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  • 袋式除尘器、电袋复合除尘器的对比
  • 袋式除尘器、电袋复合除尘器的对比
     
    一、静电除尘器、袋式除尘器比较
    燃煤电厂的煤种相对稳定,但也不能避免遇到煤种或煤质发生变化的时候;锅炉系统是一个经常变动和调节的系统,因此从锅炉中出来的烟气物化性能、烟尘浓度、温度等参数也不能保证不发生变化。这一系列的变化,针对不同的除尘器会引起明显不同的变化。主要有一下几个方面:
    1、送、引风机风量不变,锅炉出口烟尘浓度变化
    对布袋除尘器:烟尘浓度的变化只引起布袋除尘器滤袋负荷的变化,从而导致清灰频率改变(自动调节)。烟尘浓度高滤袋上的积灰速度快,相应的清灰频率高,反之清灰频率低,而对排放浓度不会引起变化。
    对静电除尘器:烟尘浓度的变化直接影响粉尘的荷电量,因此也直接影响了静电除尘器的除尘效率,最终反映在排放浓度的变化上。通常烟尘浓度增加除尘效率提高,排放浓度会相应增加;烟尘浓度减小除尘效率降低,排放浓度会相应降低。
    2、锅炉烟尘量不变,送、引风机风量变化
    对布袋除尘器:由于风量的变化直接引起过滤风速的变化,从而引起设备阻力的变化,而对除尘效率基本没有影响。风量加大设备阻力加大,引风机出力增加;反之引风机出力减小。
    对静电除尘器:风量的变化对设备没有什么太大影响,但是静电除尘器的除尘效率随风量的变化非常明显。若风量增大,静电除尘器电场风速提高,粉尘在电场中的停留时间缩短,虽然电场中风扰动增强了荷电粉尘的有效驱进速度,但是这不足以抵偿高风速引起的粉尘在电场中驻留时间缩短和二次扬尘加剧所带来的负面影响,因此除尘效率降低非常明显;反之,除尘效率有所增加,但增加幅度不大。
    3、温度的变化
    对布袋除尘器:烟气温度太低,结露可能会引起“糊袋”和壳体腐蚀,烟气温度太高超过滤料允许温度易“烧袋”而损坏滤袋。但是如果温度的变化是在滤料的承受温度范围内,就不会影响除尘效率。引起不良后果的温度是在极端温度(事故/不正常状态)下,因此对于布袋除尘器就必须设有对极限温度控制的有效保护措施。
    对静电除尘器:烟气温度太低,结露就会引起壳体腐蚀或高压爬电,但是对除尘效率是有好处的;烟气温度升高,粉尘比电阻升高不利于除尘。因此烟气温度直接影响除尘效率,且影响较为明显。
    4、烟气物化成分(或燃烧煤种)变化
    对布袋除尘器:烟气的物化成份对布袋除尘器的除尘效率没有影响。但是如果烟气中含有对所有滤料都有腐蚀破坏的成分时就会直接影响滤料的使用寿命。
    对静电除尘器:烟气物化成份直接引起粉尘比电阻的变化,从而影响除尘效率,而且影响很大。影响最为直接的是烟气中硫氧化物的含量,通常硫氧气化物的含量越高,粉尘比电阻越低,粉尘越容易捕集,除尘效率就高;反之,除尘效率就低。另外烟尘中的化学成分(如硅、铝、钾、钠等含量)的变化也将引起除尘效率的明显变化。
    5、气流分布
    对布袋除尘器:除尘效率与气流分布没有直接关系,即气流分布不影响除尘效率。但除尘器内部局部气流分布应尽量均匀,不能偏差太大,否则会由于局部负荷不均或射流磨损造成局部破袋,影响除尘器滤袋的正常使用寿命。
    对静电除尘器:静电除尘器非常敏感电场中的气流分布,气流分布的好坏直接影响除尘效率的高低。在静电除尘器性能评价中,气流分布的均方根指数通常是评价一台静电除尘器的好坏的重要指标之一。
    6、空气预热器及系统管道漏风
    对布袋除尘器:对于耐氧性能差的滤料会影响布袋寿命,比如:RYTON滤料,但是除尘效率不受影响。由于混入冷风系统风量增加导致系统阻力增加。
    对静电除尘器:设备阻力无明显变化,但是系统风量增加提高了电场风速对除尘效率有影响。
    二、           静电除尘器、袋式除尘器、电袋复合除尘器的综合对比
    以300MW燃煤机组为例,分室定位反吹袋式除尘器与静电除尘器、电袋复合除尘器的对比如下表
     
