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燃煤鍋爐煙氣除塵技術經(jīng)歷了水膜除塵、布袋除塵到電除塵的過程。隨著國家環(huán)保要求的提高和布袋除塵器的運用實踐,現(xiàn)在又出現(xiàn)了使用布袋除塵器的趨勢。
在鍋爐布袋除塵器的早期運用中,很多項目接受了失敗的慘痛。其主要原因在于當時的配套件,特別是濾料這一除塵器關鍵配套件的質量不過關,國內(nèi)外都缺少價格合理、耐高溫、能適用于燃煤鍋爐煙氣除塵的材料。布袋除塵器失敗后,燃煤鍋爐煙氣除塵基本應用電除塵器。但隨著國家環(huán)保要求的日益提高、電除塵器的廣泛運用,其弱點也逐漸暴露出來。
首先,電除塵器的除塵效率得不到保證。電除塵器運行初期,除塵效率基本能達到99%,但由于電廠燃煤品種的變化以及電除塵器結構及工作原理的局限,隨著運行時間的延續(xù),電除塵器內(nèi)部組件變形、積灰引起電場變化,除塵效果一路下降,排放嚴重超標,成為電廠的一塊心病。其次,電除塵器的運行綜合費用高。電除塵器運行一個周期后,部分結構變形、損壞嚴重,為保證正常運行,電廠不得不經(jīng)常對電除塵器進行維修。維修投入的人力、物力及檢修停產(chǎn)帶來的損失對電廠來說不是一個小數(shù)。電除塵自身耗電更是被形象地比喻為電老虎。
目前,隨著布袋除塵器濾料等配套件生產(chǎn)技術的日益提高,原來布袋除塵器在燃煤鍋爐煙氣除塵運用中失敗的因素,都得到了解決。特別是離線檢修技術的成功運用,使得脈沖袋式除塵器在鍋爐除塵技術中的運用得到有力的支持。國家環(huán)保政策對鍋爐煙塵的排放要求有了極大的提高,新的《火電廠污染物排放標準》(GB13223)已經(jīng)發(fā)布,新標準中對燃煤電廠的煙塵排放濃度提高到了50mg/m3。一部分地方環(huán)保部門提出了更嚴格的要求,北京市從2002 年3 月1 日起執(zhí)行的《北京鍋爐污染物綜合排放標準》(DB11/119),煙塵和二氧化硫的排放允許濃度嚴于很多先進國家標準,從2005 年11 月1 日起,已運行的火電廠鍋爐到時煙塵排放濃度僅允許30mg/Nm3,目前四電場電除塵器改為五電場、六電場也很難滿足要求。2003 年7 月1 日實行的《排污費征收使用管理條例》,將對企業(yè)征收排污費,超標排放部分加倍收費,這樣,對除塵器效率不高的企業(yè),又增加了運行成本。
由于除塵器是鍋爐除塵系統(tǒng)中的關鍵設備,它的工況效果將直接影響到整個系統(tǒng)的成敗,因此,對除塵器的設計、制造、安裝、調(diào)試和運行等每一個環(huán)節(jié)都需要精心安排。綜合考慮和比較了大氣反吹布袋除塵器、回轉脈沖袋式除塵器和管噴脈沖袋式除塵器的性能特點,為保證在各種環(huán)境條件下除塵器能長期、安全、穩(wěn)定的工作,體現(xiàn)除塵器的最佳價格性能比,決定采用包含了離線清灰、離線檢修功能的脈沖布袋除塵器。 該形式的除塵器已經(jīng)在眾多廠家的眾多工程項目中得到運用。
脈沖布袋除塵器具有下進風、離線清灰、離線檢修、外濾式除塵、清灰效果好、過濾區(qū)全封閉、維護檢修機外執(zhí)行、操作方便、排放濃度低、運行費用省等特點。
相對電除塵器而言,脈沖布袋除塵器占地面積小、沒有電除塵器必須的高壓整流設備及控制樓、無須專設除塵器供電變壓設備,并且長期運行費用較低。
從投資角度來說,現(xiàn)在的脈沖布袋除塵器的造價與三電場電除塵器相比略高,接近或低于四電場電除塵器的造價。隨著濾料等布袋除塵器的主要配件的逐步國產(chǎn)化,布袋除塵器的造價將進一步降低。
隨著國家環(huán)保法規(guī)的修訂、提高以及人們環(huán)保意識的進一步增強,離線清灰低壓脈沖布袋除塵器將成為鍋爐煙氣除塵的設備。
一、布袋除塵器和電除塵器的經(jīng)濟和技術狀況的比較:
1 布袋除塵器和電除塵器性能對比
1.1 袋式除塵器優(yōu)點:
1.1.1 除塵效率高,可以保證粉塵排放濃度在50mg/m3 以下。
1.1.2 單元組合形式,內(nèi)部結構簡單、附屬設備少,投資省,技術要求也沒有電除塵器那樣高,無須專設操作工。
1.1.3 能捕集比電阻高,因而電除塵難以回收的粉塵。
1.1.4 袋式除塵器性能穩(wěn)定可靠,對負荷變化適應性好,運行管理簡便,特別適宜捕集細微而干燥的粉塵,所收的干塵便于處理和回收利用。
1.1.5 能實現(xiàn)不停機檢修,即離線檢修。
1.1.6 除塵器占地面積較小,并能按場地要求作專門設計。
1.1.7 自動化程度較高,對除塵系統(tǒng)所有設備均設有檢測報警功能,對操作人員要求較低、操作維護人員的勞動強度較低。
1.2 袋式除塵器的缺點
1.2.1 袋式除塵器用于凈化含有油霧、水霧及粘結性強的粉塵時對濾料有相應要求。
1.2.2 袋式除塵器凈化有爆炸危險或帶有火花的含塵氣體時需要防爆措施。
1.2.3 用于處理相對濕度高的含塵氣體時,需要采取保溫措施(特別是冬天),以免因結露而造成“糊袋";當用于凈化有腐蝕性氣體時,需要選用適宜的耐腐蝕濾 料,用于處理高溫煙氣需要采取降溫措施,將煙溫降到濾袋長期運轉所能承受的 溫度以下,并盡可能采用耐高溫的濾料。
1.3 電除塵器的優(yōu)點
1.3.1 初期除塵效率能達到99%,能捕集1um 以下的細微粉塵,但從經(jīng)濟方面考慮, 一般控制一個合理的除塵效率。
1.3.2 處理煙氣量大,可用于高溫(可高達500℃)、高壓和高濕(相對濕度可達100%) 的場合,能連續(xù)運轉,并能實現(xiàn)自動化。
1.2.3 具有低阻的特點,電除塵器壓力損失僅100~200Pa。
1.4 電除塵器的缺點
1.4.1 設備龐大,耗鋼多,需高壓變電和整流設備,通常高壓供電設備的輸出峰值電
壓為70~100KV,故投資高。
1.4.2 制造、安裝和管理的技術水平要求較高。
1.4.3 除塵效率受粉塵比電阻影響大,一般對比電阻小于104~105Ω·cm 或大于1010~
1011Ω·cm 的粉塵,若不采取一定措施,除塵效率將受到影響。
1.4.4 對初始濃度大于30g/cm3 的含塵氣體需設置預處理裝置。
1.4.5 不具備離線檢修功能,一旦設備出現(xiàn)故障,或者帶病運行,或者只能停爐檢修。
1.5 對比表
袋式除塵器 | 電除塵器 |
除塵效率高≥99.99% | 除塵效率98%(最好狀況99%) |
捕集的粉塵不受比電阻值影響 | 粉塵比電阻值對捕集效率影響大 |
技術結構簡單 | 技術結構復雜 |
袋式除塵器的性能運行穩(wěn)定可靠 | 電除塵器運行過程中芒刺線易脫落、機械震打故障率高 |
袋式除塵器對負荷變化適應性好,運行管理簡便 | 電除塵器對負荷變化適應性差運行管理復雜 |
一次性投資低于電除塵器 | 一次性投資費用高于布袋除塵器(因需高壓變電和整流設備) |
袋式除塵器的濾布已有耐高溫、防水防油的產(chǎn)品,適應大煙氣量鍋爐除塵方面的使用。 | 對陽極板與芒刺線之間的間距要求很嚴,由于溫度、風速等原因影響變形、芒刺線脫落,除塵效率將降低。 |
袋式除塵器的附屬件已過關,運行全部由PLC 控制 | 電除塵的震打錘及受打擊部位易損壞和變形,震打電機易壞 |
能凈化有爆炸危險的或帶有大火花的含塵氣體,現(xiàn)已在冶金高爐煤氣凈化中大量使用,濾袋現(xiàn)已具有防靜電濾料。 | 對凈化有爆炸危險的含塵氣體,結構比布袋復雜。 |
具備離線檢修功能 | 停爐檢修 |
2 布袋除塵器和電除塵器運行可靠性對比
2.1 布袋除塵器
2.1.1 能長期保證<50mg/m3 的粉塵排放濃度。不受入口粉塵濃度、比電阻的影響。
2.1.2 主要配套件----濾料的使用壽命達30000小時以上。
