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  • 袋式除塵器、電袋復合除塵器的對比
  • 袋式除塵器、電袋復合除塵器的對比
     
    一、靜電除塵器、袋式除塵器比較
    燃煤電廠的煤種相對穩定,但也不能避免遇到煤種或煤質發生變化的時候;鍋爐系統是一個經常變動和調節的系統,因此從鍋爐中出來的煙氣物化性能、煙塵濃度、溫度等參數也不能保證不發生變化。這一系列的變化,針對不同的除塵器會引起明顯不同的變化。主要有一下幾個方面:
    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:煙塵濃度的變化只引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)。煙塵濃度高濾袋上的積灰速度快,相應的清灰頻率高,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,最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,排放濃度會相應增加;煙塵濃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
    對布袋除塵器:由于風量的變化直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。風量加大設備阻力加大,引風機出力增加;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么太大影響,但是靜電除塵器的除塵效率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,粉塵在電場中的停留時間縮短,雖然電場中風擾動增強了荷電粉塵的有效驅進速度,但是這不足以抵償高風速引起的粉塵在電場中駐留時間縮短和二次揚塵加劇所帶來的負面影響,因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,煙氣溫度太高超過濾料允許溫度易“燒袋”而損壞濾袋。但是如果溫度的變化是在濾料的承受溫度范圍內,就不會影響除塵效率。引起不良后果的溫度是在極端溫度(事故/不正常狀態)下,因此對于布袋除塵器就必須設有對極限溫度控制的有效保護措施。
    對靜電除塵器:煙氣溫度太低,結露就會引起殼體腐蝕或高壓爬電,但是對除塵效率是有好處的;煙氣溫度升高,粉塵比電阻升高不利于除塵。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)變化
    對布袋除塵器:煙氣的物化成份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成分時就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的變化,從而影響除塵效率,而且影響很大。影響最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,除塵效率就高;反之,除塵效率就低。另外煙塵中的化學成分(如硅、鋁、鉀、鈉等含量)的變化也將引起除塵效率的明顯變化。
    5、氣流分布
    對布袋除塵器:除塵效率與氣流分布沒有直接關系,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,否則會由于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。
    對靜電除塵器:靜電除塵器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,氣流分布的均方根指數通常是評價一臺靜電除塵器的好壞的重要指標之一。
    6、空氣預熱器及系統管道漏風
    對布袋除塵器:對于耐氧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。由于混入冷風系統風量增加導致系統阻力增加。
    對靜電除塵器:設備阻力無明顯變化,但是系統風量增加提高了電場風速對除塵效率有影響。
    二、           靜電除塵器、袋式除塵器、電袋復合除塵器的綜合對比
    以300MW燃煤機組為例,分室定位反吹袋式除塵器與靜電除塵器、電袋復合除塵器的對比如下表
     
    袋式除塵器、靜電除塵器、電袋復合除塵器的綜合對比表
    對比內容
    FMFBD—30000型
    袋式除塵器
    5電場靜電除塵器
    電袋復合除塵器(1電場+布袋)
    處理煙氣量
    1780000m3/h
    1780000m3/h
    1780000m3/h
    占 地 面 積
    15×36=540m2
    30×45=1800m2
    30×36=1080m2
    初投資
    1400萬元
    1300萬元
    1650萬元
    設計排放濃度
    ≤30mg/Nm3
    ≤50mg/Nm3
    ≤30mg/Nm3
    實際排放濃度
    ≤30mg/Nm3
    經常超過設計值
    (不能在線檢修,帶病作業所致)
    ≤30mg/Nm3
    設備平均運行阻力
    900Pa
    400Pa
    900Pa
    電 控 間 設 置
    10m2
    100m2
    ———
     
    運行功耗
    阻力功耗
    896kW
    約195kW
    896KW
    清灰功耗
    1kW
    約23kW
    約35kW
    電暈保溫功耗
    約1000kW
    約200kW
    總 功 耗
    897kW
    1218kW
    1113kW
    運行費用(0.2元/千瓦時、年運行7000小時)
    電費126萬元/年
    電費171萬元/年
     
    電費156萬元/年
    平時維護費用
    2.5萬元/年
    4萬元/年
    6.5萬元/年
    大修、更換部件
    換袋300萬元/4年
    袋籠16萬元/12年
     
    大修254萬元/5年
    極板極線265萬元/10年
    換袋300萬元/4年
    袋籠16萬元/12年
    大修50萬元/4年
    極板極線53萬元/10年
    排污費
    (按0.2元/千克塵不變價計算)
    約8萬元/年
    約13萬元/年
     
