袋式除尘器在火电厂的应用分析
0 引言
我国火电装机占电力总装机的74 %,发电量占 81 %以上, 2003年火电燃煤8.5亿t左右,约占我国燃煤量的53.8 %,造成严重的大气污染。2003年底全国火电装机容量已达到2.86亿kW,为保证国民经济快速发展和人民生活水准的提高,我国电力工业仍将高速发展,预计2010年将达到6亿kW, 2020年将达到9亿kW,而且火电仍会是主力。届时火电燃煤将占全国燃煤70 %以上,治理煤烟污染力度必须大力增强才能适应“经济、社会和环境协调发展”的要求。为了贯彻可持续发展方针,做到火电建设快速增长而污染得到有效控制,国家出台了新的《火电厂大气污染物排放标准》GB13223- 2003,提高了烟尘、SO2排放标准要求。布袋除尘和电除尘器都属高效除尘设备,国外电力行业(美、澳、南非、欧盟电厂)广泛应用袋式除尘器。我国以煤炭作为主要能源,煤炭资源丰富,煤种很多,烟尘特性的差别很大,单靠电除尘器难以控制烟尘达标排放,将布袋除尘器引入电力行业意义重大。
1 燃煤电厂应用袋式除尘器的必要性
1.1 环保标准更加严格
2004年1月1日实施的《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2003规定新上火电项目烟尘排放浓度控制在50 mg/m3以下(以煤矸石为主要燃料的资源综合利用火力发电锅炉为200 mg/m3),一些城市和企业要求低于30 mg/m3,常规电除尘器难以达到或长期保持达标要求的较高的除尘效率,只有依靠增加电场数量或增加电场宽度达到环保要求的除尘效率,投资和运行费用都将大幅度上升,在经济上不合算。而袋式除尘器除尘效率高,一般可达99.9 %以上,排放烟尘浓度< 50 mg/m3。
1.2 燃烧低硫煤使粉尘比电阻升高
为了减少SO2的污染,火电厂优先燃用对电除尘器不利的低硫煤(例如,号称绿色煤炭的准格尔煤,不但低硫,而且高铝、低钠,给电除尘带来极大的困难),这就使电除尘器的设计效率不能达到设计效率,排尘浓度显著增加,满足环保标准将更加困难。而袋式除尘器不受烟气成分、含尘浓度、颗粒分散度、比电阻等粉尘性质的影响。
1.3 电除尘器对呼吸性粉尘难以捕集
常规电除尘器难以捕集呼吸性粉尘,袋式除尘器则可有效捕集。
1.4 公众的环保意识增强
随着国民经济的发展,人们对城市环境质量的要求逐步提高,环保意识迅速增强。2008年奥运会在中国举办,世界对中国的环境给予更大的关注,特别是形势要求采用效率更高的除尘技术。
1.5 技术成熟
发达国家30 a前将袋除尘用于燃煤电厂,并将许多电除尘改造成为袋除尘,技术完全成熟。
2 袋式除尘器特点
a)适应能力比较强。袋式除尘器不受烟气成分、含尘浓度、颗粒分散度、比电阻等粉尘性质的影响;锅炉负荷的变化、烟气量的波动对袋式除尘器的影响也很小。
b)除尘效率高,细粒尘捕集率一般可达
c)占地面积比相同除尘效率电除尘器占地面积要小的多。
d)检修工作方便,可以在不停炉的前提下,实现袋式除尘器的内部检修,极大地提高了除尘器的运行可靠性。缺点是要换滤袋,维护较操心。其滤袋破损的原因及防治措施见表1。
 |
e)在捕集粉尘的同时,采取辅助措施还可以有效地脱除超细颗料和重金属As, Se, Hg及其他有毒、有害气体,具有协同脱除效应。
f)结构简单,操作维护方便,主要的清灰过程均可由程序控制自动完成,从而大大降低运行和维护成本。
3 我国袋式除尘器技术水平
3.1 主机方面
各类袋除尘技术我国都已具备,形成多种系列产品,排尘浓度普遍低于30 mg/m3~50 mg/m3,其至低于5 mg/m3(垃圾焚烧发电厂),绝大多数部门 (建材、冶金、化工)广泛使用袋除尘产品,获得良好效果。
3.2 滤料方面
耐高温滤料有了很大发展, PPS滤料长期工作温度190℃,耐水解和耐酸、碱腐蚀性能好,适于在燃煤烟气环境中使用,还有P-84等滤料也适于净化锅炉烟气,滤料的加工及后处理技术也发展迅速,使滤料能够适应各种复杂的烟气条件,延长滤袋的使用寿命, 滤袋缝制技术也有很大进步,已同国外标准接轨,我国滤袋寿命3 a和4 a以上较普遍。
