾滴、PM_2.5微细颗粒物及SO₃酸雾的饱和湿烟气。烟气中的雾滴和粉尘一旦附着在绝缘子内壁，当湿式静电除尘器投入运行时，绝缘子容易产生爬电现象。因此需采取特殊保护措施，对绝缘子进行加热、吹扫，保证绝缘子内壁干燥、清洁。

2)烟气系统。从脱硫吸收塔出口引出的烟气经烟道进入湿式静电除尘器。烟气在湿式静电除尘器内除尘净化，经烟道，再接入回转式GGH，再经烟道，烟气进入烟囱后排入大气。所有暴露在低于露点温度的烟气的全部烟道、内部构件、分流/导流板、湿式静电除尘器壳本体内壁(如进出口烟箱、壳体、灰斗及底梁、绝缘子室、顶盖、柱间支撑等)等应衬以玻璃鳞片树脂进行保护。湿式静电除尘器内部件，如阳极板、阴极线及框架、喷嘴、内部配管、定位梁等采用316L不锈钢。

3)循环水系统。本工程用水从脱硫工艺水箱入口服务水母管接口取。为节约用水，经处理后的除尘废水可用于冲洗吸收塔下面两级除雾器。

整个除尘装置设置1只给水箱，4台补水泵，2用2备。补水泵的出力主要考虑以下用水量：

极板水膜的连续用水量

整体清洗的定期用水量

气流均布板清洗的定期用水量

湿式静电除尘器进口雾滴的pH＝2～5，进入排水箱中废水的pH＝2～5，需设置碱储罐和加碱装置，向循环水箱和排水箱中的添加NaOH溶液，调节到合适的pH值。

2.1.3烟气除尘工艺的布置

1)本工程工艺部分分两个区域，即湿式静电除尘器及烟道区、工艺水系统区。

湿式静电除尘器及烟道为露天布置，布置在原脱硫塔与灰库附近的空地上。工艺水系统布置为露天布置，如给水箱、循环水箱、排水箱、碱储罐等，集中布置在皮带机房附近的空地上。

2)为避免湿式静电除尘器及烟道与厂内原有道路、管架、雨水排水沟干涉，采用高位、大跨度桁架方式布置。

3)在布置方面考虑了设备的检修起吊设施。

2.1.4主要设备布置

1)给水箱、循环水箱、排水箱及水处理系统均为露天布置。碱储罐设置顶棚。

2)变压器、密封风机布置在除尘器顶部，变压器设置雨棚。

2.2仪表和控制系统

2.2.1概述

每台炉的湿式电除尘系统及辅助冲洗水系统采用1套上位机(工程师站兼操作员站，布置在灰控楼四楼控制室)加1套PLC组成的控制系统。两台炉PLC联网、每台炉上位机均可对两台炉湿式电除尘监控。

PLC柜：电源失去反馈及报警；UPS:至少半小时备用，预留30％余量。

2.2.2控制方案

1)卸碱泵由手动控制启动，卸碱泵分别与两个碱储罐的磁翻板液位计联动，当碱储罐达到“高高液位”时，卸碱泵即停止运行；

2)碱计量泵为两用两备配置，碱计量泵分别与排水水箱及循环小箱内的pH计联动，通过泵的电动冲程控制碱计量泵的加药量，使两个水箱内水的pH值稳定在工艺要求范围；每个水箱内分别设置有两个pH计；

3)循环水泵为一用一备配置，循环水泵恒压稳定向湿式静电除尘器供水喷淋，通过变频器控制循环水流量。当切换泵运行时，可以手动冲洗备用泵；循环水泵后设置有自清洗过滤器过滤循环水，防止循环水中夹带大颗粒物堵塞喷嘴，保证湿式静电除尘器稳定运行。

4)补水泵为一用一备配置，补水泵恒压稳定向湿式静电除尘器补水喷淋，并设定成间歇喷淋，间歇时间根据锅炉负荷率(0-100％)确定；

5)排水泵为一用一备配置，排水量根据锅炉负荷率(0-100％)来确定，通过变频器控制排水量。当切换泵运行时，可以手动冲洗备用泵。

6)除雾器冲洗水泵为一用一备配置，冲洗水泵入口设置一个带远传位置反馈的手动阀，出口设置一个电动开关阀，出口母管设置一个压力变送器；供3、4号机组冲洗水管路各设置一个手动阀、两个电动开关阀，实现与原有除雾器冲洗水系统自动切换冲洗。除雾器冲洗水泵出口同时接一路水管到脱硫工艺楼的石膏缓冲罐，管道按DN150设计，长度约60米，设置一个自动切换阀门。