    約8萬元/年
    能否在線檢修
    4臺組合結構,可實現滿負荷切換檢修
    不能。放電極斷線,掉刺,會造成電場短路,卡軸、斷軸,錘移位,掉錘現象時有發生,出現上述問題,電場不能送電,因此無法在運行中檢修,只好帶病運行,使排放濃度大大提高
    電袋復合,限制了袋式除塵器部分的在線檢修的能力。
    檢修環境及難易程度
    在凈氣室檢修,非常容易
    在含塵氣室檢修,非常困難
    兩套系統檢修工作量大,檢修難度增加,靜電部分檢修環境惡劣
    油點爐或油煤混燒時除塵器的適應能力
    設有粉塵預涂裝置,使濾袋外表面預先涂上粉塵層,可在點爐或油煤混燒時,正常投入運行,不污染環境
    油點爐或油煤混燒時,靜電除塵器不能投入運行,煙氣只好直排,嚴重污染環境,而且磨損風機
    靜電部分不投運,袋式部分進行預噴涂,可保證此時除塵器的正常工作
    設備操作難易程度
    難度低,操作簡單,容易掌握
    對工人技能要求較高,需要較長時間培訓
    一套設備兼具袋式、靜電兩個工作組分,增大了操作難度
    高溫煙氣的影響
    需噴水減溫,或走旁路
    正常運行
    靜電部分可正常運行,袋式部分難于設置旁路,有燒袋風險
    比電阻
    對除塵效率的影響
    影響明顯
    靜電部分影響較大
    更換煤種
    對除塵效率的影響
    無影響
    影響較大
    靜電部分影響較大
    運行時間延長
    對排放濃度、除塵效率的影響
    按濾袋壽命定期更換濾袋,原有排放濃度不變。
                    
    初期投入運行,除塵效率能達到設定值,但隨著運行時間的延長,鋼結構變形量加大,結構精度降低,振打裝置磨損。隨著運行時間延長,除塵效率不斷下降。
    由于靜電部分對于大粒子的去除,進入到布袋的塵以微細粒子為主,既不利于清灰,同時如選用非覆膜濾料,會對濾布造成較為嚴重的粉塵鑲嵌問題,增加系統阻力,縮減濾袋壽命。
    三、           當前的電袋復合除塵器存在的問題
    1)      當前的電袋復合除塵器項目實質是靜電+布袋二級除塵器,是原有技術的累加,并非正統電袋理論所要開發的高新技術。當前國內的袋式除塵器****業績已達到600MW機組(山西漳山發電有限責任公司3#,4#機組),運行滿一年,各項指標均滿足合同要求。而電袋復合出除塵器雖也有600MW機組業績(河南新鄉寶山電廠),但運行不到半年就出現嚴重的破袋、掉袋問題。其它項目也頻繁出現破袋及濾袋強度衰減嚴重等問題。國際上主要是對真正意義上的電袋技術進行研究,目前正處于研究試用階段,尚未有推廣應用。
    2)      運行可靠性、環保達標排放保證能力較低。采用電袋方案,對袋式除塵器十分重要的在線檢修功能難以實現,在機組不能停機條件下濾袋出現破損時,難以保證煙塵達標排放。
    3)      設備投資偏高。比袋式除塵器方案,多設置一到兩個電場的靜電除塵器。如作為老機組靜電除塵器的改造,利用原有電除塵器設備,具有一定的價格優勢。但作為大機組的新建除塵項目,電袋方案相對布袋方案投資更高,性能上無明顯改善,同時也增大了運行能耗與維護的工作量。
    4)      濾袋的使用壽命主要受細粉塵鑲嵌、煙氣溫度、酸露點、NOx和O2濃度影響較大,入口塵濃度的高低對濾袋壽命影響很小。電袋方案增設一級電除塵器,優先去除大部分大顆粒粉塵,易產生粉塵鑲嵌問題,不利于袋式除塵器的清灰,同時此方案對煙氣溫度、酸露點、NOx和O2濃度基本沒有改善,所以不會提高反倒是會縮短濾袋的使用壽命。
    四、電袋復合除塵器的工程實例
    1.     大唐集團太原第二熱電廠
    大唐集團太原第二熱電廠7、8號爐兩臺200MW機組,由于使用靜電除塵器粉塵濃度排放不能達標,2006年成為太原市十大排污企業之一,受到相關環保部門點名批評,并進行了重罰,因此該集團決定于2007年初對其靜電除塵器進行改造,采用的是福建龍凈環保股份有限公司的電袋除塵器。
    運行初期,粉塵排放基本達標,在50mg/Nm3以下,但運行不到一年,開始出現大量濾袋破損,破袋位置多為濾袋口下部一米處,破袋形狀為延袋籠空隙網狀破損,并伴有覆膜脫落。但由于電袋技術難于實現在線檢修,破袋后不能及時解決,破袋處煙氣流速猛增,沖刷周邊濾袋,形成蔓延效應,使得除塵器內破袋愈發頻繁。此時由于該除塵器靜電部分只能有60%的除塵效果,部分煙氣從破袋處短路排放,煙囪上開始出現可見濃煙。
    分析其原因為:
    1)      經過靜電除塵后,帶電的微細粉塵進入到袋式除塵器內,易造成粉塵鑲嵌,且粉塵與濾袋靜電吸附難于清灰,所以龍凈選擇強力清灰方式。強力清灰易造成粉塵的二次吸附,運行一段時間后系統阻力增加,清灰頻率增加。
    2)      按設計,儲氣罐內的6公斤壓力的壓縮空氣要經減壓閥降低到3公斤,然后對濾袋進行噴吹清灰,因頻繁清灰,該項目儲氣罐后減壓閥失效,造成清灰壓力過高。
    3)      行噴吹管路連通處因清灰頻繁加之焊接質量問題有斷裂
    4)      噴吹管定位精度差,噴吹氣流大量沖刷濾袋側壁,造成破袋
    5)      噴吹壓力過大,造成膜脫落
    6)      電袋技術不能在線檢修,破袋一經出現,不能及時采取保護措施,造成大批濾袋蔓延性破損。
    2.      中國華電集團公司河南新鄉寶山電廠
    河南新鄉寶山電廠新建2臺660MW機組2007年投運使用,初期采用的是靜電除塵器,運行一年左右,由于粉塵排放未達到國家標準,受到國家環保總局點名批評,因此該廠在2008年8月份改造了一號機組靜電除塵器,采用的是江蘇新中環保股份有限公司生產的電袋脈沖除塵器。8月份點火投運后,初期三個月時各項指標基本都能達到設計指標,清灰阻力基本都在700Pa左右,灰塵排放值為20mg/Nm3,三個月之后運行阻力逐漸升高,現在機組帶四十萬負荷時,當清灰阻力上限定為800Pa時,實際運行阻力已經在1000Pa左右,開始出現不停清灰現象,到夜間低負荷時,為保護濾袋,只能使用定時清灰方式。該技術是中高壓脈沖清灰,清灰壓力達到了4公斤,如此大的清灰壓力,以及這么頻繁的清灰頻率定會對濾袋造成很大的損害,而且已經有掉袋,漏袋現象發生了,并且該技術截止閥技術不成熟,導致設備不能實現在線切換檢修,只能等到大小修停爐時才能更換破損的濾袋,這樣一旦有濾袋破損,就會危及相鄰濾袋,很容易造成濾袋大量破損,張家港新中環保公司和寶山電廠簽訂的技術協議中承諾,濾袋使用壽命為35000小時,從現在的運行效果來看,難于達到承諾的時間。
    3.      漳山發電公司2×600MW機組袋式除塵的運行情況
    漳山發電公司2×600MW機組袋式除塵器目前已穩定運行近一年,期間除塵器出口粉塵排放濃度經過電科院測試為:#3機組12.2mg/Nm3,#4機組11.6mg/Nm3;各通道平均差壓均低于900Pa;袋式除塵器本體漏風率≤1.88%;袋損率≤1%/年,達到并優于合同規定值,煙塵排放濃度大大低于5電場靜電除塵器的排放值。
    3號機組近期運行參數
    運行日期
    2009年3月25日0時-24時
    2009年4月1日0時-24時
    合同規定值
    煙囪入口煙塵濃度
    (mg/Nm3
    ****值
    13.71
    13.84
    <15
    最小值
    7.42
    8.70
     
