一、概論
煙塵是(shì)造成大(dà)氣汙染的(de)主要因素之一,減少大氣汙染的根本措施_是減少(shǎo)有害物質向大氣的排放。目前_環保標準趨(qū)於嚴格,對汙染物排放征收的(de)費用和要求也越來越高。過(guò)去隻要達標(biāo)_可以免交排汙費,而且排放標準要求也比較低(dī),電廠相對比較容易實現達(dá)標排(pái)放。現在排放標準提高了,采用靜電除塵器達標_相對比較困難,而且即(jí)使達標了,也會對汙染物征收(shōu)排(pái)放費。因此,燃煤電廠在選擇鍋爐煙氣(qì)淨化設備時_考(kǎo)慮這些客觀因素。
在選擇除塵技術時,應充分考慮經濟性、可靠性、適用性和社會性等方麵的影響。除塵技術的確定受到當地條(tiáo)件、現場條件、燃(rán)燒煤種特性、排(pái)放標準和需要達到的除塵效率(lǜ)等多(duō)種因素(sù)的(de)影響(xiǎng)。
針對目前(qián)環保(bǎo)要求、汙染物排放費用的征收情況以及靜電除塵器和布袋除塵(chén)器在性能上的差異(yì)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個簡單客觀的對比。
二、除塵(chén)效率
眾所周知,布袋除塵器比靜(jìng)電除塵器有更高的除塵效率,尤(yóu)其對人體有嚴重影響的重金屬粒子及亞微米級塵粒的捕集更(gèng)為有效。通常除塵效率可達99.99%以上,排放煙塵濃(nóng)度能(néng)穩定低於50mg/Nm3,甚至可達10 mg/Nm3以下(xià),幾(jǐ)乎實現零排放。
從目前電(diàn)力行業燃煤鍋爐應用的情況(kuàng)來看,布袋除塵器的排放能(néng)_在(zài)30 mg/Nm3以(yǐ)下。呼和浩特(tè)電廠(chǎng)兩台200MW機組的鍋爐煙氣淨化采(cǎi)用了布袋除塵器,從(cóng)CEMS係統長期(qī)自動監測的結果(guǒ)和_檢測單位的測試人員人工采樣測試的結果來看,排放(fàng)濃度均低於27 mg/Nm3。
隨著_環保標準的(de)進一步(bù)提高和越來越(yuè)多的電廠燃用低硫煤(或者經過了_脫硫),_電除塵器而言,即使達標也變(biàn)得越來越困難。而布袋除塵器其_的過濾機理(lǐ)決定了它不受燃燒煤種物(wù)化性(xìng)能變化的影響,具(jù)有(yǒu)穩定(dìng)的除塵效率。針對目前_環保的排放標準和排放費用的征(zhēng)收辦法,布袋除塵器所帶來的經濟效益是顯而易見的(de)。
三、係統變化(huà)對除塵器的影響
燃煤電廠的煤(méi)種(zhǒng)相對穩定,但也不能(néng)避(bì)免(miǎn)遇到煤種或(huò)煤質發生變化的時候;鍋爐係(xì)統是一個經常變動和調節的係(xì)統,因此從鍋爐中出來(lái)的煙氣物化性(xìng)能、煙塵濃度、溫度等參數也不能_不發生變化。這一係列的變化,針對不同的除(chú)塵器會引起明顯不同的變化。下麵從主要的幾個方麵進行對比:
1、送、引風機風(fēng)量(liàng)不變,鍋(guō)爐出口煙塵濃度變化
對布袋除塵器:煙塵濃度的變(biàn)化隻引(yǐn)起布袋除塵器濾袋負荷的變化,從而導致清灰頻率改變(自動調節)。煙塵濃度高(gāo)濾(lǜ)袋上的積灰速度快,相應的清灰頻率高,反之清灰頻(pín)率低,而對排放濃度不會引起變化。對(duì)靜電除塵器:煙塵濃度的變化直接影響粉塵的荷電量,因此也直接影響了靜電除塵器的除塵效率,_終反映在排放濃度(dù)的(de)變(biàn)化上。通常煙塵濃度增加除塵效率提高,排放濃度會相應增加;煙塵濃度(dù)減小(xiǎo)除塵效率降低(dī),排放濃度會相應降低。
2、鍋爐煙(yān)塵量(liàng)不變,送、引風機風量變化
對布袋除塵器: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(méi)有影響。風量加大設(shè)備阻力加大,引風機出力(lì)增加;反之引風機出力減小。
對靜電除塵器:風量的變化對設備沒有什麽(me)太大影響,但是靜電除塵器的除塵效(xiào)率隨風量的變化非常明顯。若風量增大,靜電除塵器電場風(fēng)速提(tí)高,粉塵在電(diàn)場中的停留時間縮短,雖然電場中風(fēng)擾動增強了荷電粉塵的有效驅進(jìn)速度,但是這不足以抵償高風速引(yǐn)起的粉塵(chén)在(zài)電場中駐留時間縮(suō)短和二次揚塵加劇所帶來的負麵(miàn)影(yǐng)響,因此除塵效率降低非常明顯;反之(zhī),除塵效率有所增加,但增加幅度不大。
