布袋除尘器与电除尘器在电厂除尘中的对比分析及二者联合除尘的应

1、布袋除尘器与电除尘器在电厂除尘中的对比分析及二者联合除尘的应用前景摘要对布袋除尘器及电除尘器在电厂除尘运用中性能及经济性对比,并对“静电-布袋”联合除尘的主要结构形式、技术特点和应用前景进行了分析与探讨。关键词电除尘器布袋除尘器联合除尘据统计, 当前我国每年火力发电的煤炭消耗量已超过8亿t,火电厂烟尘排放量约350万t,占全国工业烟尘排放量的35%,其中微细尘粒(小于10m排放量超过250万t,微细尘粒是影响城市大气质量的主要因素。国家环保标准日趋严格,对污染物排放要求越来越高。因此,燃煤电厂在选择除尘技术时,应充分考虑经济性、可行性、适用性等方面的影响。针对目前环保要求、污染物排放费用的征收

2、情况以及静电除尘器和布袋除尘器在性能上的差异的实际情况,对两种除尘器的基本性能进行了简单客观的对比。并结合静电除尘和布袋除尘的优点,对二者联合除尘的应用前景进行了探究。1性能对比分析布袋除尘器与静电除尘器是2种完全不同的除尘设备, 在运行和管理上也有很大的不同。国内许多人士对静电除尘器和袋式除尘器在性能方面作了很多的技术研究和分析,刘秋新等在火电厂除尘系统应用中通过将电除尘器用袋式除尘器替换,并对A/B-EP电除尘器在4种工况下进行了实测,测试结果显示,A/B-EP电除尘器排放质量浓度在299-489.9 mg/m3之间,而电除尘器的设计排放质量浓度在50-100 mg/m3之间,超过了火电厂

3、要求排放浓度,相差很大,不满足环保要求。但是此时的除尘效率在97%左右,已经达到了电除尘器的设计要求。将电除尘器用袋式除尘器替换以后,排放质量浓度30 mg/m3,而且除尘效率在99%以上,效率很高。虽然袋式除尘器的压力损失和设备阻力相对于电除尘器高,但是在火电厂除尘系统实际运行中通过分析所用风机还是可以满足要求,除尘系统仍能正常运行。白庆胜等也通过袋式除尘器在石灰炉净化系统中的实际应用对袋式除尘器进行了实测,结果显示对布袋除尘器,排放质量浓度在9 mg/m3左右,除尘效率仍在99%以上,效率很高。除此之外,袋式除尘器能捕集比电阻高而电除尘难以回收的粉尘,而且袋式除尘器性能稳定可靠,对负荷变化

4、适应性好,运行管理简便,特别适宜捕集细微而干燥的粉尘,所收集的干燥粉尘便于处理和回收利用。布袋除尘器以其高效的过滤机理决定了它不受燃烧煤种物化性能变化的影响,具有稳定的除尘效率。而且其设计完全依据我国电力行业和国家环保总局的要求。针对目前的排放标准和排放费用的征收办法,布袋除尘器带来的经济效益是显而易见的。2.经济性对比分析影响布袋除尘器本体费用的主要因素是气布比和滤料。选择的气布比值偏小,单位面积滤料处理的烟气量就减小,使滤袋数增多,除尘器的体积增大,清灰装置也会相应增加,就会造成本体成本费用明显增加。滤料也是降低主体成本的关键因素,不同的滤料价格相差很大。布袋除尘器的运行维护费用主要是更换

5、滤袋费用和阻力增加引起引风机轴功率增加的费用。考虑到耐温的要求,又符合耐腐蚀、增湿的条件,现在一般采用复合滤料,使用寿命在35年。影响电除尘器本体费用的主要因素是:比收尘面积、烟气流速、电场数及电源装置。选择的比收尘面积大,烟气流速小,极板的用钢量大,电除尘器的体积就大,本体费用显著增加。电除尘器运行维护费用主要是极板、极线的更换和电场耗电量。当电除尘器的除尘效率大于99.3%时,电场耗电量增加得越来越快,甚至会超过因采用布袋除尘器后引风机轴功率的增加量。极板极线的更换费用较高,但使用年限较长,约6年左右。从呼和浩特发电厂2×200MW机组除尘费用比较及用于300MW机组的除尘器经济

6、性比较可以看出:(1设备总价包括设备费用、土建费用、运输、安装费用、技术服务费用及配套设备的费用,无论是四电场还是五电场的静电除尘器设备总价要比布袋除尘器高几百万元,静电除尘器的初投资比较大。(2运行维护费用方面:由于布袋除尘器的运行阻力大,与之配套的风机功率增加,比四电场静电除尘器用电费用要高。但与五电场静电除尘器相比,布袋除尘器的运行费用要小得多。滤袋的更换费用是布袋除尘器主要维护费用。(3排污费用。在实际运行中布袋除尘器的排放浓度一般为静电除尘器的10%,那么,电厂采用布袋除尘器每年缴纳的排污费为静电除尘器的1/10左右。随着新环保标准的执行,静电除尘器要达到排放标准,就必须采用4电场以

7、上的除尘器。此时静电除尘器的初期投资、运行电耗都比布袋除尘器高得多,另外,每年静电除尘器的排污费比布袋除尘器至少还要高出上百万元到几百万元。而我国对布袋除尘器的研究还不够,国产滤料耐温性、耐腐蚀性差,使用寿命短,进口滤料因其价格较高而增加设备的运行维护费用。目前,布袋除尘在我国很难得到广泛应用。3. “静电-布袋”联合除尘“静电-布袋”联合除尘是基于静电除尘和布袋除尘两种成熟的除尘理论而提出的一种技术。它结合了静电除尘和布袋除尘的优点,除尘效率高(排放质量浓度可以低于30 mg/m3,既能满足新的环保标准,又增加运行可靠性,降低电厂除尘成本。3.1“静电布袋”除尘的方式3.1.1 “预荷电+布