2.1.3 主要配套件----電磁脈沖閥的使用壽命達100萬次以上。
2.1.4 所有運轉設備均設檢測報警裝置,能在第一時間發(fā)現(xiàn)故障并報警。
2.1.5 主要維護工作----濾袋更換僅需兩人就能執(zhí)行。
2.1.6 利用離線功能實現(xiàn)檢修、維護,不影響鍋爐的正常運行。
2.1.7 在北方嚴寒條件下,對除塵器壓縮空氣噴吹系統(tǒng)及本體采用了嚴格的加溫、保溫措施,避免了結露的可能。
2.2 電除塵器
2.2.1 投運初期可保持正常運行,并達到預期的除塵效率。但受入口煙氣狀況的影響。由于燃料的灰份及硫份的影響,電除塵器的除塵效率將受到嚴重的影響。
2.2.2 運行一段時間后,電極可能發(fā)生變形,引起電場變化,除塵效率因而降低。
2.2.3 維護、檢修只能在停爐后才能實現(xiàn)。
3 布袋除塵器和電除塵器維護方便性對比
3.1 布袋除塵器
3.1.1 一旦發(fā)生故障,能及時從控制系統(tǒng)獲得報警及指示。
3.1.2 故障倉室能離線(鍋爐保持正常運行)進行維護檢修。
3.1.3 故障檢修均在機外執(zhí)行,無須進入除塵器內(nèi)部。
3.1.4 日常維護中對破損濾袋能進行封閉措施(濾袋破損率在5%以下時),以便進一步減少日常工作量。
3.2 電除塵器
3.2.1 由于電除塵器不具備離線檢修功能,一旦發(fā)生故障,只能停爐檢修,否則只能帶病運行。
3.2.2 檢修時員工需進入除塵器內(nèi)部,工作環(huán)境惡劣。
3.2.3 除塵器內(nèi)部裝置損壞程度及位置依靠人力完成檢查工作,檢修勞動強度大。
4 布袋除塵器和電除塵器運行費用對比
4.1 人力資源:
由于脈沖布袋除塵器的自控程度較高,所有除塵系統(tǒng)運行設備的運行狀況包括除塵器運行中的所有運行參數(shù)均由PLC 采集并送至主控柜,因而,鍋爐主控室人員即可監(jiān)控除塵系統(tǒng)的運行。不設專門運行人員。
電除塵器設2 名以上運行點檢人員。
4.2 運行費用:
脈沖布袋除塵器的設備用電情況
氣源消耗表
序號 | 能源介質 | 耗用量 | 備注 |
1 | 氣源 | 壓力0.7Mpa | 氣量3~7m3/min |
電源消耗表(單位:KW)
序號 | 名稱 | 單臺 | 備注 |
1 | 灰斗加熱器 | 3 | |
2 | 電磁脈沖閥 | 0.023 | |
3 | 氣缸 | 0.025 | |
4 | 電控柜 | 3 | |
5 | 照明 | 0.125 |
4.3 備品備件費用:
4.3.1 電磁脈沖閥的使用壽命為100 萬次以上,因而,可以不考慮其費用。
4.3.2 濾料的使用壽命為30000小時,按每年運行時間8000小時計算,約4年后需要更換。根據(jù)國外相關經(jīng)驗,已有濾料使用7 年未更換的記錄。4.4 脈沖布袋除塵器具有離線檢修的功能,在鍋爐運行期間除塵器可以實現(xiàn)不停機檢修、維護,避免了停爐檢修帶來的損失。
5 鑒于循環(huán)流化床鍋爐進行爐內(nèi)脫硫時或其它爐型進行爐外干法/半干法脫硫需噴入堿性粉末,對粉塵比電阻影響較大,且煙氣含塵量增加,布袋除塵器不受粉塵比電阻影響、不受負荷影響的性能特點在此較為突出,加上在運行費用、運行維護方便程度及占地面積、初期投資等方面的優(yōu)勢,對滿足長期的、逐漸提高的環(huán)保要求具有強有力的保障能力。
6 目前,鍋爐布袋除塵器在中心城市、旅游城市的運用逐漸得以推廣,并呈現(xiàn)長足的發(fā)展勢態(tài)。
以上對比資料顯示,布袋除塵器在各個方面都具有電除塵器的優(yōu)勢,而且,布袋除塵器的使用,順應了國家環(huán)保水平的發(fā)展并且做到了一次投資、受益,避免了日后電除塵器的二次改造、二次投資。
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