1+1为何大于2?

“未来,电袋除尘器和电除尘器将共同分割除尘器市场。”国内电除尘技术著名专家、中国环保产业协会电收尘委员会常委林宏教授对未来中国除尘器市场做出了预测。在日前举行的河南省许昌龙岗发电有限公司350MW燃煤发电机组电袋复合除尘器经验交流会上,上百位来自全国除尘领域的专家和各地电厂的专家相互交流了电袋复合式除尘器的使用经验。
  一根几乎看不到烟尘的烟囱
  由于煤质急剧变差,影响电除尘器的除尘效果。而改造后的机组出口烟尘浓度从700mg/Nm3降为26mg/Nm3
  在许昌龙岗发电有限责任公司内,记者看到两根烟囱,一根烟尘明显比另一根小很多,几乎看不到烟尘。电厂工作人员告诉记者,那根几乎看不到烟尘的烟囱,是刚刚完成电袋除尘器改造的2#机组。经河南电力试验研究院测试,改造后的2#机组出口烟尘浓度仅为26mg/Nm3。
  许昌龙岗发电有限责任公司一期工程为两台350MW燃煤发电机组,2001年建成投产。电厂一期工程锅炉除尘器为电除尘器,设计效率为99.5%。但近年来,由于煤炭市场的变化,煤质急剧变差,影响电除尘器的除尘效果,特别是电除尘器的对高比电阻粉尘收集能力下降,实际运行状况已经严重偏离设计工况。改造前,2#锅炉除尘器出口烟尘排放浓度已经接近700mg/Nm3,而且仍在继续恶化。龙岗电厂的电除尘器已经无法满足国家新的烟尘排放标准—排放浓度低于50mg/Nm3的要求,技术改造势在必行。为此,龙岗电厂经过招标,选择了福建龙净环保股份有限公司研制的电袋复合除尘器。
  “电布”结合,优势互补
  不是简单的把电除尘器和布袋除尘器结合在一起,而是优势互补,把电除尘器处理高浓度粉尘的优势和布袋除尘器处理低浓度粉尘的优势结合起来
  福建龙净环保股份有限公司总经理黄炜解释说:“电袋式除尘器把电除尘器和布袋除尘器的优点结合在一起。但是这并不是简单的嫁接和组合,而是两者优势互补,发挥出1+1>2的效果。”
  我国电除尘技术经历了20多年的发展,已经在电厂等多个领域得到了普遍应用。电除尘器在适用范围内的除尘效率与集尘面积呈指数函数关系,要提高效率值必须增加一定数量集尘面积,设备投资和运行电耗也相应增加。“电除尘器的缺点就是太敏感,煤种一咳嗽,电除尘器就感冒。”林宏教授做了一个有趣的比喻。林宏教授曾经开创了我国烟气调质技术,解决了高比电阻烟尘的净化问题,他对电除尘器的特点非常了解。“电除尘器在粉尘比电阻高、成分特殊的烟气工况下,增加集尘面积无法提高除尘效率,电除尘器存在对高比电阻粉尘适应性差的问题。”
  针对越来越严格的烟气排放标准,人们开始把目光转向了对低浓度粉尘处理效果较好的布袋除尘器。2001年开始,国内如内蒙古丰泰电厂、河南焦作电厂等电厂的电除尘器因不适应煤种工况无法达标排放而选用布袋除尘器。“布袋除尘器虽然可以有效解决除尘效率问题,但也存在阻力损失大、滤袋使用寿命短等不足,尤其在近年煤种灰分不断加大的情况下,这些问题更为突出。布袋除尘器几乎每年都要更换滤袋,运行成本很高。”林宏教授表示,他并不看好布袋除尘器在大型机组的应用前景。
  如果能够把电除尘器处理高浓度粉尘的优势和布袋除尘器处理低浓度粉尘的优势结合起来,除尘器的发展将出现全新的局面。早在上世纪90年代,美国就开始研究电袋复合式除尘器,并建成了一座工程化应用的电袋除尘器。不过遗憾的是,由于缺乏相应的工程经验,这个电袋除尘器失败了。
  福建龙净环保股份有限公司通过深入研究电除尘与布袋除尘有机结合的相关技术,研制开发了一种全新的电袋复合除尘器。这种除尘器首先利用电场电晕电流的作用,使大部分烟尘被电场收集下来,少量未被捕集的粉尘随烟气均匀缓慢进入后级布袋除尘区,被滤袋过滤后达到净化目的。