8、袋”形式含尘气流先通过预荷电区,在高压电场中,粉尘充分荷电并凝并成较大的粒子,然后由袋式除尘器收集。还有的在袋式除尘器内设置电场,可加与荷电尘粒极性相同的电场,也可加与荷电尘粒极性相反的电场。极性相同时,电场力与流场力相反,尘粒不断透过纤维层,效率很高,同时由于排斥作用,沉积于滤袋表面的粉尘层较疏松,过滤阻力减小,使清灰变得更容易一些。3.1.2“静电-布袋”并列式这种方式是将1排袋滤器和1组电极相间排列,实现了电除尘与袋式除尘机理的有机融合。它既适用于新建的设备,也适用于老电除尘器的改造。3.1.3“静电布袋”串联式这种形式的联合除尘方式,前级收尘为电除尘,后级为袋式除尘。这种除尘器特别适用

9、于已投产不达标,场地受到限制的电除尘器的改造,一般情况是保留原电除尘器的前级电场,将后级电场改为袋式除尘。由于不增加原电除尘器的宽度、高度,改造的工作量小,施工周期短,投资可低于单独采用袋式除尘器或电除尘器的费用,同时排放质量浓度可长期稳定保持在50 mg/m3以下,性能优越。3.2 “静电-布袋”除尘的技术特点电除尘器因其处理烟气量大,压力损失小,除尘效率高等特点而被广泛应用,袋式除尘器的优点是:除尘效率不受粉尘电阻率特性的影响;捕集微米、亚微米级粉尘效率高;装置大小(过滤面积只取决于过滤烟气量,效率并不是最重要的决定因素等。与常规电除尘器、布袋除尘器相比,“静电布袋”联合除尘具有以下优点。

10、(1除尘效率不受粉尘特性影响,效率稳定,适应性强。与电除尘器相比,“静电-布袋”除尘器对粉尘电阻率有很宽的适用范围。常规静电除尘器的除尘效率受煤种、锅炉负荷和工况、粉尘电阻率等因素的影响,运行稳定性差甚至不能正常工作。而联合除尘能发挥布袋除尘器对煤种适应范围广,受锅炉负荷变化及烟气量波动影响小,不受粉尘电阻率影响等特性,使电除尘器在运行过程中,不必考虑捕集电阻率小于104·cm和大于1011·cm的粉尘效率低的问题。可见,后续布袋除尘器使得电除尘器本身的技术瓶颈不再那么明显,有效解决了由于煤种变化或燃用低硫煤而导致电除尘器除尘效率降低的问题,使电除尘器对于煤质变化不再敏感,

11、而且提高了整体除尘设备运行的稳定性、可靠性。(2结构紧凑,占地面积小。与布袋除尘器相比,静电除尘器已经除去了大部分粉尘,大大降低了滤袋负荷,因而可以选择较高的过滤风速,需要较少的滤袋,结构紧凑,降低占地面积。同时,可以选择较大的滤袋间距,解决了脉冲布袋除尘器因滤袋较密而在清灰时引起的二次扬尘问题。(3过滤阻力减小,滤袋寿命增长。电除尘器作为布袋除尘器的一级除尘系统,可以大幅降低袋式除尘器入口烟气的含尘浓度,与普通布袋除尘器相比,“静电-布袋”联合除尘器的布袋单元负荷大大降低,因而可以选择较长的清灰周期和较低的喷吹压力,从而延长滤袋的使用寿命。另外由于静电作用,滤袋表面沉积的粉尘层具有松散的组织

12、,过滤阻力低。(4对微细粉尘的捕集效率高。袋式除尘器对微米或亚微米数量级的粉尘粒子捕集率较高,一般可达到99%甚至99.99%,而除尘效率为99.5%的电除尘器只能捕集20%的0.5m的粉尘。由此可见,袋式除尘器可以有效地捕集电除尘器未能捕集的大量超细粉尘,可以实现出口粉尘排放质量浓度低于30 mg/m3甚至更低,有效减小超细粉尘排放对大气环境和人体健康所产生的危害。另外,粉尘经过静电除尘器荷电后,静电力作用增强,布袋除尘器对微细粉尘的捕集效率也得到提高。3.3 “静电布袋”联合除尘的应用前景3.3.1用于静电除尘器的改造通过对电除尘器本体结构改造来提高除尘效率,以使烟气含尘浓度达到排放要求,

13、是难以实现的。目前,我国的燃煤电厂大都采用的是静电除尘器,如果将其完全拆除改用效率更高的布袋除尘器,势必会造成很大的浪费,是不经济的。而且我国对布袋除尘器的研究还不深入,国产滤料的质量还比较差,使用进口滤料将增加设备的运行维护费用,因此在我国大面积使用布袋除尘器还不太实际。而采用“静电-布袋”联合除尘,一方面不必拆除原有的除尘设备,能够实现最大限度的再利用,降低投资成本,另一方面可以降低对后续布袋除尘器滤料的要求,采用价格相对较低的国产滤料就可以实现较高的除尘效率。3.3.2 作为新建电厂的除尘方式目前国家对新建、扩建电厂的烟气排放要求更为严格,粉尘排放质量浓度要求低于50 mg/m3,这是单一静电除尘器所不能实现的。而“静电布袋”联合除尘将目前2种最为高效的除尘装置有机结合,既可以发挥静电除尘器捕集粗颗粒粉尘效率高的特点,又降低了袋式除尘器单元的粉尘负荷和对滤料性能的要求,降低了设备的运行维护费用,同时