一(yī)、概論
煙塵是造成大氣汙染的主要因(yīn)素之一,減少大氣汙染的根本措施_是減少有害物質向大氣的排放。目前_環保(bǎo)標準趨於嚴格,對(duì)汙(wū)染物排放征收的費用和要求也越來越高。過去隻要達標_可以免交排(pái)汙費,而(ér)且排放標準要求也比較低,電廠相對比較容易實現達標排放(fàng)。現在排放標準提高(gāo)了,采(cǎi)用靜(jìng)電除塵器達標_相對比較困難,而且即使達標了,也會對汙染物征收排放費。因此,燃煤電廠在選擇鍋爐煙(yān)氣淨化設備時_考慮這些客觀因素(sù)。
在選擇除塵技術時,應(yīng)充分考慮經濟性、可靠(kào)性、適用性和社會性等方麵的影響(xiǎng)。除塵技術的(de)確定(dìng)受到當地條件、現場條件(jiàn)、燃(rán)燒煤種特性、排放標準和需要達到的除塵效(xiào)率等多種因(yīn)素的影響。
針對目前環保(bǎo)要求、汙染物排放(fàng)費用的征收情(qíng)況以及靜電除塵器和布袋除塵器在性能上的差異和在各行各(gè)業應用的實際情況,對兩種除塵器在實際應用中的基本性能做一(yī)個簡單客觀的對比。
二、除塵效率
眾所(suǒ)周(zhōu)知,布袋除塵器比靜電除塵器有更高的除塵效率,尤其對人體有嚴重(chóng)影響的重(chóng)金屬粒子及亞微米級塵粒的捕集更為有效。通常除塵效率可達99.99%以上,排放煙塵濃度能(néng)穩定低於50mg/Nm3,甚(shèn)至可達10 mg/Nm3以下,幾乎實現零排放。
從目前電力行業燃煤(méi)鍋爐應用的情況來看,布袋除塵(chén)器的(de)排放能_在30 mg/Nm3以下。呼和浩特電廠兩台200MW機組的鍋爐煙氣淨(jìng)化采用了布(bù)袋(dài)除塵器,從CEMS係統長期自(zì)動監測的(de)結果(guǒ)和_檢(jiǎn)測單位的測試人員人工(gōng)采樣測試的結(jié)果來看,排放濃度均低於27 mg/Nm3。
隨著_環保標準的進一步提高和越(yuè)來越多的電廠燃用低硫煤(或者經過了_脫硫),_電除塵器而(ér)言,即使(shǐ)達標(biāo)也變得(dé)越來越困難。而布袋除塵器其_的過濾機理決定了它不(bú)受燃燒煤種物化性(xìng)能變(biàn)化的影響,具有穩(wěn)定(dìng)的除塵效率。針對目前_環保的排放(fàng)標準和排放費用的征收辦法,布袋除塵器(qì)所帶來的經濟效益是顯而易見(jiàn)的。
三、係統變化對(duì)除塵器的影響
燃煤電廠的煤種相(xiàng)對穩定,但也不能避免遇到煤種或煤質發生變化(huà)的時候;鍋爐係統是一個經常變(biàn)動和調節的係統,因此從鍋(guō)爐中出來(lái)的煙氣物(wù)化性能、煙塵濃度、溫度等參數也不能_不發生變化。這一係(xì)列的變化,針對不同的除塵器會引起明顯不同的變(biàn)化。下麵從主(zhǔ)要的幾個方麵進行對比:
1、送、引風(fēng)機風(fēng)量不變,鍋爐(lú)出口煙塵濃度變化
對布袋(dài)除塵器:煙塵濃度的變化隻引起布袋除塵器濾袋負荷的變化,從而(ér)導致清灰頻率改變(biàn)(自動調(diào)節(jiē))。煙塵濃度高濾袋上的積灰(huī)速度快,相應的(de)清灰頻(pín)率高,反之清灰頻率低,而對排放濃度(dù)不會引起變化。對靜(jìng)電除塵器:煙塵濃度的變化直接影響粉塵的荷電量,因(yīn)此(cǐ)也直接影響了靜電除塵器的除塵效率,_終(zhōng)反映在排放濃度的變化上。通(tōng)常煙(yān)塵濃度(dù)增(zēng)加除塵效率提高(gāo),排放濃度會相應增加;煙塵濃(nóng)度減小除塵效率降低,排放濃度會相應降低。
2、鍋爐煙塵量不變,送、引風機風量變化
對(duì)布袋除塵器:由於風量的變化直(zhí)接引起過濾風速的變化,從而引起設備阻力的變化,而對除塵效率基本沒有影響。風(fēng)量加大設備阻力加大,引風(fēng)機(jī)出(chū)力增加;反之引風機出力減小。
