布袋除塵器與靜電除塵器的性能對(duì)比

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煙塵是造成大氣污染的主要因素之一，減少大氣污染的根本措施就是減少有害物質(zhì)向大氣的排放。目前國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)趨于嚴(yán)格，對(duì)污染物排放征收的費(fèi)用和要求也越來(lái)越高。過(guò)去只要達(dá)標(biāo)就可以免交排污費(fèi)，而且排放標(biāo)準(zhǔn)要求也比較低，電廠(chǎng)相對(duì)比較容易實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放?，F(xiàn)在排放標(biāo)準(zhǔn)提高了，采用靜電達(dá)標(biāo)就相對(duì)比較困難，而且即使達(dá)標(biāo)了，也會(huì)對(duì)污染物征收排放費(fèi)。因此，燃煤電廠(chǎng)在選擇鍋爐煙氣凈化設(shè)備時(shí)必須考慮這些客觀因素。

在選擇除塵技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性、適用性和社會(huì)性等方面的影響。除塵技術(shù)的確定受到當(dāng)?shù)貤l件、現(xiàn)場(chǎng)條件、燃燒煤種特性、排放標(biāo)準(zhǔn)和需要達(dá)到的除塵效率等多種因素的影響。

針對(duì)目前環(huán)保要求、污染物排放費(fèi)用的征收情況以及靜電和布袋在性能上的差異和在各行各業(yè)應(yīng)用的實(shí)際情況，對(duì)兩種在實(shí)際應(yīng)用中的基本性能做一個(gè)簡(jiǎn)單客觀的對(duì)比。

二、除塵效率

眾所周知，布袋比靜電有更高的除塵效率，尤其對(duì)人體有嚴(yán)重影響的重金屬粒子及亞微米級(jí)塵粒的捕集更為有效。通常除塵效率可達(dá)99.99以上，排放煙塵濃度能穩(wěn)定低于50mg/Nm3，甚至可達(dá)10mg/Nm3以下，幾乎實(shí)現(xiàn)零排放。

從目前電力行業(yè)燃煤鍋爐應(yīng)用的情況來(lái)看，布袋的排放能保證在30mg/Nm3以下。呼和浩特電廠(chǎng)兩臺(tái)200MW機(jī)組的鍋爐煙氣凈化采用了布袋，從CEMS系統(tǒng)長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)的結(jié)果和權(quán)威檢測(cè)單位的測(cè)試人員人工采樣測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，排放濃度均低于27mg/Nm3。

隨著國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高和越來(lái)越多的電廠(chǎng)燃用低硫煤（或者經(jīng)過(guò)了高效脫硫），就電而言，即使達(dá)標(biāo)也變得越來(lái)越困難。而布袋其高效的過(guò)濾機(jī)理決定了它不受燃燒煤種物化性能變化的影響，具有穩(wěn)定的除塵效率。針對(duì)目前國(guó)家環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)和排放費(fèi)用的征收辦法，布袋所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。

三、系統(tǒng)變化對(duì)的影響

燃煤電廠(chǎng)的煤種相對(duì)穩(wěn)定，但也不能避免遇到煤種或煤質(zhì)發(fā)生變化的時(shí)候；鍋爐系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)常變動(dòng)和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，因此從鍋爐中出來(lái)的煙氣物化性能、煙塵濃度、溫度等參數(shù)也不能保證不發(fā)生變化。這一系列的變化，針對(duì)不同的會(huì)引起明顯不同的變化。下面從主要的幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比：

1、送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量不變，鍋爐出口煙塵濃度變化

對(duì)布袋：煙塵濃度的變化只引起布袋濾袋負(fù)荷的變化，從而導(dǎo)致清灰頻率改變（自動(dòng)調(diào)節(jié)）。煙塵濃度高濾袋上的積灰速度快，相應(yīng)的清灰頻率高，反之清灰頻率低，而對(duì)排放濃度不會(huì)引起變化。對(duì)靜電：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(huì)相應(yīng)增加；煙塵濃度減小除塵效率降低，排放濃度會(huì)相應(yīng)降低。

2、鍋爐煙塵量不變，送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量變化

對(duì)布袋：由于風(fēng)量的變化直接引起過(guò)濾風(fēng)速的變化，從而引起設(shè)備阻力的變化，而對(duì)除塵效率基本沒(méi)有影響。風(fēng)量加大設(shè)備阻力加大，引風(fēng)機(jī)出力增加；反之引風(fēng)機(jī)出力減小。

對(duì)靜電：風(fēng)量的變化對(duì)設(shè)備沒(méi)有什么太大影響，但是靜電的除塵效率隨風(fēng)量的變化非常明顯。若風(fēng)量增大，靜電電場(chǎng)風(fēng)速提高，粉塵在電場(chǎng)中的停留時(shí)間縮短，雖然電場(chǎng)中風(fēng)擾動(dòng)增強(qiáng)了荷電粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度，但是這不足以抵償高風(fēng)速引起的粉塵在電場(chǎng)中駐留時(shí)間縮短和二次揚(yáng)塵加劇所帶來(lái)的負(fù)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(duì)布袋：煙氣溫度太低，結(jié)露可能會(huì)引起“糊袋”和殼體腐蝕，煙氣溫度太高超過(guò)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(nèi)，就不會(huì)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(tài)）下，因此對(duì)于布袋就必須設(shè)有對(duì)極限溫度控制的有效保護(hù)措施。

