一、概論
煙塵是造成大氣汙染的主要因素之一,減少大(dà)氣汙(wū)染的根本措施_是減少有害物質向大氣的(de)排放。目前_環保標(biāo)準趨於嚴格,對汙染物排放(fàng)征收的費用和要求也越來越高。過去隻(zhī)要達標(biāo)_可以(yǐ)免交排汙費(fèi),而且排放標準要求也比較低,電廠相對比較容易實現達標排(pái)放。現在排放標(biāo)準提高了,采用靜電除塵器達標_相(xiàng)對比較困(kùn)難,而且即使達標了,也會對汙染物征收排放費。因此,燃煤(méi)電廠在選擇鍋爐煙氣淨化設備時_考慮這些客觀因素。
在(zài)選擇除塵技術時,應充分考慮經濟性、可靠性、適用性和社會性等方麵的影響。除塵技術的確(què)定受到(dào)當地(dì)條件(jiàn)、現(xiàn)場條件、燃燒煤種特性、排放標準和需要達到的除塵效率等多種因素的影響。
針對目前環保(bǎo)要求、汙(wū)染物排放費用的(de)征收情況以及(jí)靜電除塵器和布袋除(chú)塵器在性能上的差異和在各行各業應用的實際情況,對兩(liǎng)種除塵器在實際應用中的基本性(xìng)能做一(yī)個簡單客觀的對比。
二、除塵效率
眾所周知,布袋除(chú)塵器比靜(jìng)電除塵器有更高(gāo)的除(chú)塵(chén)效(xiào)率,尤其對人體有嚴重影響的重金屬粒子及亞微米級(jí)塵粒的捕集更(gèng)為有效。通常除塵效率可達99.99%以上,排(pái)放煙塵濃度(dù)能穩定低於50mg/Nm3,甚(shèn)至可達10 mg/Nm3以(yǐ)下(xià),幾乎實現零排放。
從目前電力行業燃煤鍋爐應用的情況來看(kàn),布袋除塵器的排放能_在30 mg/Nm3以下。呼和浩特電廠(chǎng)兩台200MW機組(zǔ)的鍋爐煙氣淨化采用了布袋除塵器,從CEMS係統長期自動監測的結果(guǒ)和_檢測單位的測試人員人工采(cǎi)樣測試的結果來看,排放濃度均低於27 mg/Nm3。
隨著_環保標(biāo)準的(de)進一步提高(gāo)和越(yuè)來越多(duō)的電廠(chǎng)燃用低硫煤(或者經過了_脫硫),_電除(chú)塵器而言,即使達標也變得越來越困難。而布袋除塵(chén)器其_的過濾機理決定了它不受燃(rán)燒煤種物化(huà)性能變化的影響,具有穩定的除塵效率。針對目前_環保的排(pái)放標準和排放費用的征收辦法,布袋除塵器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
燃煤電廠的煤種相對穩定,但也(yě)不能避免遇到煤種或煤質發生變化的時候;鍋爐係統(tǒng)是一個經(jīng)常(cháng)變動和(hé)調節的係統,因此從鍋爐(lú)中出來的煙氣物化性能、煙塵濃度、溫度等參數也不能_不發生變化(huà)。這一係列的變化,針對不(bú)同的除塵(chén)器會引起明顯不同的變化。下麵從主要(yào)的幾個方麵進行對(duì)比:
1、送(sòng)、引風機風量不變,鍋爐出口煙塵濃度變化
對布袋除塵(chén)器:煙塵(chén)濃度的變(biàn)化隻引起布袋除塵(chén)器濾袋負荷的變化,從而導致清灰頻(pín)率改變(自動調節)。煙塵濃度高濾袋上的(de)積灰速(sù)度快(kuài),相應的清灰(huī)頻率高,反(fǎn)之清灰頻率低,而對排放濃度不會引起變化。對靜電除(chú)塵器:煙塵濃度(dù)的變化(huà)直(zhí)接影響粉(fěn)塵的荷電量,因此也直接影響了靜電(diàn)除塵器的除塵效率(lǜ),_終反映在排放濃度的變化上。通常煙塵濃度增加除塵效率提高,排放濃(nóng)度會相(xiàng)應增加;煙塵濃度(dù)減(jiǎn)小除塵效率降低,排放濃度(dù)會相應降低。
2、鍋(guō)爐煙(yān)塵量不變,送、引風機(jī)風量變化(huà)
對布(bù)袋(dài)除塵器:由於風量(liàng)的變化直接引起過濾風速的變化,從而引起設備(bèi)阻力的變化,而對除塵效率基本沒有影響。風量(liàng)加大設備阻力加大,引風機(jī)出力增加;反之引(yǐn)風機出力減小(xiǎo)。