對靜電除塵器:風量的變化對設(shè)備沒有什麽太大影響,但(dàn)是(shì)靜電除塵(chén)器的除塵效率(lǜ)隨風量的變化非常明顯。若風量增大,靜電除塵器電場風速提高(gāo),粉塵在電場中的停(tíng)留時間縮短,雖然(rán)電場中風擾動增強了荷電粉(fěn)塵的有效驅進(jìn)速度,但是這不(bú)足以抵償高風速引起(qǐ)的粉塵在電場中駐留時間縮短和二次揚塵(chén)加劇所帶來的負麵影響,因此除塵(chén)效率降低非常明顯;反之,除塵效率有(yǒu)所增加,但增加幅度不大。
3、溫度的變化(huà)
對布袋除塵器:煙氣(qì)溫度(dù)太低,結露可能(néng)會引起(qǐ)“糊袋”和殼體腐蝕,煙氣溫度太高_過濾料允(yǔn)許溫度易“燒袋”而損壞濾袋。但是如果溫度的變化是(shì)在濾料的承受(shòu)溫度範圍內,_不會影響除塵效率。引起不良後果的溫度是在_端溫度(事故/不正常狀態)下,因此對於布袋除塵器__設有對_溫度控製的有(yǒu)效保護(hù)措施。
對靜電除塵器:煙氣溫度(dù)太低,結露_會引起殼體腐蝕或高壓爬(pá)電(diàn),但是(shì)對除塵效率是有好(hǎo)處的;煙氣溫度升高,粉塵比電阻升高不利於除塵(chén)。因此煙氣溫度直接影響除塵效率,且影響較為明顯。
4、煙氣物化成分(或燃燒煤種)變(biàn)化
對布袋除(chú)塵器:煙氣的物(wù)化成份對布袋除塵器的除塵效率沒(méi)有影響。但是如果煙氣中含有對所有濾料都有腐蝕破壞的成分時(shí)_會直接影響濾料的使用壽命。
對靜電除塵器:煙氣物化成份直接引起(qǐ)粉塵比電阻的變化,從(cóng)而影響除塵效率,而且影響很大。影響_為(wéi)直接的是煙氣(qì)中硫(liú)氧化物的含量,通常硫氧氣化物的含量越高,粉塵比電阻越低,粉(fěn)塵越容易捕集,除塵效率_高;反之(zhī),除塵效率_低。另外煙塵中的化學成分(如矽(guī)、鋁、鉀、鈉等含量)的變化也將引(yǐn)起除塵效率的明顯變化。
5、氣流分布
對布袋除塵器:除塵效(xiào)率與氣流分布(bù)沒有直接關係(xì),即氣流分布不影響除塵效率。但除塵器內部局部氣流分布應盡量均勻(yún),不能偏(piān)差太大,否則會由於局部負荷不均或射流磨損造(zào)成局部破(pò)袋,影響除(chú)塵(chén)器濾袋的正常使用壽命。
對靜電除塵器:靜電除塵器非常敏(mǐn)感電場中的(de)氣流分布,氣流(liú)分布的好壞(huài)直接(jiē)影響除塵效率的高低。在靜電除塵器性能評價中,氣流分布的均方根指數通常(cháng)是評價一(yī)台靜電除塵器的好壞的重要(yào)指標之一。
6、空氣預熱器及係統管道漏風
對布袋除塵(chén)器:對於耐氧性(xìng)能差的濾料會影響布袋壽命,比如:RYTON濾料,但是除塵效率不受影響。由於混入冷(lěng)風係統風量增加導致係統阻(zǔ)力增加。
對靜電(diàn)除塵器:設備阻力無明顯變化,但是係統(tǒng)風量增加提高了電場風速對除塵效率有(yǒu)影響。
四、運行與管理(lǐ)
布(bù)袋除塵(chén)器與靜電除塵器(qì)是兩種_不同的除塵設備,在(zài)運行和管理上也有很大的不(bú)同之處,下麵_針對一些基(jī)本問題做一些對比(bǐ):
1、運(yùn)行(háng)與管理
對布袋除塵器:運行穩定,控製(zhì)簡單(dān),沒有高電壓設備,安全性好,對除塵效率的幹擾因素少,排(pái)放穩定。
由於濾袋是(shì)布袋除塵器的核心部件,是布袋除塵器(qì)的心髒,且相對比較脆弱、易損,因此設備(bèi)管理要求嚴格。
對靜電除(chú)塵器:運行中對除塵效率的幹擾因素(sù)多,排放不穩(wěn)定;控製相對較為複雜,高壓設備安全防護要求高。由於靜電除塵器均為鋼結構,不(bú)易損壞,相對於布袋除塵器,設備管理要求不很嚴格。
2、停機和啟動
對布袋除塵器:方便,但長期停運(yùn)時需(xū)要做好濾袋的保護工(gōng)作。
對靜電除(chú)塵器:方便,可隨時停機。
3、檢修與(yǔ)維護
對布袋除塵器(qì):可實現不停機檢修,即在線(xiàn)維修(xiū)。
對靜電除塵器:檢修時(shí)_要停機
五、設備投(tóu)資
作為用戶,_為關心(xīn)的是除塵器的投(tóu)資問題,下麵_針對兩(liǎng)種(zhǒng)除塵器在不同(tóng)條件下的投資情況(kuàng)做一個對(duì)比(bǐ):