對(duì)靜電：煙氣溫度太低，結(jié)露就會(huì)引起殼體腐蝕或高壓爬電，但是對(duì)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(duì)布袋：煙氣的物化成份對(duì)布袋的除塵效率沒(méi)有影響。但是如果煙氣中含有對(duì)所有濾料都有腐蝕破壞的成分時(shí)就會(huì)直接影響濾料的使用壽命。

對(duì)靜電：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(xué)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(duì)布袋：除塵效率與氣流分布沒(méi)有直接關(guān)系，即氣流分布不影響除塵效率。但內(nèi)部局部氣流分布應(yīng)盡量均勻，不能偏差太大，否則會(huì)由于局部負(fù)荷不均或射流磨損造成局部破袋，影響濾袋的正常使用壽命。

對(duì)靜電：靜電非常敏感電場(chǎng)中的氣流分布，氣流分布的好壞直接影響除塵效率的高低。在靜電性能評(píng)價(jià)中，氣流分布的均方根指數(shù)通常是評(píng)價(jià)一臺(tái)靜電的好壞的重要指標(biāo)之一。

6、空氣預(yù)熱器及系統(tǒng)管道漏風(fēng)

對(duì)布袋：對(duì)于耐氧性能差的濾料會(huì)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(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量增加導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增加。

對(duì)靜電：設(shè)備阻力無(wú)明顯變化，但是系統(tǒng)風(fēng)量增加提高了電場(chǎng)風(fēng)速對(duì)除塵效率有影響。

四、運(yùn)行與管理

布袋與靜電是兩種完全不同的除塵設(shè)備，在運(yùn)行和管理上也有很大的不同之處，下面就針對(duì)一些基本問(wèn)題做一些對(duì)比：

1、運(yùn)行與管理

對(duì)布袋：運(yùn)行穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，沒(méi)有高電壓設(shè)備，安全性好，對(duì)除塵效率的干擾因素少，排放穩(wěn)定。

由于濾袋是布袋的核心部件，是布袋的心臟，且相對(duì)比較脆弱、易損，因此設(shè)備管理要求嚴(yán)格。

對(duì)靜電：運(yùn)行中對(duì)除塵效率的干擾因素多，排放不穩(wěn)定；控制相對(duì)較為復(fù)雜，高壓設(shè)備安全防護(hù)要求高。由于靜電均為鋼結(jié)構(gòu)，不易損壞，相對(duì)于布袋，設(shè)備管理要求不很?chē)?yán)格。

2、停機(jī)和啟動(dòng)

對(duì)布袋：方便，但長(zhǎng)期停運(yùn)時(shí)需要做好濾袋的保護(hù)工作。

對(duì)靜電：方便，可隨時(shí)停機(jī)。

3、檢修與維護(hù)

對(duì)布袋：可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修，即在線(xiàn)維修。

對(duì)靜電：檢修時(shí)一定要停機(jī)

五、設(shè)備投資

作為用戶(hù)，最為關(guān)心的是的投資問(wèn)題，下面就針對(duì)兩種在不同條件下的投資情況做一個(gè)對(duì)比：

1、對(duì)于常規(guī)的煙氣條件和粉塵（主要是指比較適合靜電的煙氣），兩種排放濃度要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3）初期投資布袋比靜電約高20-35左右

2、對(duì)于低硫高比電阻粉塵、高SIO2、AL2O3類(lèi)不適合靜電捕集的粉塵，兩種要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3）初期投資靜電和布袋相當(dāng)或靜電投資高些。

對(duì)于采用典型的煤種的鍋爐，如準(zhǔn)格爾煤田和勃海灣煤田的煤種，靜電投資比布袋高。

3、通常條件下達(dá)到相同的除塵效率或者說(shuō)達(dá)到相同的排放濃度，靜電的投資通常要比布袋的投資高。以呼和浩特電廠(chǎng)200MW機(jī)級(jí)為例：

布袋：每臺(tái)機(jī)組的投資＜2000萬(wàn)元，保證排放濃度＜50mg/Nm3以下。

對(duì)靜電：按四電場(chǎng)，比集塵面積130m2/m3/S計(jì)算。達(dá)標(biāo)250mg/Nm3,每臺(tái)除法器投資約2500萬(wàn)元。

六、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用

設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用是對(duì)經(jīng)濟(jì)性分析的重要依據(jù)，下面就針對(duì)兩種的運(yùn)行費(fèi)用做一個(gè)對(duì)比：