    袋式除尘器、静电除尘器、电袋复合除尘器的综合对比表
    对比内容
    FMFBD—30000型
    袋式除尘器
    5电场静电除尘器
    电袋复合除尘器(1电场+布袋)
    处理烟气量
    1780000m3/h
    1780000m3/h
    1780000m3/h
    占 地 面 积
    15×36=540m2
    30×45=1800m2
    30×36=1080m2
    初投资
    1400万元
    1300万元
    1650万元
    设计排放浓度
    ≤30mg/Nm3
    ≤50mg/Nm3
    ≤30mg/Nm3
    实际排放浓度
    ≤30mg/Nm3
    经常超过设计值
    (不能在线检修,带病作业所致)
    ≤30mg/Nm3
    设备平均运行阻力
    900Pa
    400Pa
    900Pa
    电 控 间 设 置
    10m2
    100m2
    ———
     
    运行功耗
    阻力功耗
    896kW
    约195kW
    896KW
    清灰功耗
    1kW
    约23kW
    约35kW
    电晕保温功耗
    约1000kW
    约200kW
    总 功 耗
    897kW
    1218kW
    1113kW
    运行费用(0.2元/千瓦时、年运行7000小时)
    电费126万元/年
    电费171万元/年
     
    电费156万元/年
    平时维护费用
    2.5万元/年
    4万元/年
    6.5万元/年
    大修、更换部件
    换袋300万元/4年
    袋笼16万元/12年
     
    大修254万元/5年
    极板极线265万元/10年
    换袋300万元/4年
    袋笼16万元/12年
    大修50万元/4年
    极板极线53万元/10年
    排污费
    (按0.2元/千克尘不变价计算)
    约8万元/年
    约13万元/年
     
    约8万元/年
    能否在线检修
    4台组合结构,可实现满负荷切换检修
    不能。放电极断线,掉刺,会造成电场短路,卡轴、断轴,锤移位,掉锤现象时有发生,出现上述问题,电场不能送电,因此无法在运行中检修,只好带病运行,使排放浓度大大提高
    电袋复合,限制了袋式除尘器部分的在线检修的能力。
    检修环境及难易程度
    在净气室检修,非常容易
    在含尘气室检修,非常困难
    两套系统检修工作量大,检修难度增加,静电部分检修环境恶劣
    油点炉或油煤混烧时除尘器的适应能力
    设有粉尘预涂装置,使滤袋外表面预先涂上粉尘层,可在点炉或油煤混烧时,正常投入运行,不污染环境
    油点炉或油煤混烧时,静电除尘器不能投入运行,烟气只好直排,严重污染环境,而且磨损风机
    静电部分不投运,袋式部分进行预喷涂,可保证此时除尘器的正常工作
    设备操作难易程度
    难度低,操作简单,容易掌握
    对工人技能要求较高,需要较长时间培训
    一套设备兼具袋式、静电两个工作组分,增大了操作难度
    高温烟气的影响
    需喷水减温,或走旁路
    正常运行
    静电部分可正常运行,袋式部分难于设置旁路,有烧袋风险
    比电阻
    对除尘效率的影响
    影响明显
    静电部分影响较大
    更换煤种
    对除尘效率的影响
    无影响
    影响较大
    静电部分影响较大
    运行时间延长
    对排放浓度、除尘效率的影响
    按滤袋寿命定期更换滤袋,原有排放浓度不变。
                    