2.2.3接口说明

接口：与脱硫DCS系统通讯接口：RS485串行口/Modbus-RTU协议。

与电厂MIS接口：OPC

2.3电气系统

2.3.1概述

本电气系统依据珠海发电厂一期3、4号机组新增湿式静电除尘器改造项目合同的要求进行设计，在消化吸收其它公司的先进技术的基础上同时借鉴国际其它同类著名公司的领先技术，针对自身的实际情况，电气系统在设计时充分考虑系统设计的合理性、可靠性和先进性，使该项目成为高质量的优质工程。

控制对象为一期3、4号机组2×600MW新增湿式静电除尘器，每台机组配两台单室一电场除尘器，每台除尘器都有结构上独立的壳体。2台机组共4台除尘器。

2.3.2每台机组WEP电气系统的组成

机组电气系统由高压电源系统、低压系统及配套的电气设备及自动化仪表元件等组成，并与电厂其它设备配合实现WEP的工况转换；当WEP中的设备发生故障时能自动发出相应的报警信号(或投入备用设备)，当WEP发生事故时能自动事故停机，以确保WEP能安全、稳定地运行。

2.3.3WEP系统电气设备的基本参数

a.高压电源：4台/机组，1.6A/55kV

b.电压：AC380V，50Hz，频率波动95～105％，电压波动85％～115％。

2.3.4WEP电气系统说明

1)为保证WEP安全稳定地工作，每台机组配置了4台1.6A/55kV的工频电源，4台GS箱，4台高压电源控制箱

高压电源系统高压控制柜设有下列功能：

●控制功能

a、能级火花跟踪控制。

b、峰值跟踪控制。

c、闪频跟踪控制。

d、阶段恢复跟踪控制。

e、间歇供电和脉冲供电控制。

●通信联网控制功能：(满足DCS通讯规约要求)

a、标准RS232、RS485串行口、双向、光电隔离

b、向DCS传送运行的一次电压、电流、二次电压、电流、火花率

c、设备的启动、停止、升压、降压、调整可受DCS控制。

d、通信距离不大于1公里。

●保护功能：

a、负载开路、短路保护

b、设备过流保护

c、变压器油温超限及偏励磁保护

d、设备启、停状态、设备故障、变压器故障、除尘器故障信号。

●显示功能

a、一次电压、电流、二次电压、电流的表计显示

b、火花率的数字显示

c、主回路接通、设备故障、变压器故障、除尘器故障显示。

2)低压电气系统

a、系统配置了2台MCC配电柜。

b、系统配置了一台电动执行器电源柜。

c、系统配置了一台低压程控柜

d、系统配置了绝缘子加热端子箱；绝缘子密封风机就地操作端子箱；水系统各种泵就地操作端子箱；照明配电箱；

e、为了在通向每一高压设备的入口门与该高压部分供电的整流变压器相联锁，防止高压触电，系统配置了1台安全联锁箱

f、为了使高压整流变压器检修方便，系统配置了电动的起吊系统

g、为了检修，每台除尘器配置了一台检修时需要的电源箱，里面有380V/220V用电

2.3.5绝缘子室密封系统

湿法脱硫系统后的烟气是带有石膏雾滴、PM2.5微细颗粒物及SO3酸雾的饱和湿烟气。烟气中的雾滴和粉尘一旦附着在绝缘子内壁，当电除尘器投入运行时，绝缘子容易产生爬电现象。本方法中采用的湿式电除尘器在结构上对绝缘子采取特殊保护措施，即对每一个绝缘子进行加热，保证绝缘子内壁干燥；考虑到石膏雾滴具有一定的粘性，石膏、粉尘较容易吸附在绝缘子内壁，因此，在湿式电除尘器顶部配有绝缘子密封风机系统，通过风机向绝缘子室中注入空气，大量的热空气会对绝缘子内表面进行强力吹扫，进一步保证绝缘子内壁清洁，避免出现火花放电，使得电除尘器能稳定运行。综合运用上述技术措施，保证湿式电除尘器在处理饱和湿烟气时能高效、稳定运行。

