随着国家对燃煤电厂全面实施超低排放，在湿法脱硫后增加湿式电除尘器成为燃煤电厂烟尘实现超低排放的有效措施之一。湿式电除尘技术虽然问世已有一百多年历史，但在我国燃煤电厂中使用较少，可以说湿式电除尘器在国内电厂的应用还处于起步阶段。
福建龙净环保股份有限公司对燃煤电厂用湿式电除尘技术进行了大量的研究和实验，并通过多个工程的实际应用，总结归纳出燃煤电厂湿法脱硫后用金属极板卧式湿式电除尘器的选型方法，且成功地应用于国内多个“超低排放”改造工程。
1、湿式电除尘器收尘原理
在收尘机理上，湿式电除尘器与干式电除尘器基本一致，主要是向电场空间输送高压，通过空间气体电离，烟气中粉尘颗粒和雾滴颗粒荷电后在电场力的作用下，移动到收尘极，在收尘极上聚集，通过收尘极上流动的液膜清除粉尘。
静电除尘器的除尘过程可分为四个阶段：气体的电离、粉尘获得离子而荷电、荷电粉尘向电极移动、将电极上的粉尘清除。只是湿式静电除尘脱除的对象有粉尘和雾滴，也是因雾滴与粉尘的物理特性存在差别，所以其工作原理也相应的会有所差异。
从原理上来讲，首先由于水滴的存在对电极放电产生了影响，要形成发射离子，金属电极中的自由电子必须获得足够的能量，才能克服电离能而越过表面势垒成为发射电子。让电极表面带水是降低表面势垒的一种有效措施。水覆盖金属电极表面后，将原来的“金属-空气”界面分割成“金属-水”和“水-空气”界面，后两种界面的势垒比前一种界面的势垒低很多。这样，金属表面带水后，将原来的高势垒分解为两种低势垒，大大削弱了表面势垒对自由电子的阻碍作用，使电子易于发射。
另外，水中的多种杂质离子在电场作用下，也易越过表面势垒而成为发射离子。这些都改变了电极放电效果，使之能在低电压下发生电晕放电。其次由于水滴的存在，水的电阻相对较小，水滴与粉尘结合后，使得高比电阻的粉尘比电阻下降，因此湿式静电除尘的工作状态会更加稳定；另外由于湿式静电除尘器采用水流冲洗，没有振打装置，所以不会产生二次扬尘。
2、金属极板卧式湿式电除尘器试验研究
从湿式电除尘器的收尘原理分析，湿式电除尘器与干式电除尘器是相同的，但由于两者所处理的对象存在差异，所以湿式电除尘器选型可以借鉴干式电除尘器，但必须分析其处理介质的独特特点。湿式电除尘器在整个烟气治理系统中位于湿法脱硫之后，所以其处理的对象即为湿法脱硫排出烟气。
①在低粉尘浓度的工况下，湿式电除尘器仍能够保持较高的除尘效率，比集尘面积达到一定值时，各级颗粒的脱除效率均能达到80%以上，对于0.1μm以下及3μm以上的颗粒，其效率可达90%。
②放电电压、比集尘面积及极板水膜对湿式电除尘器内细颗粒荷电及分级脱除效率均有重要影响，放电电压增大，细颗粒荷电量增加，分级脱除效率提高；比集尘面积增大，细颗粒的停留时间增长，颗粒向极板迁移时间增长，除尘效率有明显提高；极板水膜能提高细颗粒荷电及对细颗粒捕集效率。
通过对湿式电除尘器大量的试验研究和调研，同时参考国外相对成熟的燃煤电厂湿式电除尘器的应用情况，最终我们确定燃煤电厂湿法脱硫后湿式电除尘器采用国际主流的“金属极板卧式结构”。
3、金属极板卧式湿式电除尘器选型技术
3.1查找分析设计参数的准确性
影响到湿式电除尘器性能的最主要因素就是工况条件，包括处理烟气量、烟气温度、烟气湿度、烟气含氧量、入口粉尘粒径、入口粉尘浓度等，依据已有条件和以往同类机组经验，分析各关键参数（烟气量、烟气温度、入口含尘浓度等）的正确性，确保设计基础无误。
3.2确定设计目标
依据已有的设计参数和业主要达到的最终烟气排放目标来确定湿式电除尘器的除尘效率、除SO3效率、除雾滴效率、烟气阻力等最终设计目标。
3.3电除尘器规格容量的确定
（1）确定比集尘面积
因湿式电除尘器收尘机理与干式电除尘器相同，故在比集尘面积的计算方面依然适用于经典的多依奇效率计算公式。由于多依奇公式是多个相对理想的假设条件下得出的，故在实际使用中，我们需要采用其修正公式，根据实验和工程经验给予合理的修正，确保最终选型的正确，具体修正公式如下：