    初期投入运行,除尘效率能达到设定值,但随着运行时间的延长,钢结构变形量加大,结构精度降低,振打装置磨损。随着运行时间延长,除尘效率不断下降。
    由于静电部分对于大粒子的去除,进入到布袋的尘以微细粒子为主,既不利于清灰,同时如选用非覆膜滤料,会对滤布造成较为严重的粉尘镶嵌问题,增加系统阻力,缩减滤袋寿命。
    三、           当前的电袋复合除尘器存在的问题
    1)      当前的电袋复合除尘器项目实质是静电+布袋二级除尘器,是原有技术的累加,并非正统电袋理论所要开发的高新技术。当前国内的袋式除尘器最大业绩已达到600MW机组(山西漳山发电有限责任公司3#,4#机组),运行满一年,各项指标均满足合同要求。而电袋复合出除尘器虽也有600MW机组业绩(河南新乡宝山电厂),但运行不到半年就出现严重的破袋、掉袋问题。其它项目也频繁出现破袋及滤袋强度衰减严重等问题。国际上主要是对真正意义上的电袋技术进行研究,目前正处于研究试用阶段,尚未有推广应用。
    2)      运行可靠性、环保达标排放保证能力较低。采用电袋方案,对袋式除尘器十分重要的在线检修功能难以实现,在机组不能停机条件下滤袋出现破损时,难以保证烟尘达标排放。
    3)      设备投资偏高。比袋式除尘器方案,多设置一到两个电场的静电除尘器。如作为老机组静电除尘器的改造,利用原有电除尘器设备,具有一定的价格优势。但作为大机组的新建除尘项目,电袋方案相对布袋方案投资更高,性能上无明显改善,同时也增大了运行能耗与维护的工作量。
    4)      滤袋的使用寿命主要受细粉尘镶嵌、烟气温度、酸露点、NOx和O2浓度影响较大,入口尘浓度的高低对滤袋寿命影响很小。电袋方案增设一级电除尘器,优先去除大部分大颗粒粉尘,易产生粉尘镶嵌问题,不利于袋式除尘器的清灰,同时此方案对烟气温度、酸露点、NOx和O2浓度基本没有改善,所以不会提高反倒是会缩短滤袋的使用寿命。
    四、电袋复合除尘器的工程实例
    1.     大唐集团太原第二热电厂
    大唐集团太原第二热电厂7、8号炉两台200MW机组,由于使用静电除尘器粉尘浓度排放不能达标,2006年成为太原市十大排污企业之一,受到相关环保部门点名批评,并进行了重罚,因此该集团决定于2007年初对其静电除尘器进行改造,采用的是福建龙净环保股份有限公司的电袋除尘器。
    运行初期,粉尘排放基本达标,在50mg/Nm3以下,但运行不到一年,开始出现大量滤袋破损,破袋位置多为滤袋口下部一米处,破袋形状为延袋笼空隙网状破损,并伴有覆膜脱落。但由于电袋技术难于实现在线检修,破袋后不能及时解决,破袋处烟气流速猛增,冲刷周边滤袋,形成蔓延效应,使得除尘器内破袋愈发频繁。此时由于该除尘器静电部分只能有60%的除尘效果,部分烟气从破袋处短路排放,烟囱上开始出现可见浓烟。
    分析其原因为:
    1)      经过静电除尘后,带电的微细粉尘进入到袋式除尘器内,易造成粉尘镶嵌,且粉尘与滤袋静电吸附难于清灰,所以龙净选择强力清灰方式。强力清灰易造成粉尘的二次吸附,运行一段时间后系统阻力增加,清灰频率增加。
    2)      按设计,储气罐内的6公斤压力的压缩空气要经减压阀降低到3公斤,然后对滤袋进行喷吹清灰,因频繁清灰,该项目储气罐后减压阀失效,造成清灰压力过高。
    3)      行喷吹管路连通处因清灰频繁加之焊接质量问题有断裂
    4)      喷吹管定位精度差,喷吹气流大量冲刷滤袋侧壁,造成破袋
    5)      喷吹压力过大,造成膜脱落
    6)      电袋技术不能在线检修,破袋一经出现,不能及时采取保护措施,造成大批滤袋蔓延性破损。
    2.      中国华电集团公司河南新乡宝山电厂
    河南新乡宝山电厂新建2台660MW机组2007年投运使用,初期采用的是静电除尘器,运行一年左右,由于粉尘排放未达到国家标准,受到国家环保总局点名批评,因此该厂在2008年8月份改造了一号机组静电除尘器,采用的是江苏新中环保股份有限公司生产的电袋脉冲除尘器。8月份点火投运后,初期三个月时各项指标基本都能达到设计指标,清灰阻力基本都在700Pa左右,灰尘排放值为20mg/Nm3,三个月之后运行阻力逐渐升高,现在机组带四十万负荷时,当清灰阻力上限定为800Pa时,实际运行阻力已经在1000Pa左右,开始出现不停清灰现象,到夜间低负荷时,为保护滤袋,只能使用定时清灰方式。该技术是中高压脉冲清灰,清灰压力达到了4公斤,如此大的清灰压力,以及这么频繁的清灰频率定会对滤袋造成很大的损害,而且已经有掉袋,漏袋现象发生了,并且该技术截止阀技术不成熟,导致设备不能实现在线切换检修,只能等到大小修停炉时才能更换破损的滤袋,这样一旦有滤袋破损,就会危及相邻滤袋,很容易造成滤袋大量破损,张家港新中环保公司和宝山电厂签订的技术协议中承诺,滤袋使用寿命为35000小时,从现在的运行效果来看,难于达到承诺的时间。
    3.      漳山发电公司2×600MW机组袋式除尘的运行情况
    漳山发电公司2×600MW机组袋式除尘器目前已稳定运行近一年,期间除尘器出口粉尘排放浓度经过电科院测试为:#3机组12.2mg/Nm3,#4机组11.6mg/Nm3;各通道平均差压均低于900Pa;袋式除尘器本体漏风率≤1.88%;袋损率≤1%/年,达到并优于合同规定值,烟尘排放浓度大大低于5电场静电除尘器的排放值。
    3号机组近期运行参数
    运行日期
    2009年3月25日0时-24时
    2009年4月1日0时-24时
    合同规定值
    烟囱入口烟尘浓度
    (mg/Nm3
    最大值
    13.71
    13.84
    <15
    最小值
    7.42
    8.70
     