2.3.6接地系统

WEP本体与电厂接地网连接良好，WEP本体上及水系统上的电气设备均用接地导线连接到附件接地装置上。

2.4水处理系统

2.4.1废水水质及水量

1)水质，见表3所列。

表3水质分析表

项目	SS	pH	Cl-	平均温度	SO42-
						单位	mg/l	/	mg/l	℃	mg/l
数量	2260	5～6	440	20	600

注：氯根范围为50～500mg/l，每年约有2个月时间Cl-浓度最高可达650mg/l。根据湿法电除尘器工艺的特点，湿法电除尘器废水中的杂质主要包括悬浮物、氯离子和硫酸盐。

2)水量。本期工程2×600MW机组的除尘废水水量约为60m3/h。

2.4.2系统说明

湿式电除尘器废水的水量和水质与烟气成分、灰及吸附剂等多种因素有关。其中主要成分是固体悬浮物，如果废水直接用于除雾器的冲洗喷淋，可能导致除雾器喷淋的喷嘴堵塞，因此，湿法除尘器工艺需配套与此相适应的废水处理装置，该类废水处理系统通常采用物理处理的方法，以去除废水中的固体悬浮物，使废水得到澄清，符合除雾器冲洗喷淋的要求。

1)废水处理系统。废水处理系统主要由斜管沉淀池、助凝剂加药系统、地下清水池、地下泥水池等构成。其综合处理能力为：60m³/h。由循环水处理系统的排水泵送至管道混合器，在管道混合器出口加入助凝剂，以生成更大的絮凝体，最后进入斜管沉淀池。在斜管沉淀池中，絮凝体靠重力与水分离，籍此除去重金属及有害物质。斜管沉淀池的底部的污泥排入地下泥水池。澄清水由斜管沉淀池四周的溢流口流至地下清水池。地下清水池中的水由除雾器冲洗水泵送除雾器喷淋使用。

2)化学加药系统。湿式除尘器废水处理的化学加药系统由凝聚剂加药系统、助凝剂加药系统构成。加药系统将根据废水水质的实际情况，进行自动控制加药。加入助凝剂的目的使分散的悬浮颗粒凝聚成集中的絮凝体，以澄清废水。

三、试验项目和试验仪器

根据试验合同要求，本次试验所包括的项目如表4所列。

表4试验的主要测试项目

本试验所需的主要仪器设备如下表5所列。

表5试验主要仪器设备

序号	型号名称	精度	数量
				1	NGA2000/PMA10型烟气分析仪	1.0％	1
2	NGA2000型二氧化硫分析仪	1.0％	2
				3	PMA10型氧量分析仪	1.0％	2
4	标准气体(NO、SO₂)	1.0％	若干
				5	高纯氮(0％O₂)	1.0％	1
6	FLUKE测温仪(F-53II)	0.05％	2
				7	T型热电偶	0.75％	若干
8	毕托管(靠背管)	1.0％	1
				9	3kPa量程微压计	1.0％	1
10	1ka量程微压计	1.0％	1
				11	3012型烟尘采样仪	1.0％	2
12	DYM3大气压力表	1.0％	1
				13	粉尘测试仪	1.0％	1

序号	型号名称	精度	数量
				14	氮氧化物分析仪	1.0％	2
15	PM_2.5、PM₁₀取样装置	1.0％	1
				16	Hg取样及分析装置	/	1
17	SO₃取样及分析装置	/	1
				18	电源、胶管等	/	若干

四、测试方法

WESP(湿式电除尘器)系统性能试验的主要测点位置如图5所示，即在WESP本体前后的烟道上。

4.1粉尘浓度测量

测点位置：图5中位置1、2。采用网格法测量，测孔为预留的烟气采样孔。

测量仪器：3012型粉尘采样仪、皮托管等。

测量方法：用粉尘采样仪采用网格法取样，取样过程中记录取样的烟气体积、烟气温度、压力和大气压力，粉尘取样滤筒的空重和取样后的实重。同时从DCS系统采集表盘粉尘浓度数据，二者进行比较，得出粉尘浓度修正系数。WESP的粉尘除去率根据其进出口的浓度计算得到。

