一、概論
煙塵是造(zào)成大氣汙染的主要(yào)因素之一,減少大氣汙染的根本措施_是減少(shǎo)有害物質(zhì)向大氣的排放。目前_環(huán)保(bǎo)標準趨於嚴格,對汙(wū)染物排放征收的費用和要求也越來越高。過(guò)去隻要達標_可(kě)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(dá)標(biāo)排放。現在排放標準提高了,采(cǎi)用靜電除塵器達標_相對比較困(kùn)難,而且(qiě)即使達標(biāo)了(le),也會對(duì)汙染(rǎn)物征(zhēng)收排放費。因此,燃煤電廠在選(xuǎn)擇鍋(guō)爐(lú)煙氣淨化設備時_考慮這些客觀因素。
在選擇除塵技術時,應充分考慮經濟性、可靠性、適用(yòng)性和社(shè)會性等方(fāng)麵的影響(xiǎng)。除塵技術的確定受到當(dāng)地條(tiáo)件、現場條件、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(de)影響。
針對(duì)目前環保(bǎo)要求、汙染物排放費用的征收情(qíng)況以及靜電除塵器和布袋(dài)除塵器在(zài)性能上的差異(yì)和在各行各業(yè)應用的(de)實際情況,對兩種除塵器在(zài)實際應用中的基本性能做一個簡單客觀的對比。
二、除塵效率
眾所周知,布袋除塵器比靜電除塵器有更高的除塵效率,尤其對人體有嚴重影響的重金(jīn)屬(shǔ)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,排放煙塵濃度能穩定低於50mg/Nm3,甚至可達10 mg/Nm3以下,幾乎實現零排放。
從目前電力行業燃煤鍋爐應(yīng)用的情(qíng)況來看,布袋除塵器的排放能_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(le)布袋除塵器,從CEMS係統長期自動監(jiān)測的結果和(hé)_檢測單位的測(cè)試人員人工采樣(yàng)測試的(de)結果(guǒ)來(lái)看,排放濃度(dù)均低於27 mg/Nm3。
隨著_環保標準的進一步提高和越(yuè)來越多(duō)的電廠燃用低硫煤(或者經過了_脫硫),_電除塵器而言,即使達標也變得越來越困難。而(ér)布袋除塵器其_的過濾機理決定了它不受燃燒煤種物化性能(néng)變化的(de)影響,具有穩定的除塵效率。針對目前_環(huán)保(bǎo)的排(pái)放標準和(hé)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的。
三、係統變化對除塵器的影響
燃煤電廠的(de)煤(méi)種相(xiàng)對穩定,但也不能避免(miǎn)遇(yù)到煤種或煤質發生(shēng)變(biàn)化的(de)時(shí)候;鍋爐係統是一個經常變(biàn)動和調節的係統,因此從鍋爐中出來的煙氣物化性能、煙塵濃度、溫度(dù)等參數也不能_不發生變化。這一係列的變化,針(zhēn)對不同的除塵器會引起明顯不同的變化。下麵從主要的幾個(gè)方麵進行對比:
1、送、引風機風量不變,鍋爐出口煙塵濃度變化
對布袋除塵器:煙塵濃度的變化隻引(yǐn)起布(bù)袋除塵器濾袋負荷的變化,從而導致清灰頻率改變(自動調(diào)節)。煙塵濃度(dù)高濾袋上的積(jī)灰速度快,相應的清灰頻(pín)率高,反之清灰頻率低,而對排放濃度不會引起變化。對靜電除塵器:煙塵濃度的變化直接影(yǐng)響粉塵的荷(hé)電量,因此也直接影響了(le)靜電除塵(chén)器的除塵效率,_終反映在排放濃度的變化(huà)上。通常煙塵濃度增加除塵(chén)效率提高,排放濃度(dù)會相(xiàng)應增加;煙塵濃度(dù)減小除塵效率降低,排放濃(nóng)度會相應降低。
2、鍋爐煙塵量不變,送、引風(fēng)機風量變化(huà)
對布袋除塵器:由於風量的變化直接引起過(guò)濾風速的變化,從而引起設備阻力的變化,而對除塵效率(lǜ)基本沒有影響。風量加大設備阻力加大(dà),引(yǐn)風機(jī)出力增加;反之引風機出力減小。