3、溫度的變化
對布袋除塵器:煙氣溫度太低,結露可能會引起“糊袋”和殼體腐蝕,煙氣溫度太高_過濾料允許溫度易“燒袋(dài)”而損壞濾袋。但是如果溫度的(de)變化是在濾料的承(chéng)受溫度範圍內,_不會影響除塵效率。引(yǐn)起不良後果的溫度是(shì)在_端溫度(dù)(事故/不(bú)正常(cháng)狀態)下,因此對於布袋除塵器__設有對_溫(wēn)度控(kòng)製的有(yǒu)效保護措施。
對靜電除塵器:煙氣溫度太低(dī),結露_會引起殼體腐蝕或高壓(yā)爬電,但是對除塵(chén)效率是有好處的;煙(yān)氣溫度升高,粉塵比電阻升高不利於除塵。因此煙氣溫度直接(jiē)影響(xiǎng)除塵效(xiào)率,且影響較為明顯。
4、煙氣物化成分(或燃燒煤種)變化
對布袋除塵器:煙氣的物化成份(fèn)對布袋除塵器的除塵效率沒有影響。但是如果煙氣中含有對所有濾料都有腐蝕破壞的(de)成分時_會直接影響濾料的使(shǐ)用壽命。
對靜電除塵器:煙氣物化成份直(zhí)接引起粉(fěn)塵比電阻的(de)變化,從而(ér)影響除塵(chén)效率,而且影(yǐng)響很大。影響(xiǎng)_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(zǔ)越低,粉塵越容易(yì)捕(bǔ)集,除塵效率_高;反之,除塵效率_低。另外煙(yān)塵中的化學(xué)成分(fèn)(如矽、鋁、鉀、鈉(nà)等含量)的變化也將引起除塵效率的明顯變化。
5、氣流分布
對布袋除塵(chén)器(qì):除塵效率與氣流分布沒有直接關係,即氣流分布不影響除塵效率。但除塵(chén)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(jun1)或射流磨損造成局部破袋,影響除塵器濾袋(dài)的正常使用壽命。
對靜電除塵器:靜電除塵器非常敏感電(diàn)場中的氣流分布,氣流分布的好壞(huài)直接影響除(chú)塵效率的高(gāo)低。在(zài)靜電除塵器性能評價中,氣流分布的(de)均方根指數通常是評價一(yī)台靜電除塵器的好壞(huài)的重要指標(biāo)之一。
6、空氣預熱器及係統管道漏風
對布袋除塵器(qì):對於耐氧性能差的濾料會影響布袋(dài)壽命,比如:RYTON濾料(liào),但是除塵效率不(bú)受影響(xiǎng)。由於混入冷風係統風量增加導致係統阻力增加(jiā)。
對靜電除塵器:設備阻力無明顯變化(huà),但是係統風(fēng)量增加提高了電場風速對除塵效率有影響。
四(sì)、運行與管理
布袋除塵器與靜電除(chú)塵器是兩種_不同的除塵設備,在(zài)運行和管理上也有很大的不同之處,下(xià)麵_針對一些基本問題做一些對比:
1、運行與管理
對布袋除(chú)塵器:運行穩定,控製(zhì)簡單,沒有高電壓設備,安全(quán)性好,對除塵效率的幹擾因素少,排放穩定。
由於濾(lǜ)袋是布袋除塵器的核心部件,是布袋除塵器的心(xīn)髒(zāng),且相對比(bǐ)較脆弱、易損,因此設備管理要求嚴格。
對靜電除塵器:運行中對除塵效率的幹擾因素多,排放不穩定;控製相(xiàng)對較(jiào)為複雜,高壓設備安全防護要求高。由於(yú)靜電除塵器均為鋼結(jié)構(gòu),不易損壞,相對於布袋除塵器,設備(bèi)管理要求不很嚴格。
2、停機和啟動
對布袋除(chú)塵器:方便(biàn),但長期停運時需要(yào)做好濾袋的保護工作。
對靜電除(chú)塵器:方便,可隨(suí)時停機。
3、檢修(xiū)與維護
對布袋(dài)除塵器(qì):可實現不停機檢修,即在線維修。
對靜電除塵器:檢修時_要停機
五(wǔ)、設備投資
作(zuò)為用戶,_為關心的是(shì)除塵器的(de)投資問題,下麵_針對兩種除塵器在不同條件下的(de)投資情況(kuàng)做一個對(duì)比:
1、對於常規的煙氣條件和粉(fěn)塵(主要是指比較適合靜電除塵(chén)器的煙氣),兩種除塵器排放濃度要達到目前較低的環保要求(如150mg/m3)初期投資布袋除塵器比靜電除塵器(qì)約高20-35%左(zuǒ)右