3.3 自动控制技术
我国袋式除尘器自控技术研究、开发和应用工作已三十余年, 1985年将PLC用于袋除尘系统自动控制,其后的近20 a中不断改进和完善,是袋除尘在复杂条件下可靠运行的保障。
3.4 袋除尘器的应用
袋除尘在各行业(钢铁、有色、建材、化工、动力行业)得到普遍应用,保证了袋除尘长期可靠而稳定的运行,积累了丰富的技术和经验,可为锅炉烟气净化提供借鉴。
80年代到1995年国内火电厂(内江电力修造厂、淮南发电厂、南定热电厂、普坪村发电厂、巡检司发电厂、杨树浦电厂)布袋除尘器由于设计、运行还是没有吃透引进技术的要点,运行阻力过大,滤袋破损严重,除尘效率不能达设计要求且维护量大, 使袋除尘器成为火电厂的禁区。而在国外,上世纪的最后20 a中,特别是美、加、澳等国大型布袋除尘器在火电厂应用迅速拓展,并且从反吹型向低压脉冲型、长袋外滤型转变,滤布寿命达到了3 a~ 4 a,确保排放浓度在30 mg/m3以下。
2001年后为适应不同煤种的需要,通过技术引进袋式除尘器再一次在国内尝试。2001年后国内用袋除尘器的电厂有内蒙古丰泰电厂、河南焦作电厂、北京第二热电厂、赤峰富龙热电股份公司富龙热电厂等,运行状况良好,其除尘效率达99.7 %以上。滤袋破损严重是袋式除尘器不能有效推广的主要原因,只要找到滤袋失效原因及防治措施,并进行正确选型、精心设计、加工和安装,对于燃用不适宜电除尘器除尘煤种的锅炉、循环流化床锅炉以及环境质量要求较高地区的电厂是可以应用的。
4 电除尘器与布袋除尘器的技术经济比较
电除尘器的优点是能够以较小的能量除去绝大部分的灰尘,相对来说运行比较可靠;缺点是受煤种影响大、收细尘无把握。电除尘高压供电的能耗较高;热风吹扫和阴、阳极振打有一定电耗。 布袋除尘器的优点是粗细尘全收,对煤种不敏感。缺点是滤袋、滤料不耐高温和氧化,运行维护比较操心;袋除尘的设备阻力较高,消耗于风机的电耗相对较高;袋除尘运行电耗相当于或稍高于电除尘。
准格尔煤是典型的低硫(0.43 %),高铝(灰中的AI2O3达51.72 %),低钠(灰中Na2O仅有 0.02 %)煤,对电除尘器来说属于最困难的煤种。由于其储量很大,而且是“绿色”煤炭(低硫),今后将有许多大机组燃用。表2以内蒙古丰泰电厂、准格尔电厂为例进行比较。由表2可以看出以下几点 a)丰泰电厂的布袋除尘器在最困难煤种下,可以有把握地保证排放浓度小于50 mg/m3,确实是高标准环保的有力武器。准格尔电厂的电除尘器在最困难煤种下,以150 m2/m3/s的比收尘面积达到了 110 mg/m3的排放,证明了电除尘器对付最困难煤种也是有能力的。
 |
b)按目前的价格计算,布袋除尘器的投资高于电除尘器,这是按除了滤布之外其它部件全部国产化来计算。至于运行维护费,对于困难煤灰,而且排放在110 mg/m3以下,电除尘器稍高。布袋除尘器的运行维护费用主要消耗在阻力大和滤布更新上,而电除尘器运行费主要消耗在困难煤种所需要的特大电晕功率上,当然还有望通过进一步优化电气运行参数,达到在不降低除尘效率的前提下降低电耗。如果滤布寿命延长到3 a以上,或者电除尘器处理的是一般的燃煤飞灰,电晕功率在正常范围,二者的运行维护费均可进一步降低。对于一般煤种,电除尘器的总运行费比布袋除尘器要小。
c)就运行维护来说,布袋除尘器定期更换滤袋以及防上滤袋受意外高温、高氧的侵害是比较操心麻烦的事。
5 结束语
鉴于丰泰电厂、焦作电厂布袋除尘器成功的实例,在新的排放标准下,对于燃用不适宜电除尘器除尘煤种的锅炉、循环流化床锅炉以及环境质量要求较高地区的电厂布袋除尘器将上升到火电厂除尘的主导地位,在经济上也比电除尘器有利。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