4.2PM_2.5、PM₁₀及其去除率测量

测量仪器：Dekati颗粒物取样系统等。

采用Dekati颗粒物取样系统，取样系统中包含的仪器设备主要有：旋风分离器、低压撞击器(LPI)、真空泵、烟气加热系统。在湿式除尘器的入口烟道、出口烟道上采用网格法进行PM_2.5、PM₁₀颗粒的取样，根据现场流速分布情况选取代表点作为测点。旋风分离器为芬兰Dekati公司的产品，旋风分离器通过导管、连接件与取样管尾部相连，用来脱除烟气中大于10μm的颗粒物。该旋风分离器规格符合美国EPA-201A标准，标准流量为10lpm，切割直径D50为10μm，实验条件下的流量及切割直径根据实验条件和Dekati公司旋风分离器产品附带的计算程序得出，与气体流量、环境温度、烟气中水分的含量、采样点的压力等多个因素相关。烟气的流量在10lpm左右，切割粒径D50大约在10～ 11μm之间。低压撞击器(LPI)。LPI为芬兰Dekati公司的产品，一共有13个层叠的撞击器。悬浮在气体中的颗粒物通过LPI时由于惯性作用，不同的粒径的颗粒将被不同的收集基片捕捉。标准条件下，LPI的配置参数如表6所示。

表6 LPI规格参数表

级号	喷口数	D50％(μm)	压力(kPa)	停留时间
					1	69	0.0281	10.00	0.0170
2	58	0.0565	22.50	0.0299
					3	21	0.0944	39.55	0.0530
4	19	0.1540	69.11	0.0693
					5	27	0.2580	89.10	0.0757
6	50	0.3770	97.10	0.0776
					7	48	0.6050	99.58	0.0782
8	20	0.9360	100.49	0.1000
					9	17	1.5800	101.00	0.1000
10	14	2.3600	101.18	0.1100
					11	3	3.9500	101.24	0.1200
12	1	6.6000	101.29	0.1400
					13	1	9.8000	101.32	0.0000
入口			101.33

取样使用的真空泵为德国生产的欧瑞康莱宝SV25B，取样过程中泵进口压力维持在0.01MPa左右，抽气量为10L/min。

4.3雾滴及除去率测量

测点位置：图5中测点1、2。采用网格法，测孔为预留的烟气采样孔。

测量仪器：TH-880Ⅳ烟尘采样仪、冷凝罐、冰漕等。

测量方法：用镁离子示踪法。由DCS采集试验过程中净烟气中O₂的浓度；用烟尘采样仪采用网格法进行取样，烟气中雾滴通过放入冰槽中的冷凝罐冷凝在罐体内，取样后用双蒸水冲洗冷凝罐，冲洗液定容后带回实验室进行Mg2+浓度分析。记录取样过程中取样烟气体积、温度、压力和大气压，同时分次采取吸收塔中浆液，混合后分析浆液滤液中的Mg2+浓度，最后计算得到烟气中雾滴的浓度。计算公式如下：

式中：C—烟气中雾滴浓度，mg/Nm³；M1—冷凝水中Mg2+浓度，mg/ml；M2—吸收塔浆液滤液中Mg2+浓度，mg/ml；V2—抽取的烟气量，Nm3；V1—冷凝水体积，ml；Cx—吸收塔浆液含固率。雾滴除去率根据WESP进出口浓度计算而得。

4.4 SO₃浓度及脱除率测量

测点位置：测点位置如图5中1、2，测孔为预留的烟气采样孔。

测量仪器：石英棉过热器、加热取样枪、水浴锅及蛇形吸收管、烟尘动态平衡采样仪、抽气泵及氧量计等。

试验方法：用冷凝控制法。用烟尘动态平衡采样仪采用代表点法进行取样，设定加热枪温度为260℃和水浴温度为75-85℃，开始升温。待温升到指定值后开启抽气泵，调节抽气速率为10L/min，保持抽气速率并抽气30min，准确记录抽气时间和抽气体积，用50ml左右的去离子水分3次冲洗螺旋管及其连接处，并用去离子水定容于250ML的锥形瓶内，取得的样拿回实验室化验分析。试验中加氧量计的作用是检测试验中管道连接处是否泄漏。SO₃脱除率计算公式如下：