    平均值
    9.89
    10.66
     
    烟气流量
    (m3/s)
    最大值
    1349.20
    1344.30
    设计值为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
    一年之内不大于900
    7#通道阻力值
    (Pa)
    平均值
    669.45
    644.46
    一年之内不大于900
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    五、  总结
    当前的电袋除尘项目多是在原有静电除尘器基础上的改造项目,初衷为利用原有设备,发挥静电、布袋的各自除尘优势。但是:
    1.      静电除尘系统预除了大颗粒粉尘,带电微细粉尘进入到袋式除尘系统后,易造成粉尘镶嵌滤袋、粉尘与滤袋静电吸附等问题,增加系统阻力,加大清灰难度。
    2.      静电除尘系统投运时因放电产生较多臭氧,加大滤袋纤维(PPS)氧化,致使滤料在短期内(半年左右)强度衰减严重,破损率大大高于全袋方案。
    3.      两套系统同时工作,加大了在线检漏、检修的困难,一旦出现个别滤袋破袋不能及时维护,蔓延效应将大大恶化系统的运行状况。
    4.      现投运的电袋除尘项目的除尘效率、系统阻力对比单纯的袋式除尘项目没有明显优势。保留的静电预除尘器更加大了系统能耗。
    当前该技术在实际应用未能回避两套除尘系统同时运行的冲突,“扬长”效果不够,“避短”问题待解决,仍需进一步完善。纯布袋除尘器在排放方面可达到<50mg/Nm3的国家排放标准,所以电袋除尘在目前没有什么优势,建议我厂无需改用电袋除尘器。
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