1、運(yùn)行能耗

對(duì)布袋：風(fēng)機(jī)能耗大，清灰能耗小。

對(duì)靜電：風(fēng)機(jī)能耗小，電場(chǎng)能耗大。

但是，總體來(lái)講兩種的電耗相當(dāng)。對(duì)于靜電難以捕集的粉塵，或者說(shuō)當(dāng)靜電的電場(chǎng)數(shù)量超過(guò)4電場(chǎng)時(shí)，靜電的能耗比布袋的要高，也就是說(shuō)此時(shí)的靜電運(yùn)行費(fèi)用要比布袋高。如果按照即將出臺(tái)的新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，靜電要是做到達(dá)標(biāo)話(huà)，必定是采用4電場(chǎng)以上的靜電，其電耗也就一定比布袋高。

2、維護(hù)費(fèi)用

布袋的維護(hù)檢修費(fèi)用主要是濾袋更換費(fèi)，從實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，一次濾袋更換費(fèi)用只需要1.5-2年排污費(fèi)比靜電的少繳部分就可以抵償。

靜電的維護(hù)維修費(fèi)用主要是對(duì)陽(yáng)極板、陰極線(xiàn)和振打錘等的更換等。此項(xiàng)費(fèi)用較高，但年限比較長(zhǎng)，約6年左右。

3、經(jīng)濟(jì)效益分析

實(shí)際運(yùn)行中布袋的排放濃度約是靜電的10，因此，電廠(chǎng)采用布袋實(shí)際交繳的排污費(fèi)也為靜電排污費(fèi)的1/10左右。如果按照目前國(guó)家征收排污費(fèi)的情況來(lái)看，采用布袋后每爐/每年的排污費(fèi)少繳部分是相當(dāng)可觀的，至少上百萬(wàn)到幾百萬(wàn)元。按照以前達(dá)標(biāo)即不需要交納排污費(fèi)的話(huà)，采用布袋就可以免交排污費(fèi)。另外，布袋有約5左右的脫硫效率；這同樣可以減少電廠(chǎng)二氧化硫的排污費(fèi)。目前，我公司正在組織人力進(jìn)行布袋濾料表面粉塵層劑制粒技術(shù)脫硫的開(kāi)發(fā)，在接下來(lái)的項(xiàng)目中，我們將逐步采用布袋實(shí)現(xiàn)除塵和干法脫硫一體化技術(shù)，屆時(shí)，我們將為目前已有的布袋實(shí)現(xiàn)除塵脫硫一體化。

總之，新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)以后，靜電要想做到達(dá)標(biāo)排放，就必須采用4電場(chǎng)以上的。此時(shí)靜電的初期投資已經(jīng)比布袋高，同時(shí)4電場(chǎng)以上的靜電（或者4電場(chǎng)的高比積塵面積）運(yùn)行電耗要比布袋的高很多。因此在新的環(huán)保要求下，靜電即使達(dá)標(biāo)，其初期投資和運(yùn)行費(fèi)用都比布袋高。另外，靜電的排放濃度總是在布袋的10倍左右，目前新的排污費(fèi)制度下，即使達(dá)標(biāo)了也要對(duì)排放粉塵量進(jìn)行收費(fèi)，因此兩種即使達(dá)標(biāo)以后，靜電又比布袋讓電廠(chǎng)多支出了一筆費(fèi)用。因此，布袋必將成為工業(yè)粉塵控制的首選設(shè)備。

表5：布袋與電的比較表

比較的內(nèi)容名稱(chēng)布袋靜電

煙氣特性的影

響煙氣的溫度敏感，決不能超溫對(duì)效率有影響

壓力影響極小影響小

濕度不利，不能超過(guò)極限有利，但要防腐蝕

氧，硫氧化物（SOX）影響濾料的選擇有利

煙氣的其它成分幾乎沒(méi)影響幾乎沒(méi)影響

流量對(duì)效率影響不大對(duì)效率影響較大

含塵濃度效率穩(wěn)定，影響壽命效率有一定變化

氣流均布不敏感，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響較大

粉塵特性影

響粉塵的粒徑分布影響小，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響較大

真密度、堆積密度影響極小比電阻值大時(shí)影響較大

粘附性不利有一定影響

比電阻無(wú)影響，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響大

粉塵的化學(xué)成分影響濾料的選擇對(duì)效率影響大

粉塵硬度影響濾袋壽命幾乎沒(méi)影響

設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響各種形式都效率高對(duì)效率有一定影響

運(yùn)行及機(jī)組起停的影響影響較大，要求嚴(yán)格影響小

維修技術(shù)含量低工作量小

設(shè)備故障運(yùn)行的影響對(duì)負(fù)荷率影響較大可維持運(yùn)行，對(duì)負(fù)荷率影響較小

布袋除塵器與靜電除塵器技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較布袋與靜電技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

靜電優(yōu)點(diǎn)除塵效率較高,可達(dá)99以上;壓力損失小,本體阻力100～200Pa;技術(shù)成熟,應(yīng)用廣泛;

b.缺點(diǎn)設(shè)備龐大,占地面積大;需要高壓直流電源系統(tǒng),一次性投資費(fèi)用高;對(duì)煤種變化較敏感,除塵效率受飛灰電阻影響大;制造、安裝及運(yùn)行管理水平要求高。

布袋

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