    平均值
    9.89
    10.66
     
    煙氣流量
    (m3/s)
    ****值
    1349.20
    1344.30
    設計值為1113
    最小值
    737.64
    751.27
     
    平均值
    1025.34
    977.49
     
    3#通道阻力值
    (Pa)
    平均值
    821.42
    772.54
    一年之內不大于900
    7#通道阻力值
    (Pa)
    平均值
    669.45
    644.46
    一年之內不大于900
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    五、  總結
    當前的電袋除塵項目多是在原有靜電除塵器基礎上的改造項目,初衷為利用原有設備,發揮靜電、布袋的各自除塵優勢。但是:
    1.      靜電除塵系統預除了大顆粒粉塵,帶電微細粉塵進入到袋式除塵系統后,易造成粉塵鑲嵌濾袋、粉塵與濾袋靜電吸附等問題,增加系統阻力,加大清灰難度。
    2.      靜電除塵系統投運時因放電產生較多臭氧,加大濾袋纖維(PPS)氧化,致使濾料在短期內(半年左右)強度衰減嚴重,破損率大大高于全袋方案。
    3.      兩套系統同時工作,加大了在線檢漏、檢修的困難,一旦出現個別濾袋破袋不能及時維護,蔓延效應將大大惡化系統的運行狀況。
    4.      現投運的電袋除塵項目的除塵效率、系統阻力對比單純的袋式除塵項目沒有明顯優勢。保留的靜電預除塵器更加大了系統能耗。
    當前該技術在實際應用未能回避兩套除塵系統同時運行的沖突,“揚長”效果不夠,“避短”問題待解決,仍需進一步完善。純布袋除塵器在排放方面可達到<50mg/Nm3的國家排放標準,所以電袋除塵在目前沒有什么優勢,建議我廠無需改用電袋除塵器。