η(SO3)＝(c_SO3,i-c_SO3,o)/c_SO3,i×100％

式中：c_SO3,o为湿式除尘器出口的SO₃的浓度；c_SO3,i为湿式除尘器入口的SO₃的浓度。

4.5 SO₂浓度及脱除率测量

测点位置：图中位置1、2所示。测孔为预留的烟气采样孔。

测量仪器：NGA2000型烟气分析仪、PMA10型氧量分析仪、伴热取样枪、烟气冷却器、抽气泵和标准气体等。

测量方法：试验时，把带有伴热的取样管插入测点，烟气经烟气冷却器后分别通入二氧化硫分析仪和氧量测试仪，采用网格法进行逐点测量，把测试的数据进行处理后得出实测的SO₂浓度和O₂。同时由DCS系统采集试验期间表盘SO₂和O₂的数据(如有)。为了减小测量误差，试验前后分别用SO₂和O₂的标准气体及零气(纯氮气)对测量仪表进行标定，保证试验前后仪表的指针没有“飘移”现象发生。SO2脱除率由湿式除尘器进、出口的SO₂的浓度计算得到。

4.6 NO_x和O₂的测量

测点位置：图5中位置1、2所示。测孔为预留的烟气采样孔。

测量仪器：NGA2000型烟气分析仪、PMA10型氧量分析仪、伴热取样枪等。

采用网格法，在WESP的进口和出口测量NO_x和O₂，采用网格法进行逐点测量，把测试的数据进行处理后得出实测浓度。并用以计算脱硝率。脱硝率计算方法如下：

c_NOx,o：WESP出口的NO_x浓度；c_NOx,i：WESP入口的NO_x浓度。

4.7漏风率和烟气流速、流量测定

测点位置：图5中位置1、2所示。采用网格法测量，测孔为预留的烟气采样孔。

测量仪器：标定过的靠背管、热电偶、微压计和温度显示表。

测量方法：采用网格法测量各点的烟气流速(动压)、静压、温度和氧量，计算出烟气流量(标态)，同时从DCS系统采集表盘流量数据，二者进行比较，得出烟气流量修正系数。漏风率由WESP进出口烟气量或氧量计算而得到。

4.8烟气温度测定

测点位置：图5中位置1、2所示。采用网格法，测孔为预留的烟气采样孔。

测量仪器：NiCr-Ni热电偶，测温仪等。

测量方法：用NiCr-Ni热电偶采用网格法逐点进行温度的测量，取各测点温度的算术平均值。同时从DCS系统采集试验期间相应位置表盘温度的数据，二者进行比较，可得出各温度测点处的温度修正系数。

烟气的含湿量根据相关标准采用重量法测量。

4.9湿式电除尘进出口烟气汞的测量

测点位置：图5中位置1、2所示。测孔为预留的烟气采样孔。

测量仪器：XC260汞采样器等，在实验室内分析得到重金属(汞)的含量。

4.10其他参数的测量

WESP本体及烟道阻力测量在WESP进出口及相应的烟道上测量全压，计算得到。

WESP的电耗在电气系统进线开关位置测试输入母线的有用功数据，对试验期间的数据进行算术平均。同时记录WESP系统设备主要运行电流、电压等参数可算验证。WESP系统循环水量及水耗在试验期间根据水流量计，来统计水耗量。WESP的碱耗量由试验期间根据碱液箱液位的变化来进行统计计算。对澄清池出水的浊度取样进行测定。

五、试验结果和分析

5.1粉尘浓度及除去率

表7为A侧WESP进出口粉尘取样和分析结果，A侧WESP进口粉尘平均浓度为18.63mg/Nm³(标、干、6％O₂)，A侧WESP出口粉尘平均浓度为3.33mg/Nm³(标、干、6％O₂)，粉尘除去率为82.1％。表8为B侧WESP进出口粉尘取样和分析结果，B侧WESP进口粉尘平均浓度为20.57mg/Nm³(标、干、6％O₂)，B侧WESP出口粉尘平均浓度为3.53mg/Nm³(标、干、6％O2)，粉尘除去率为82.9％。这样A/B两侧WESP出口粉尘平均浓度为3.43mg/Nm³(标、干、6％O2)，WESP总的粉尘除去率为82.5％，达到了性能保证值大于70％的要求。

