我國(guó)是煤炭能源消耗大國(guó),常規(guī)能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多煤少油缺氣的現(xiàn)狀,我國(guó)的一大能源是煤炭,其在我國(guó)的能源生產(chǎn)中達(dá)到70%以上,而在在消費(fèi)總量上也占了的比重。2009年后,我國(guó)是成為了世界上較大的煤炭國(guó)。煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的污染物,這已經(jīng)成為限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要原因之一。隨著我國(guó)對(duì)大氣污染防治進(jìn)一步嚴(yán)格要求,燃煤鍋爐煙氣的脫硫除塵若再使用傳統(tǒng)技術(shù)已無法滿足要求,尋找加合適的技術(shù)勢(shì)在必行。
{一}、布袋除塵器具有綜合
布袋除塵設(shè)備的除塵效率可穩(wěn)定達(dá)到高以上,可滿足排放的要求,并且不受煤種、爐況及煙塵參數(shù)條件的影響。據(jù)2013年袋委會(huì)對(duì)燃煤電廠28臺(tái)布袋除塵器的調(diào)研結(jié)果:排放濃度全部低于30mg/Nm³,其中19臺(tái)低于20mg/Nm³,6臺(tái)低于10mg/Nm³。布袋除塵器在垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)已有大量排放濃度低于10mg/Nm³的業(yè)績(jī),用于鋼鐵行業(yè)高爐煤氣凈化,出口濃度可穩(wěn)定在5mg/Nm³以下。
除塵器濾袋的運(yùn)行阻力高于電除塵器,這是不爭(zhēng)的事實(shí)。近幾年通過除塵器結(jié)構(gòu)型式、氣流組織、濾料及清灰技術(shù)的攻關(guān),用于燃煤電廠的布袋除塵器運(yùn)行阻力可穩(wěn)定控制在800~1200Pa。袋委會(huì)調(diào)研的28臺(tái)布袋除塵器,運(yùn)行阻力全部低于1200Pa,其中20臺(tái)低于1000Pa。另外,行業(yè)專家關(guān)注運(yùn)行能耗,與電除塵器相比,布袋除塵器增加了引風(fēng)機(jī)電耗,但節(jié)省了電場(chǎng)供電能耗,調(diào)研表明總的運(yùn)行能耗基本上與3電場(chǎng)電除塵器持平。以新建600MW機(jī)組配套除塵器為例進(jìn)行計(jì)算:在達(dá)到相同排放濃度時(shí),布袋除塵器的運(yùn)行能耗費(fèi)用為334萬元/a,而5電場(chǎng)電除塵器為357萬元/a,6電場(chǎng)電除塵器為407萬元/a,能耗比為1︰1.07︰1.22。
布袋除塵器的使用壽命主要體現(xiàn)在除塵器濾袋的使用年限,這也是廣大用戶較為關(guān)心的問題。20世紀(jì)末,多家電廠試用布袋除塵器,但都存在除塵器濾袋使用數(shù)月就要換的嚴(yán)重問題,但目前這種狀況已經(jīng)改變。經(jīng)過近十的攻關(guān),電廠布袋除塵器的濾料已擺脫了由PPS、玻纖濾料“一統(tǒng)天下”的局面,出了PPS、P84、PTFE、玻纖等多種纖維、多種結(jié)構(gòu)型式、多種織造方式的濾料,并針對(duì)煙塵條件制定了濾料選用規(guī)則。加上除塵器結(jié)構(gòu)、氣流組織、清灰系統(tǒng)的改進(jìn),除塵器濾袋具有3~4年及長(zhǎng)的使用壽命,可滿足一個(gè)爐役期的使用要求。袋委會(huì)調(diào)研的28臺(tái)除塵器中,除塵器濾袋使用壽命超過52個(gè)月的有11臺(tái),較長(zhǎng)為92個(gè)月,壽命未到4年仍在正常使用的有15臺(tái),只有2臺(tái)除塵器因燃用高硫煤及頻繁啟停等原因,除塵器濾袋曾出現(xiàn)非正常破損的情況,已及時(shí)進(jìn)行了改進(jìn)。
關(guān)于建設(shè)費(fèi)用,以新建600MW機(jī)組為例,在采用當(dāng)代并達(dá)到同一排放濃度的條件下,從除塵器投資、運(yùn)行能耗、維修費(fèi)用等方面綜合考量對(duì)比,布袋除塵器的總費(fèi)用較少,與5電場(chǎng)除塵器、6電場(chǎng)除塵器的總費(fèi)用比例約為1:1.02:1.10;布袋除塵器的占地面積較小,與5電場(chǎng)除塵器、6電場(chǎng)除塵器的占地面積比例約為1:2.0:2.35,因而適宜除塵改造工程。
{二}、除塵濾袋在線清灰與離線清灰的區(qū)別
噴吹脈沖除塵器可采用在線或離線清灰方法,除塵濾袋在線清灰是指在進(jìn)行脈沖噴吹時(shí),電廠除塵濾袋仍然進(jìn)行煙氣過濾。噴吹系統(tǒng)需要用比較高的噴吹氣流阻擋過濾煙氣,同時(shí)用瞬間的脈沖震蕩使塵餅落入灰斗。在線清灰除塵器內(nèi)部是一個(gè)大的空間靜態(tài)氣室,氣流分布比較均勻,使濾料所承受的過濾負(fù)荷變化不太大,這樣可延長(zhǎng)電廠單機(jī)布袋除塵器使用壽命。
離線清灰系統(tǒng)需要把除塵器內(nèi)部區(qū)分成若干個(gè)密封氣室,每個(gè)氣室的花板上出氣口單獨(dú)安裝擋板,氣缸和脈沖電磁閥等壓縮氣控制系統(tǒng)。在對(duì)某個(gè)氣室進(jìn)行脈沖清灰噴吹前,需要先控制擋板使這個(gè)氣室不再進(jìn)行煙氣過濾。因此,離線清灰構(gòu)造比較復(fù)雜,而且?guī)в幸苿?dòng)式機(jī)械擋板。
所以離線清灰除塵器的造價(jià)與維護(hù)量相對(duì)來說比在線清灰除塵器高。通常,除塵清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)師應(yīng)該根據(jù)煙氣性質(zhì)和工藝要求,靈活選擇在線或離線的清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在一些工藝比如垃圾焚燒等,其煙塵性質(zhì)松散,不容易結(jié)成餅塊,清灰也比較困難。采用離線清灰方法可減低二次揚(yáng)塵,使清灰階段加,達(dá)到降低設(shè)備阻力的效果。
但另一方面,離線清灰除塵器完成一個(gè)氣室的清灰后,此氣室的布袋阻力將比其他正在過濾的氣室布袋阻力低,這時(shí)候打開擋板,氣室內(nèi)濾料將承受很高的過濾負(fù)荷,導(dǎo)致濾料的負(fù)荷變化循環(huán)太高,這樣也會(huì)縮短濾料使用壽命。而在線清灰每次只降低一行布袋的阻力,除塵器內(nèi)部的其他眾多數(shù)量的布袋仍然會(huì)連續(xù)進(jìn)行過濾工作,這樣對(duì)剛噴吹后的布袋所承受的過濾負(fù)荷變化就相對(duì)來說比較溫和。