2、對於低硫高比電阻粉塵、高SIO2、AL2O3類不適(shì)合靜(jìng)電(diàn)除(chú)塵器捕集的粉(fěn)塵(chén),兩種除塵器要達(dá)到目前較低的環保(bǎo)要求(如150mg/m3)初期投(tóu)資靜電除塵器和布袋除(chú)塵器相當或(huò)靜電除塵(chén)器投資高些。
對於采(cǎi)用典型的(de)煤種的鍋爐,如準格爾煤(méi)田和勃海灣煤田的煤種,靜電除塵器投資比布袋除塵器高。
3、通常條件下達(dá)到相同的除塵效率或者說達到相同的排放濃度,靜電除塵器(qì)的投資通(tōng)常要比布袋除塵器的(de)投(tóu)資高。以呼和浩特電(diàn)廠200MW機級為例:
布袋(dài)除塵器:每台機組的除塵器投資<2000萬元(yuán),_排放濃(nóng)度<50mg/Nm3以(yǐ)下。
對靜電除塵器:按四電場(chǎng),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、運行維(wéi)護費用(yòng)
設備運行維護費用是對除塵器(qì)經濟性分(fèn)析的重要依據,下麵_針對(duì)兩種除塵器的運行費用做一個對比:
1、運行(háng)能耗
對布袋除塵(chén)器:風機能耗大,清灰(huī)能耗小。
對靜電除(chú)塵(chén)器:風(fēng)機能耗小(xiǎo),電場能耗大。
但是(shì),總(zǒng)體來講兩種除塵器的電耗相當。對於靜電除塵器難以捕集(jí)的粉塵,或者說當(dāng)靜(jìng)電除塵器的電場數量_過4電場時,靜電除塵器的能(néng)耗比布袋除塵器的要高,也_是說(shuō)此時的靜電除塵器運行費用要比布袋除塵器高(gāo)。如果按照即將出台的新環(huán)保標準,靜電除塵器要是做到達標話,必定是采用4電場以上的靜電除(chú)塵器,其電耗也(yě)__比布袋(dài)除塵器高。
2、維護費用
布袋除(chú)塵器的維護檢(jiǎn)修費用主要是(shì)濾袋更換費(fèi),從目(mù)前(qián)實際運行情況來(lái)看,一次濾袋的更換費用隻需要1.5-2年排汙費比靜電除塵器的少繳部分_可以抵償。
靜電除塵(chén)器的維護維修(xiū)費用主要是對陽_板、陰_線和(hé)振打錘等的更換等。此項費用較高,但年(nián)限比較長(zhǎng),約6年左右。
3、經濟效益分析(xī)
實際(jì)運行中布袋除塵器的(de)排放濃度約是靜電除塵器的10%,因此,電廠(chǎng)采用布袋除塵器實際(jì)交(jiāo)繳的排汙費也為靜電除塵器排汙費的1/10左(zuǒ)右。如(rú)果按照目前(qián)_征收排汙費的情況來看,采用布袋除塵器後每爐/每年的排汙費少繳部分是相當可(kě)觀的,至少上(shàng)百萬到幾百萬元。按照以前達(dá)標(biāo)即(jí)不需要交納排汙費的話,采(cǎi)用布袋除塵器_可以免交排汙費。另外,布袋除塵器有約5%左右的脫硫效率;這同樣可以減少(shǎo)電廠二氧化硫的排汙(wū)費。目前,我公司正在組織人(rén)力(lì)進(jìn)行布袋除塵器濾料表麵粉塵層劑製粒技(jì)術脫硫(liú)的開發,在接下來的項目中,我(wǒ)們將逐步采用布袋除塵器實現除(chú)塵和幹法脫硫一體化(huà)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,新的環保標準出台以(yǐ)後(hòu),靜電除塵器要想做到達標(biāo)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已經比布袋除塵器(qì)高,同時4電場以上的靜電除塵(chén)器(或者4電場的(de)高比積塵麵積)運行電耗要(yào)比布袋除塵器的高很多。因此在新的環保要求下,靜電除塵器即使達標,其初期投資和(hé)運行費用都比布袋除塵器高。另外,靜電除塵器的排放濃度(dù)總是(shì)在布袋除塵器的10倍左右,目前新(xīn)的排(pái)汙費製(zhì)度下,即(jí)使達標了也要對排放粉塵量(liàng)進行收費(fèi),因此兩種除(chú)塵器即使達標(biāo)以後,靜(jìng)電除塵器又比布袋除塵器讓電廠(chǎng)多支出了一筆費用。因此,布袋除(chú)塵器必將成為工業粉塵控(kòng)製的_設備。