表7 A侧WESP进出口粉尘取样和结果

表8 B侧WESP进出口粉尘取样和结果

5.2PM_2.5、PM₁₀及其去除率测量

表9为A、B侧WESP进出口PM_2.5、PM₁₀取样和分析结果，WESP的PM₁₀平均除去率为74.2％，PM_2.5平均除去率约为80.4％，达到了性能保证值70％的要求。

表9 A、B侧WESP进出口PM_2.5、PM₁₀取样和结果

5.3雾滴及除去率

吸收塔浆液滤液及取样冷凝液的Mg2+含量化验和计算结果见表10所列，计算得到3号WESP的雾滴除去率平均为86.46％，达到了性能保证值70％的要求。

表10 WESP的雾滴除去率计算结果

5.4 SO₃浓度及脱除率

SO₃浓度及脱除率计算结果见表11所列，计算得到3号WESP的SO₃除去率平均为63.2％，达到了性能保证值60％的要求。

表11 WESP的SO₃浓度及脱除率结果

5.5 SO₂浓度及脱除率

由于WESP进出口烟气中的SO₂浓度极低，而且水分含量大，因此测得的SO₂浓度都在仪器的低限(5ppm即14.3mg/Nm3以下)，很多时候测不出。表12为B侧WESP进口烟气中测得的SO₂浓度，平均浓度只有9.71mg/Nm³(标、干、6％O₂)，WESP的SO₂脱除率也难以准确测量(注：对SO₂，1ppm＝2.86mg/Nm³)。

表12 WESP进口烟气中的SO₂浓度

5.6 NO_x浓度及脱除率

表13为A/B侧WESP进出口NOx的分析结果，考虑到测量误差，可知WESP对NO_x基本没有除去效果(注：对NO_x，1ppm＝2.05mg/Nm³)。

表13 A/B侧WESP进出口NO_x的测试结果

5.7漏风率和烟气流速、流量

表14为实际测得的A/B侧WESP进出口测量处的烟道流速和烟气量，烟道尺寸为6000×7600×6(mm),在满负荷下吸收塔出口的烟气量约为220万Nm³/h (标态，实际O₂)，WESP的平均漏风率为-1.87％，考虑到测量误差，可知WESP基本没有漏风。

在测量截面上A/B侧烟气流速分别为8.1、7.55m/s，WESP本体截面为13200×9850×6(mm)，其有效截面积为120m²，这样WESP本体烟气流速分别为3.07、2.86m/s，平均烟速为2.97m/s。

表14 A/B侧WESP烟道流速和烟气量

5.8烟气温度和含湿量

WESP进出口的烟气温度测量结果见表15所列，可见WESP进出口的烟气温度分布是很均匀的，在49.7±0.4℃。

表15 WESP进出口的烟气温度测量结果

烟气中的水分采用重量法测量，表16列出了测量计算结果，计算公式如下 (各符号含义见表16)：

可知脱硫塔出口烟气中水分含量较高，在WESP进口，水分含量A/B侧平均为11.45％，出口平均为11.68％。

表16烟气中含湿量结果

5.9湿式电除尘器进出口烟气汞

WESP进出口烟气中的总汞含量测试结果见表17所列，可见烟气中的总汞含量很低，出口平均浓度约1.06μg/m³，进口Hg浓度不过在2.53μg/m³左右，远低于国家环保标准的要求(30μg/m³)。A/B两侧的Hg脱除率分别为29.63％、91.50％，平均为60.56％。两侧脱除率相差较大，可能与Hg浓度含量低以及测量位置有关。

表17 WESP进出口烟气中的总汞含量测试结果

注：1ng＝10-3μg＝10-6mg＝10-9g。

5.10本体及烟道阻力

WESP的本体阻力见表18所列，A侧为100Pa，B侧为58Pa，均小于性能保证值的200Pa要求。新增烟道阻力是WESP出口静压扣除GGH净烟气侧阻力367Pa及部分原有烟道阻力(在烟囱入口处测得平均压力为0Pa)，同时加上吸收塔出口到WESP进口段阻力。由于吸收塔出口处无压力测点，故该段阻力只能估算。A侧新增烟道阻力约为608-367+100＝341Pa，B侧为745-367+150＝528Pa，两者平均为435Pa，满足设计的500Pa要求。