對靜電除塵器:風量的變化對設備沒有什麽太大影響,但是靜(jìng)電除塵器的(de)除塵效率隨(suí)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,粉塵在電場中(zhōng)的停留時間縮短,雖然電場中風擾動增強了荷(hé)電粉(fěn)塵的有效驅進速(sù)度,但是這不足以抵償高風速(sù)引起的粉塵在電(diàn)場中駐留時間縮短和二次揚塵加劇所帶來的負麵影響,因此除塵效率降低非(fēi)常明顯;反之,除塵效率有(yǒu)所增加,但增加幅度(dù)不大。
3、溫度的變化
對布袋除塵器:煙(yān)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”而損(sǔn)壞濾袋。但是如果溫度(dù)的變化是在濾料的承受(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(shì)故(gù)/不正常狀態(tài))下,因此對於布袋(dài)除塵器__設有對_溫度控製(zhì)的有效保護措施。
對靜電除塵器:煙氣溫度太低,結露_會引起殼體腐(fǔ)蝕或高壓爬電,但是對除(chú)塵效(xiào)率是有好處的;煙氣溫度升高(gāo),粉塵比電阻升高不利於除塵。因此煙氣溫度(dù)直(zhí)接影(yǐng)響除塵效率,且影響較為明顯。
4、煙氣物化成分(fèn)(或燃燒(shāo)煤(méi)種)變化
對布袋除塵器:煙氣的物化成份對布(bù)袋除塵器的除塵效率沒有影響。但是如果煙氣中含有對(duì)所有濾料都有腐蝕破壞的成分(fèn)時_會直接影(yǐng)響濾料的使(shǐ)用壽命。
對靜電除塵器:煙氣物化成份直接引(yǐn)起粉塵比電阻的變化(huà),從而影響除塵效率,而且影響很大。影響_為(wéi)直接的是煙氣中硫氧(yǎng)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(róng)易捕集,除塵(chén)效率_高;反之,除塵效率_低。另外煙塵中的化學成分(如(rú)矽、鋁、鉀、鈉等含量(liàng))的變(biàn)化也將引起(qǐ)除塵效率的明顯變化。
5、氣(qì)流分布
對布袋(dài)除塵器:除塵效率與(yǔ)氣流分布沒(méi)有直接關(guān)係,即氣流(liú)分布不影(yǐng)響除塵效(xiào)率。但除塵器(qì)內(nèi)部局部氣流分(fèn)布應盡量均勻,不能偏(piān)差太大,否則會由於局部負荷不均或射(shè)流磨(mó)損造成(chéng)局部破袋,影響除塵器濾袋的正常使用壽命。
對(duì)靜電除塵器:靜電除(chú)塵器(qì)非常敏感電場中的氣流分布,氣流分布的好壞直接影響除塵效率的高低。在靜電除塵器性能評價中,氣流分布(bù)的均方(fāng)根指數通常是評價一台靜(jìng)電除(chú)塵器的(de)好壞的重要指標之一。
6、空氣(qì)預熱(rè)器及係統管道漏風
對布袋除(chú)塵器:對於耐氧(yǎng)性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:設備阻力無明顯變化,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(guǎn)理(lǐ)
布袋除塵器與靜電除塵器是兩(liǎng)種(zhǒng)_不同的除塵設備,在運行和管理上也有很大的不同之處,下麵_針對(duì)一些基本問題做(zuò)一(yī)些對比:
1、運行與管(guǎn)理
對布袋除塵器:運行穩定,控製簡單,沒有(yǒu)高電壓設備,安全性(xìng)好,對(duì)除塵效率的幹擾因素少,排放穩定。
由於濾袋(dài)是布袋除塵器的核心部件,是(shì)布袋除塵器的(de)心髒,且相對比較脆弱、易(yì)損,因此設備管理要求嚴格。
對靜(jìng)電除塵器:運行中對除塵效率的幹擾因(yīn)素多,排放不穩定;控製相對(duì)較為(wéi)複雜,高壓設備安全防護要求(qiú)高。由於靜電(diàn)除塵器均為鋼結構,不易損壞,相對於(yú)布袋除塵器,設備管理要求不很(hěn)嚴格。
2、停(tíng)機和啟動(dòng)
對(duì)布袋除塵器(qì):方便,但長期停運時需要做好濾袋的保護工作。
對靜電除塵器:方便,可隨(suí)時停機。
3、檢修與維護
對(duì)布袋(dài)除塵器:可實現不停機檢修,即在線維修。
對靜電除塵器:檢修時(shí)_要停機
五、設備(bèi)投(tóu)資
作為用(yòng)戶,_為關心的(de)是除塵器的投資問題,下麵_針對兩種除塵器在不同(tóng)條件下的(de)投資情況做一個對比:
1、對於(yú)常規(guī)的煙(yān)氣條件和粉(fěn)塵(主要是指(zhǐ)比較適合(hé)靜(jìng)電除塵器的煙氣),兩種除塵(chén)器排放濃度要(yào)達到目前較低的環保要求(如150mg/m3)初期投資布袋除(chú)塵器(qì)比靜電除塵器約高20-35%左右
2、對(duì)於低硫(liú)高比電阻粉(fěn)塵、高SIO2、AL2O3類不適合靜電除(chú)塵器捕集的粉塵,兩種除塵器要達到目前(qián)較低的(de)環保要求(如150mg/m3)初期投資靜電除塵器和布袋除塵器相當或靜電除(chú)塵器投資高些。
對於采用典(diǎn)型的煤種的鍋爐,如準格爾煤田和勃海灣煤(méi)田的煤種,靜電除塵器投資比布袋(dài)除塵器高(gāo)。
3、通常條件下達到相同的(de)除塵效率或(huò)者說達到(dào)相同的排放濃度,靜電除塵器(qì)的投(tóu)資通常要比布袋除塵器的投資高。以呼和浩特電廠(chǎng)200MW機級為例:
布袋除塵器:每(měi)台機組的除塵器投(tóu)資<2000萬元,_排放(fàng)濃度(dù)<50mg/Nm3以下。
對靜電除塵器:按(àn)四電場,比集塵(chén)麵積130m2/m3/S計算。達標250mg/Nm3,每台除法器投資約2500萬元。
六、運行維護費用
設(shè)備運行(háng)維護費用是(shì)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對比:
1、運行能耗
對布袋除塵器:風機能耗大(dà),清灰能耗小。
對靜電除塵器:風機能耗小,電場能耗大。
但是,總體來講兩種除塵器的電耗相當。對(duì)於靜電除塵器難以捕集的粉塵,或者說當(dāng)靜電除塵器(qì)的電場數量(liàng)_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塵(chén)器高。如果按照即將出台的新環保標準,靜電除塵器要(yào)是做到達標話,必定是采用4電場(chǎng)以上的靜(jìng)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(zhǔ)要是濾袋更換費,從目前實際運行情況來看,一次濾袋的更換費用(yòng)隻需要1.5-2年排汙費比靜電除塵器的少繳部分_可以(yǐ)抵償。
靜電除塵器(qì)的維護維修費用(yòng)主要是對陽_板、陰_線和振打錘等的更換等。此項費用較高(gāo),但年限比較長,約6年左右。
3、經濟效益分析
實際運行中布袋除塵器的(de)排放濃度約是靜電(diàn)除塵器的(de)10%,因此(cǐ),電廠采用布袋(dài)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_征收排汙費的情況來看(kàn),采用布袋除塵器後每爐/每年的排汙費少繳部分是相當可觀的,至少上百萬到幾百萬元。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_可以免交排汙費。另外,布袋除塵器有約5%左右的脫硫效率;這同樣可(kě)以減少電廠二氧化硫的排汙費。目前,我公司(sī)正在組織人力進行布袋除塵器濾料表麵(miàn)粉塵層劑(jì)製粒技術脫硫的(de)開發,在接下來的項目(mù)中,我們將逐步采用布袋(dài)除塵器實現除塵和(hé)幹法脫(tuō)硫一體化(huà)技術,屆時,我們將(jiāng)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,靜電除塵(chén)器要想做到達標排放,__采用4電場以上的除塵器。此時靜電(diàn)除(chú)塵器的(de)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器(或(huò)者4電場的高比積塵(chén)麵積)運行電耗要比布袋除塵器的高很多。因此在新(xīn)的環保要求下,靜電(diàn)除塵器即使達(dá)標,其初期投資和運行(háng)費(fèi)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,即使達標了也要對排放粉塵量進行收費,因此兩種除塵(chén)器即使達標以後,靜電除(chú)塵器(qì)又比布袋除塵器讓電廠多支出了一筆費用。因此,布袋除塵器必將(jiāng)成(chéng)為工業粉塵控製的_設備。