（2）确定电场风速
根据大量的试验数据验证，目前湿式电除尘器在电场风速高达4.5m/s时，对极板的水膜成形以及收尘效率影响较小，但考虑到结构稳定性，已经长期高效可靠运行，一般在具体应用中，推荐湿式电除尘器的电场风速小于3m/s。
(3)确定电场数
根据确定的比集尘面积和电场风速就可以计算出除尘器所需的总集尘面积和断面积，据此通过已有的选型系列化型谱就可以细化电场长度、极板有效高度等具体参数。湿式电除尘器不同于干式电除尘器，由于往往入口含尘浓度都比较低，所有除尘效率也较干式电除尘器更低，一般选取一到两个电场。当湿式电除尘器除尘效率要求大于80%时，推荐采用两个电场的结构，可以更有效地保证最终排放指标。
(4)极配形式的确定
阴阳极作为电除尘器的核心组成部分，对除尘效率影响重大。阳极板是湿式电除尘器的核心构件之一，它的结构形式是否有利于形成均匀水膜，是否能消除一般极板的“沟流”现象，是湿式电除尘器极板结构设计时必须考虑的。福建龙净环保股份有限公司采用的是WBE型金属宽极板，原型来源于干式电除尘器BE型极板，在此基础上经过大量试验研制成型。WBE型金属极板不但水膜均匀性完好，而且极板刚性好，有利于生产和安装。
阴极线线型的选择，由于其处于可能被水膜包覆影响放电的环境中，宜采用起晕电压低、易冲洗的极线型式，有效防止液滴停留在针尖上，保证针刺的放电能力和减少液滴腐蚀的线型，我公司采用了锯齿线，并于阴极框架采用了无焊接的先进连接方式，确保了可靠性。
经过大量试验研究我们最终确定的阴阳极同极距为300mm，不同于干式电除尘器400～450mm的宽极距。在此极距下，电场更易于放电，释放更多电荷有利于细颗粒物的荷电和收尘。
（5）高压电源的确定
配套高压电源的额定电流按供电区域集尘面积的大小确定，对于常规干式电除尘器一般可在0.2～0.5mA/m²范围内选取，而湿式电除尘器由于水介质的参入，板电流密度可以提高至0.6～1.0mA/m²的范围。当然电流容量也不是选越高越好，也是要根据实际工况的运行电流而定。也有T/R电流选得过大，而实际运行电流小，使T/R阻抗压降减小，输出电压增高，导通角减小，二次电压降低的问题。
而高压电源的电压等级是根据不同的极间距确定的。一般可在3～3.5kV／cm范围内选取，对于湿式电除尘处理对象为低比电阻以及锯齿线针尖放电的特点，电压等级可取低一些。当然电压等级也不是选越高越好，而是要根据实际工况的击穿电压而定。其原因是T/R输出电压过高，而实际电场击穿电压低，造成导通角小，二次电压偏低。
目前常规按同极距300mm选55～66kV。针对上述选型技术所确定的湿式电除尘器，结合技术经济性对比，确定最终规格型号等完成选型流程。
4、金属极板卧式湿式电除尘器的应用
国内首台湿法脱硫后湿式电除尘器在上海长兴岛成功投运；2013年10月，国内首台330MW大型机组湿法脱硫后湿式电除尘器在华电淄博成功投运；2014年8月，国内首台670MW大型机组湿法脱硫后湿式电除尘器在大唐山东黄岛成功投运。
至2015年底，WBE型湿式电除尘已取得14台1000MW机组合同业绩。已经投运的神华国华河北三河电厂2号炉350MW机组、神华国华河北定州电厂3、4号炉660MW机组、神华惠州电厂1号炉330MW机组等工程湿式电除尘器出口烟尘浓度都稳定在2mg/m³以内，高效地实现了燃煤电厂烟尘超低排放的指标。
5、小结
WBE型金属极板卧式湿式电除尘器在选型技术方面通过大量科学试验的积累，以及大量工程的实践，经检验证明，WBE型湿式电除尘技术水平和工业应用均处于国内领先，为实现燃煤电厂烟尘“超低排放”提供了高效、稳定、可靠的技术支撑。
原标题：金属极板卧式湿式电除尘器选型与应用