對靜電除塵器:風量的變化對設備(bèi)沒有什麽太(tài)大影響,但(dàn)是靜電(diàn)除塵器的除塵效率隨風量的變化非常明(míng)顯。若風量增大,靜電除塵器電(diàn)場風速提高,粉塵在(zài)電場中的(de)停留時間縮短,雖然電場中風擾動增強了荷(hé)電粉塵的有效(xiào)驅進(jìn)速度,但是這不足以抵償高風速引起的粉塵在電場中駐(zhù)留時間縮短和二次揚塵加劇所帶來的負麵影響,因(yīn)此除塵效率降低非常明顯;反之,除塵效率有所增加,但增加幅度不大。
3、溫度的變(biàn)化(huà)
對布(bù)袋(dài)除(chú)塵器:煙氣溫度太低,結露(lù)可能會引起“糊袋”和殼體腐蝕,煙氣溫度太高_過濾料允許(xǔ)溫度易“燒袋(dài)”而損壞(huài)濾袋(dài)。但是如果溫度的變化是在濾料的承受(shòu)溫度範(fàn)圍內(nèi),_不會影響除塵(chén)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_溫度控製的有效保護措施。
對(duì)靜電除塵器:煙氣溫度太低(dī),結露(lù)_會(huì)引起殼(ké)體腐蝕或高壓(yā)爬電(diàn),但是對除塵效(xiào)率是(shì)有(yǒu)好處的;煙氣溫度升高,粉塵比電阻升高不利於除塵。因此煙氣溫度直(zhí)接影響除塵效率,且影響較為(wéi)明(míng)顯。
4、煙氣物化成分(或燃燒煤種)變化
對布袋除塵(chén)器:煙氣的物化成份對布(bù)袋除塵(chén)器的除塵效(xiào)率沒有影響。但是如(rú)果煙氣中含(hán)有對所有濾料都有腐(fǔ)蝕破壞的成分時_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粉塵比電阻(zǔ)的變化,從而影響除塵效率,而(ér)且影響很大。影響_為直接的是煙氣中硫氧化物的含量,通常硫氧氣化物的含量越高,粉塵比電阻越低,粉塵越容易捕集,除塵效率_高;反(fǎn)之,除塵效率_低。另外煙塵中(zhōng)的化學成分(如矽、鋁、鉀、鈉等含(hán)量)的變化也將引起除塵效(xiào)率的明顯變化。
5、氣流分布
對布袋除塵器:除塵效率與氣流(liú)分布沒有直接關係,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,不能偏差太大,否則會由於局部負荷不均或射流磨損造成局部破袋,影響除塵器濾袋的正常使用壽命(mìng)。
對靜電除塵器:靜電除塵器(qì)非常敏感電場中的氣流分布,氣(qì)流分(fèn)布的好壞直接影響除塵效(xiào)率的高低。在靜電除塵器性(xìng)能評(píng)價(jià)中,氣流分布的均方根指數通常(cháng)是評價一台(tái)靜電除塵器(qì)的好壞的重要指標之一。
6、空氣預熱器及係統管道漏風
對布袋除塵器:對於耐氧性能差的濾料會影響布(bù)袋壽命,比如:RYTON濾料,但是除塵效率不受(shòu)影響。由於混入冷(lěng)風係統風量增加導致係統阻力增加。
對靜電除塵器:設備阻力無明顯(xiǎn)變化(huà),但是係統風量增加提高了電場風速對除塵效率有影響。
四、運行與管理
布袋除塵器(qì)與靜電除塵器是兩種_不同的除塵設備,在運行和(hé)管理(lǐ)上也有(yǒu)很大的不同之處(chù),下麵_針對一(yī)些基本(běn)問(wèn)題做一些對(duì)比:
1、運行(háng)與管理
對布袋除塵器:運行穩(wěn)定,控製(zhì)簡單,沒有高(gāo)電壓設備,安全性好,對除塵(chén)效(xiào)率的幹擾因素少,排(pái)放穩定。
由於(yú)濾袋是布袋除塵器的核心部件,是布(bù)袋除塵器的(de)心(xīn)髒(zāng),且(qiě)相(xiàng)對比(bǐ)較(jiào)脆弱、易損,因此設備管理要求嚴格。
對靜電除塵器:運(yùn)行中對除塵效率的幹擾因素多,排放不穩定;控製相對較為複雜,高壓設備安全(quán)防護要求高。由於靜電除塵器均為鋼結構,不易(yì)損壞,相對於布袋除塵器,設備管理要求(qiú)不很嚴格。
2、停機和啟動
對布袋除塵器:方便,但長期停運時需要做好濾袋的保護工作。
對(duì)靜電除塵器:方便,可隨時停機。
3、檢修與維護
對布袋(dài)除塵器:可實現不停機檢(jiǎn)修,即在線維修。
對靜(jìng)電(diàn)除塵器:檢修時_要停機
五、設備(bèi)投資
作為用戶,_為關心的是除塵器的投資問題,下麵_針對兩種除塵(chén)器(qì)在不同條件下的投資情況做一個對比:
1、對於常規的煙(yān)氣條(tiáo)件和粉塵(主要是指比較適合靜電除塵器的煙氣),兩種除(chú)塵(chén)器排放濃度要達到目(mù)前較(jiào)低的環保要求(如150mg/m3)初期投資布袋除塵器比靜電除塵器約高20-35%左右
2、對於低硫高比電阻粉塵、高SIO2、AL2O3類(lèi)不適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(yào)求(如150mg/m3)初(chū)期投資靜電除塵器和布袋除塵器相(xiàng)當(dāng)或靜電除塵器投資高些(xiē)。
對於采用典型的煤種的鍋爐,如準格爾煤田和勃海(hǎi)灣煤田的煤種,靜電除塵器投資比布袋除塵器高。
3、通常(cháng)條件下達到相同的除塵效率或者(zhě)說達到相同的排放濃度,靜(jìng)電除塵器的投資通常要比布(bù)袋除塵器的投資高。以呼(hū)和浩特電廠200MW機級為例:
布袋除塵器:每台機組的除塵器投資<2000萬元,_排放濃度<50mg/Nm3以下。
對靜電除(chú)塵器(qì):按四電場,比集塵麵積130m2/m3/S計算(suàn)。達標250mg/Nm3,每台除法器投資約2500萬元。
六、運行(háng)維護費用
設備運行維護(hù)費用是對除塵器經濟性分析的重要依據,下麵_針對兩種除塵器的運行費用做一個(gè)對比:
1、運行能耗
對布袋除(chú)塵(chén)器:風機能耗大,清灰能耗小。
對靜(jìng)電除塵器:風機能耗小,電場能耗大。
但是,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,或者說當靜電除塵器的電場數量_過4電場時,靜電除塵器的能耗比布袋除塵器的要高,也_是說此時的靜電除塵器運行費用要比布袋除(chú)塵器高。如果按照即將出台的新環保標準,靜電除塵器要是做到達標話(huà),必定是采用4電場以上的靜電除塵器,其電耗也__比布袋除塵器高(gāo)。
2、維護費用(yòng)
布袋除塵器(qì)的維護檢修費(fèi)用主要是濾(lǜ)袋更換費,從目前(qián)實際運行情況來(lái)看,一次濾袋的更換(huàn)費用隻需要1.5-2年排汙費(fèi)比(bǐ)靜電除(chú)塵器的少繳部分_可(kě)以抵償(cháng)。
靜電除塵器的維護維修費用主要是對陽_板、陰_線和振打錘等(děng)的更換等。此項費用較高,但年限比較長,約6年左右。
3、經濟效益分析
實(shí)際運(yùn)行中(zhōng)布袋除塵器的排放濃度約是靜電除塵器的10%,因(yīn)此,電廠采(cǎi)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1/10左右。如果按照目前_征收排汙費的情(qíng)況(kuàng)來看,采用布袋除塵(chén)器後每爐/每年的排汙費少繳部分是相(xiàng)當可觀的,至少上百萬到幾(jǐ)百萬元。按照(zhào)以前達(dá)標即不需要交納排汙費的話,采用布袋除塵器_可以免交排汙費。另外,布袋除塵器有約5%左右的(de)脫硫效率(lǜ);這同樣可(kě)以減少電廠二氧化(huà)硫的排汙費。目(mù)前,我公司正在組織人力進行布袋除塵器濾料表麵粉塵層劑製粒技術脫硫的開發(fā),在接下(xià)來的項目中,我們將逐步采用(yòng)布袋除塵器實現除塵和幹法脫硫一體(tǐ)化技術,屆時,我們將為目前(qián)已有的布(bù)袋除塵器實現除塵脫硫一體化。
總之,新的環(huán)保標準出台以後,靜電除塵器(qì)要想做到達標(biāo)排放,__采(cǎi)用4電場以上(shàng)的除塵器。此時靜電除塵器的初期投資已經比布袋除塵器高,同時(shí)4電場(chǎng)以上的靜電除(chú)塵器(或者4電場的高比積(jī)塵麵積)運行電耗(hào)要比布袋除塵(chén)器的高很多。因(yīn)此在新的環保要求下,靜電除(chú)塵器即使達標,其初期投資和運行費用都比布袋除塵器高。另外,靜電除塵器的排放(fàng)濃度總是在布(bù)袋除塵器的10倍左右,目前新的排汙(wū)費(fèi)製度下,即使達標了也要(yào)對排(pái)放粉塵量進行(háng)收(shōu)費,因此(cǐ)兩(liǎng)種除塵器即使達標以(yǐ)後,靜(jìng)電除塵器又比布袋除塵器讓電廠多(duō)支(zhī)出了(le)一筆費用。因此,布袋除塵器必將(jiāng)成為工業粉塵控製的_設備。