陈晓明

（广州中电荔新电力实业有限公司，广东 广州511340）

1 引言

随着国家对环保的日益重视，火力发电厂作为重要的能源企业，对污染物的排放也越来越严格。根据国家能源局下发的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》，要推进燃煤机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保改造，即在基准氧含量为6%的条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10 mg/m3、35 mg/m3、50 mg/m3。为此，中国燃煤电厂超低排放改造如火如荼，其中湿式电除尘器是超低排放改造的主流产品之一[1]。湿式电除尘器作为一种高效除尘器，结合传统的干式除尘器，它可实现烟气粉尘浓度排放在10 mg/m3以下的目标。如此一来，湿式电除尘器也在越来越多的电厂得到应用。

2 湿式电除尘技术现状

湿式电除尘器（WESP）是用于脱除湿烟气中的尘、雾、液滴及气溶胶、PM2.5等杂质的静电除尘设备。作为脱硫前端除尘设备的有效补充，它可以对烟气脱硫后的含石膏雾滴烟气进一步除尘，从而达到烟尘排放低于10 mg/m3的目标。湿式静电除尘器除了具有除尘效率高、压力损失小、操作简单、能耗小的特点，它还具有不受粉尘比电阻影响，无二次扬尘等技术优势，对PM2.5、SO3酸雾等都有较高的脱除效率[2]。它适用于处理含湿烟气，尤其适用于处理电厂、钢厂湿法脱硫之后的含尘烟气。常见的湿式电除尘器主要由阳极板、阴极线、高压直流电系统及雾化冲洗系统组成。根据烟气流向，湿式静电除尘器可分为横流式（卧式）和竖流式（立式），横流式多为板式结构，气体流向为水平方向进出，结构类似干式电除尘器；竖流式多为管式结构，气体流向为垂直方向进出。

3 某电厂超低排放改造

某电厂有2 台330 MW 的热电联产机组，在2015 年2台机组相继完成了烟气超低排放改造工程，脱硫塔后增设了湿式电除尘器（WESP），整个烟气处理流程如图1 所示。

图1 烟气流程图

该厂脱硫工艺采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，吸收塔采用传统的喷淋塔，塔高40.6 m，安装有5 层喷淋层，喷淋层上部布置有3 级屋脊式除雾器，塔体下部安装有上下2 层共6 台搅拌器，上层搅拌器对应3 条氧化风喷管。烟气经过吸收塔喷淋层后，再连续流经除雾器除去所含浆液雾滴，经脱硫处理的烟气通过喇叭口状的烟道进入湿式电除尘器，两者之间通过非金属膨胀节连接。湿式电除尘器采用水平板式结构，独立布置在吸收塔出口烟道，采用金属不锈钢作为极板极线，上方设计有雾化喷嘴，可对收尘极进行连续清洗。整个湿式除尘器系统由除尘器本体、循环水系统、配套高压整流设备及低压控制系统等组成。经超低排放改造后，该厂的烟气排放指标达到并超过了超低排放指标。

4 湿式电除尘器本体晃动

在2018-12，运行人员发现#1 机组湿式除尘器顶部电动葫芦架晃动大，部分支架焊点有松脱情况。现场除尘器本体均有晃动，以湿电顶部晃动最为明显。同时相邻的吸收塔本体也有晃动，最高层的喷淋层循环管晃动明显。

5 设备检查处理

针对湿式电除尘器及脱硫吸收塔晃动偏大的情况，首先加固了相关晃动设备，同时组织人员进行了检查分析。对湿式电除尘器及吸收塔外围设备进行了检测，但未找到明显的振动源。为近一步解决问题，该厂联系了设备厂家及相关科研单位人员对现场进行踏勘、诊断。设备厂家诊断钢结构强度、挠度及受力在可接受范围，湿式除尘器及脱硫塔区域地质未发生变化，没有沉降，可排除外因影响。

为了减少晃动因素，对吸收塔浆液循环泵进行切换操作，同时对吸收塔顶部事故喷淋箱上的事故喷淋管增加软连接，拆除湿电循环水管与吸收塔出口烟道测点的连接平台上的抱箍，确保湿电循环水管与平台不接触，同时在其他不影响的地方加固循环管，避免因吸收塔晃动而带动湿式电除尘器晃动。经过一系列处理后，湿式电除尘器晃动情况未得到改善。

为近一步查找原因，在2019-01，利用#1 机组停机的机会，对脱硫吸收塔及湿式电除尘器进行了内部检查。检查发现吸收塔出口与湿式电除尘器连接处的烟气导流板出现脱落情况，导流板失效，如图2 所示。吸收塔及湿式电除尘器内部其他附属设备完好，未出现异常。将导流板修复正常后，#1 机组重启，湿式电除尘器及吸收塔晃动大幅度降低，振动大问题得到解决。

图2 吸收塔出口导流板脱落

6 湿式电除尘器晃动大的原因分析

湿式电除尘器高约45 m，对于该高层建筑来说，需考虑一定的风振影响。当建筑物受到风力作用时，不但顺风向可能发生风振，而且在一定条件下，也可能发生横风向的风振[3]。该地区年平均风速为1.8 m/s，结合实际风速情况及与#2 机组湿式电除尘器对比，风振对设备影响不大。且在无风情况下，该湿式电除尘器仍晃动。因此湿式电除尘器晃动大主因并不是风振因素。

当烟气由吸收塔进口烟道进入塔内后，由下到上依次经过吸收区、喷淋层、塔内除雾器、出口烟道，吸收塔出口烟道与塔体呈90°布置，烟气折向后通过喇叭形状的入口进入到湿式电除尘器。由于除雾器横截面积较大，当烟气通过90°转向后，极易在喇叭口处产生一个不稳定的气流漩涡，这不仅增大了吸收塔的压降，而且会对吸收塔及湿式电除尘器带来冲击，进而引起设备强烈的震动，甚至会造成事故。

该气流漩涡产生的主要原因是气体在转角位会形成上部流速较高、下部流速较低的现象，导致气流速度分布不均，在烟道喇叭口位置，便形成了气流漩涡。一般在脱硫烟道内合理加入导流板，可以使气流变得均匀[4]，避免气流漩涡的生产。而当导流板失效后，产生的气漩涡作用于湿式电除尘器，便会导致湿式电除尘器振动。

事后对导流板进行分析发现，由于导流板所处环境较为恶劣，气体含湿量较大，腐蚀较严重且烟气不断冲刷，同时导流板焊点质量不过关，造成导流板焊点失效，导致导流板固定失效而掉落，造成烟气扰动，这是造成湿式电除尘器晃动大的主要因素。

7 结论与对策

由于导流板失效造成烟气分布不均匀，产生气流漩涡，这是造成设备晃动大的主要原因。通过修复加固吸收塔出口烟道的导流板后，后端的湿式电除尘器晃动大大减小，恢复正常。在平时设备检查与维护的过程中，要加强相关导流板的检查，同时严把材料及安装质量，防止出现类似的不安全事件。