  电袋除尘器布袋为何能“长寿”
  发扬了两种除尘技术的优点,避开其弱点,二者结合在一起,收尘机理科学先进,且受煤种和粉尘特性影响较小
  2003年年初,中国第一台工业应用电—袋结合的除尘器在上海浦东水泥厂电除尘改造工程中获得成功,开创了我国电袋复合除尘技术的先河;2005年4月国内首台50MW机组电袋复合除尘器成功运行;2006年6月,FE型电袋复合除尘器通过当时国家科技部组织的鉴定。
  到2008年5月,龙净环保已经承接了国内20台(套)以上的300MW电袋除尘设备、10台200MW机组、12台100MW以下机组。
  短短5年时间里,电袋除尘器就如雨后春笋,迅速发展起来。“关键还是除尘效率高、运行稳定的原因。”林宏解释说,“电袋复合除尘器的除尘效率受煤种和粉尘特性影响较小,而且对细微和超细颗粒的捕集效果优于其他类型除尘装置,排放浓度可以长期稳定在50mg/Nm3。减低除尘器阻力后节省了引风机的电耗,而且清灰周期比一般布袋除尘器大幅延长,清灰压力较低节省了空压机的电耗。”
  天津津源热电有限公司除灰车间主任朱国跃告诉记者,他们电厂2#炉的电袋除尘设备是在2005年4月投入使用的,出口烟尘浓度为30mg/Nm3,大大低于国家50mg/Nm3的新标准,而且除尘器阻力小于1200Pa。如今电袋除尘器已经连续运行4年,至今没有发现有任何破袋现象,除尘效果非常稳定。“我们电厂的锅炉比较老旧,经常发生爆管事故。如果使用布袋除尘器,发生这种事故,只能全部更换布袋,成本很高;对原有电除尘器进行改造,如果要达标排放,运行电费也将会很高。我们经过多次考察调研,最终选择了电袋复合除尘器。”
  朱国跃告诉记者,电袋除尘器安装好以后,确实也发生了爆管事故。当所有人都做好了更换全部布袋的准备时,大家却发现,几乎所有的高温水蒸气都被电袋除尘器的前电场给拦截下来了,布袋完好无损。
  “在布袋场中的粉尘颗粒由于荷电,产生电凝并现象,粉尘在后级布袋场中形成透气性好、空隙率高、剥落性好的粉尘层。这种技术发扬了两种除尘技术的优点,避开其弱点,二者结合在一起,收尘机理科学先进。”林宏教授解释了电袋除尘器布袋“长寿”的秘诀。
  盲目开发电袋除尘不可取
  电袋除尘器并不是简单的电场加布袋场。企业需要进一步调查研究,掌握好试验数据,不能盲目开发和上马电袋除尘设备
  “下一步我们的目标是大型化和复杂成分烟气的治理。”黄炜透露,目前他们已经接下了一批600MW机组除尘设备的安装合同,其中河北华能邯峰电厂的两座600MW机组已经在去年投运。“今年我们的目标是安装一批600MW机组,设计安装一座1000MW的大型机组电袋除尘装置。”
  “河南省许昌龙岗发电有限公司350MW燃煤发电机组电袋复合除尘器成功投运,意味着电袋除尘器在大型机组的应用已经成熟。”林宏介绍说:“从小型化到大型化并不是简单的扩大化和增加体积,需要攻克很多技术难关。”
  “现在市场上出现了很多电袋除尘器,但是电袋除尘器并不是简单的电场加布袋场。两者是有机结合的,如果盲目叠加,电区仅发挥除尘作用,到达袋区表面粉尘已经释放电荷,无法形成松散的结构,很容易造成风阻过大,引起一系列问题。”林宏教授认为,除尘设备生产企业需要进一步调查研究,掌握好试验数据,不能盲目开发和上马电袋除尘设备。
  “电袋除尘器已经在水泥、电力等行业得到成功应用。我们正在研究电袋除尘器在冶金行业烧结机等复杂烟气领域的应用。希望在不久的将来,可以在垃圾焚烧发电等领域大显身手。”黄炜对未来充满信心。