表18 WESP的本体阻力测试结果

5.11 WESP的电耗

WESP的电耗由本体、辅机及废水处理公用系统电耗组成，3号WESP本体运行高压柜二次侧电压平均为42kV，电流1600mA，则本体耗电为：P1＝42×1.6×4＝269kW。WESP辅机功耗统计见表19所列，合计136kW，运行取系数0.8，则功耗为：P2＝136×0.8＝109kW。废水处理公用系统总功率25kW，按单台炉计算实际运行取系数0.8，则功耗为：P3＝25×0.8×0.5＝10kW。这样3号WESP的总电耗为P1+P2+P3＝388kW□h/h。

表19 3号WESP辅机功耗

5.12 WESP系统循环水量及水耗

根据1月12日-16日5天中WESP系统的循环水量、A/B侧冲洗水量及排水量(即水耗)的运行曲线，各水量与锅炉运行负荷关系总体不大，循环水量在65-78m3/h，平均约70m3/h。排往沉淀池的水量是A/B侧冲洗水量的总和，水量在20-30m3/h，平均约22m3/h。

5.13 WESP的碱耗量

在1月12-16日整个试验期间，3号WESP的碱液泵一直都无需启动，碱液箱液位一直维持在1.2m。即WESP的碱耗量为0。

5.14澄清池出水的浊度

采用浊度仪对样品分析，2个样的结果分别为4.57、12.80NTU，平均值为8.69NTU。表20汇总了本次WESP试验的主要试验结果。

表20 WESP试验的主要试验结果汇总

六、试验结论

本次性能试验结论见表21所列，由表可见，3号WESP的主要性能指标均达到了设计要求，电厂采用WESP来满足环保“近零排放”的要求是成功。

表21 WESP主要性能保证值和试验结果

序号	保证值项目	单位	保证值	试验值	结论
						1	粉尘去除率(含石膏)	％	70	82.5	合格
2	PM_2.5去除率	％	70	80.4	合格
						3	雾滴去除率	％	70	85.46	合格
4	SO₃去除率	％	60	63.2	合格
						5	本体阻力	Pa	200	79	合格
6	烟道阻力	Pa	500	435	合格

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种湿式电除尘器性能现场验证方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的湿式电除尘器性能现场验证方法，其特征在于，所述对所述试验项目进行试验，获得试验项目结果的步骤之前还包括：

根据所述试验项目，确定所述试验项目所需仪器设备，并对所述所需仪器设备的参数进行标定。

3.根据权利要求2所述的湿式电除尘器性能现场验证方法，其特征在于，所述所需仪器设备具体包括烟气分析仪、二氧化硫分析仪、氧量分析仪、烟尘采样仪、氮氧化物分析仪、PM_2.5与PM₁₀取样装置、Hg取样及分析装置、SO₃取样及分析装置。

4.根据权利要求1或2或3所述的湿式电除尘器性能现场验证方法，其特征在于，所述试验项目具体包括粉尘浓度测量试验、PM_2.5与PM₁₀去除率测量试验、雾滴及去除率测量试验、SO₃浓度及脱除率测量试验、SO₂浓度及脱除率测量试验、NO_x与O₂的测量试验、漏风率和烟气流速与流量测定试验、烟气温度测定试验以及湿式电除尘进出口烟气汞的测量试验。

5.一种湿式电除尘器性能现场验证系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的湿式电除尘器性能现场验证系统，其特征在于，还包括：

设备参数标定模块，用于根据所述试验项目，确定所述试验项目所需仪器设备，并对所述所需仪器设备的参数进行标定。

7.根据权利要求6所述的湿式电除尘器性能现场验证系统，其特征在于，所述所需仪器设备具体包括烟气分析仪、二氧化硫分析仪、氧量分析仪、烟尘采样仪、氮氧化物分析仪、PM_2.5与PM₁₀取样装置、Hg取样及分析装置、SO₃取样及分析装置。

8.根据权利要求6或7所述的湿式电除尘器性能现场验证系统，其特征在于，所述试验项目具体包括粉尘浓度测量试验、PM_2.5与PM₁₀去除率测量试验、雾滴及去除率测量试验、SO₃浓度及脱除率测量试验、SO₂浓度及脱除率测量试验、NO_x与O₂的测量试验、漏风率和烟气流速与流量测定试验、烟气温度测定试验以及湿式电除尘进出口烟气汞的测量试验。