1、對於常規的煙氣條件和(hé)粉塵(主要(yào)是指比較適合靜電除塵器的煙氣),兩種除塵器(qì)排放濃度要(yào)達到目前較低的環保要(yào)求(如150mg/m3)初期投資布袋除塵器比靜(jìng)電除塵器約高20-35%左右
2、對於低硫(liú)高比電阻粉塵、高(gāo)SIO2、AL2O3類不適(shì)合靜電除塵器捕集的粉塵,兩種除塵器要達到目前較低的環保要求(如150mg/m3)初期(qī)投資靜電除塵(chén)器和布袋除塵器(qì)相當或靜電除塵器投資高些。
對(duì)於采用典型的煤種的鍋爐,如準格爾煤田和勃海灣煤田的煤種,靜電除塵器投資比布袋除塵器高(gāo)。
3、通常條件下達到相同(tóng)的除塵效率或者說達到相同的排放(fàng)濃度,靜(jìng)電除塵器的投資通常(cháng)要比布袋除塵(chén)器的投資高。以呼和浩特電廠200MW機級為例(lì):
布袋除塵器:每台機組的除塵器(qì)投資<2000萬元,_排放濃度<50mg/Nm3以下。
對靜電(diàn)除塵器(qì):按(àn)四電場,比集塵麵積130m2/m3/S計算。達標250mg/Nm3,每台除法器投資約2500萬元。
六、運行(háng)維護費用
設備運行(háng)維護費用是對除塵器經濟性分析的重要(yào)依據,下麵_針對兩種除塵器的運行(háng)費用做(zuò)一個對比:
1、運行能耗
對布袋除塵器:風機能耗大,清灰能(néng)耗小。
對靜電(diàn)除(chú)塵器:風機能耗小,電場能耗大。
但是(shì),總體來講兩種除塵器的(de)電耗相當。對於靜電除塵器難以捕集的粉塵,或者(zhě)說當靜(jìng)電除塵器的電場數量_過4電場時,靜電(diàn)除塵器的能耗比布(bù)袋除塵器的要高,也_是說此時的靜電除塵器運行費用要比布袋除塵器高。如果按(àn)照即將出(chū)台的新(xīn)環保標準,靜電除塵器要是做到達標話,必定是(shì)采用4電場以上的靜電除塵器,其電耗也__比布袋除塵器高。
2、維護費(fèi)用
布袋除塵器的維護檢修費用主要是濾袋更換費,從目前(qián)實際運行情況來看(kàn),一次濾袋的更換費用隻需要1.5-2年(nián)排汙費比靜電除塵器的(de)少繳部分(fèn)_可以抵償。
靜電(diàn)除塵(chén)器的維護維修費用主要是對陽_板、陰_線和振打錘(chuí)等的更換等。此項費用較(jiào)高(gāo),但年限比較長,約6年左右(yòu)。
3、經濟效益分析
實際運行中布袋除塵器的排放濃度約是靜電除塵(chén)器的10%,因此,電廠采用布袋除塵器實際交繳的排汙費也為靜電除塵器排汙費的(de)1/10左右。如果按照目前_征收排汙費的情況來看,采(cǎi)用(yòng)布袋除塵(chén)器後每爐/每年的排汙費少(shǎo)繳部(bù)分是相當可觀的,至少上百(bǎi)萬到幾百萬元。按照(zhào)以前達標即不需要交納排汙費的話,采用布袋除塵器_可以免交(jiāo)排汙費。另外,布袋除塵器有約5%左右的(de)脫(tuō)硫效率;這同樣可以(yǐ)減少電廠二氧(yǎng)化硫(liú)的排汙費。目前,我公司正在組織人(rén)力進行布袋(dài)除塵器濾料表麵粉塵層劑製粒技術脫硫的開發,在接下來的項(xiàng)目中,我們(men)將逐步采用布袋除塵器(qì)實現除塵和幹法脫硫一體化技術,屆時,我們將為目前已有的布袋除塵器實現除塵脫硫一體化。
總之,新的環保標準出(chū)台(tái)以後,靜電除塵器要想做到達標排放,__采用4電場以上的除塵器。此時靜電除塵器的初期投資(zī)已經比布袋除塵(chén)器高,同(tóng)時4電場(chǎng)以上的靜電除塵器(或者4電場(chǎng)的高比積塵麵積)運行電(diàn)耗要比布袋除(chú)塵器的高很多。因此在新的環保要求下,靜電除(chú)塵器即使達(dá)標,其初期投資和運(yùn)行費用都比布袋除塵器高。另外,靜電除塵器的排放濃度總是在布袋除塵器的10倍左右,目前新的排汙費製度下(xià),即使(shǐ)達(dá)標了也要對排放粉塵量進(jìn)行收費,因此兩種除塵器即使達標以後,靜電除塵器又比布袋除塵(chén)器讓電廠多支出了一筆費用。因此,布袋除塵(chén)器必將成為工業粉塵控(kòng)製的_設備。