布袋除尘器的特点

3. 3 布袋除尘器的特点 3. 3. 1 袋式除尘器的结构原理 袋式除尘器也 称为过滤式除尘器,是利用纤维编织物制作的袋式 过滤元件,来捕集含尘气体中的固体颗粒物的高效 除尘器。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时,因 惯性力作用,与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒 (粒径为1μm或更小) ,则受气体分子冲击(布朗 运动) ,不断改变运动方向,由于纤维间的空隙小 于气体分子布朗运动的自由路程,尘粒便与纤维碰 撞接触而被分离出来。滤布材料是布袋除尘器的 关键,性能良好的滤布,除特定的致密度和透气性 外,还应有良好的耐腐蚀性、耐热性及较高的机械 强度。耐热性能良好的纤维,其耐热度目前已可达 到250~350 ℃。袋式除尘器按其清灰方式的不同 可分为:振动式、气环反吹式、脉冲式、声波式及复 合式等五种类型。其中脉冲反吹式根据反吹空气 压力的不同又可分为:高压脉冲反吹和低压脉冲反 吹两种。脉冲清灰袋式除尘器由于其脉冲喷吹强 度和频率可进行调节,清灰效果好,是目前国际上 应用最为广泛的除尘装置。 3. 3. 2 布袋除尘器的主要优点[ 3 ] 即: (1)除尘效率高,在清除超细粉尘方面,具有 优良的性能。布袋除尘器的除尘效率可保证出口 标准浓度在50 mg/m3 以下,可以捕获几乎所有粒 径范围的粉尘(直到0. 002 5μm) ,并对各种粒径 范围的粉尘均有较高的除尘效率,能除去95%的 0. 2μm 的粉尘。 (2)对粉尘的特性不敏感,不受粉尘比电阻的 影响。 (3)结构比较简单,操作维护方便。 (4)在保证同样除尘效率的前提下,其造价比 ·8 6· 彭国敏等1火电厂节能减排 发展袋式除尘器的可行性第22卷第5期 电除尘器低。 (5)允许除尘器入口烟气含尘浓度有较大的 变化,而对其运行阻力和除尘效率的影响不大。 (6)具有二次脱硫作用,一般能有5%以上的 脱硫效率。 3. 3. 3 电厂锅炉早期应用布袋除尘器不成功的原 因分析 布袋除尘器早在1978年就用于国内燃煤 电厂的锅炉烟气除尘,其暴露出来的问题主要有: 滤袋脱落和破损、除尘设备结构及制作不良、滤袋 的材质不过关、除尘器的设计参数不合适。影响除 尘效率和滤袋寿命的因素主要有,锅炉运行工况、 除尘器内部流场的好坏、结构设计、滤袋质量,其中 烟气进入袋式除尘设备时的分布状况,是关键因素 之一。随着技术的进步,国内外电厂已有成功运用 袋式除尘器的实例。选用袋式除尘器,重点在优化 其结构设计参数,提高除尘效率,减小运行阻力,保 护滤袋,降低袋式除尘器的运行维护费用[ 4 ] 。 3. 4 袋式除尘器与电除尘器的性能比较 袋式除尘器与电除尘器的主要性能比较,参见 表1。 表1 袋式除尘器与电除尘器的性能比较 参 数袋 式 除 尘 器电 除 尘 器 运行情况 维护情况 技术指标 除尘效率高( ≥99. 99%) ,可以捕获几乎所有粒径的粉 尘(直到0. 002 5μm) 除尘效率只有98% (最好即理论值为99. 4% ) (除尘效率为 99. 5%的电除尘器,只能捕获20%的0. 5μm的粉尘) 运行稳定、可靠对负荷变化适应性差,运行管理复杂 捕集的粉尘不受比电阻值影响粉尘比电阻值对捕集效率影响大 设有故障仓室,具备离线检修功能,不影响锅炉的正常 运行 不具备离线检修功能,一旦发生故障,只能停炉检修,否则只 能带病运行 对破损滤袋能采取封闭措施,故障检修均在机外检修时,员工需进入除尘器内部,工作环境恶劣 滤袋更换仅需两人,检修劳动强度小除尘器装置损坏需依靠人工检查,检修劳动强度大 技术结构简单,运行全部由PLC控制技术结构复杂 已有耐高温、防水防油的滤布,适应大烟气量锅炉除尘 的使用;主要配套件滤料、电磁脉冲阀技术成熟 对阳极板与芒刺线之间的间距要求严格,由于温度、风速等影 响而变形、芒刺线脱落,除尘效率将降低 除尘器压缩空气喷吹系统及本体有严格的加温、保温措 施,避免了严寒条件下的结露 电除尘的震打锤及受打击部位易损坏和变形,震打电机易坏, 因而除尘效率降低 一次性投资低于电除尘器因需高压变电和整流设备,一次性投资费用高于布袋除尘器 使用防静电滤料,能净化爆炸危险或防带火花尘体对净化有爆炸危险的含尘气体,结构比布袋复杂 4 经济性比较分析 (1)布袋除尘器与电除尘器初始投资比较 见表2。 表2 布袋除尘器与电除尘器经济性比较 除尘设备 排放标准/ (mg·L – 1 ) 50 100 200 静电除尘器/ (万元) — 508 (五电场) 438 脉冲布袋 除尘器 / (万元) 全套进口700 700 700 关键部件进口450 450 450 国产450 235 235 (2)布袋除尘器和电除尘器运行费用对比 见表3。 (3)布袋除尘器和电除尘器排污(烟尘)收费 对比 计算公式: (A)年排放总量( kg) =入口浓度×除尘器处 理烟气量×6 500 h / a ×(1 – 除尘效率) 。 (B)年污染当量数=年排放总量÷2. 18 kg。 (C)年排污(烟尘)收费(元) =年污染当量数 ×0. 6元。 表4为使用两种除尘器的排污收费比对。 5 综合分析结论 综合考虑技术、经济、可靠性等因素,火电厂 较适宜选用寿命和初始投资均适中的关键部件为 进口的布袋除尘器,从以下三个方面与电除尘器相 比,具有无可比拟的优势。无纺布环保袋第一,排放标准浓度在 50 mg/m3 及以下,对循环流化床锅炉,静电除尘器 即使采用五电场以上,也不能保证达标排放,而布 袋除尘器则较适合循环流化床锅炉,能满足环保高 要求。第二,与电除尘器价格相当的布袋除尘器, 长期投入效益比较高。布袋除尘器最关键的性能 指标是滤料寿命,其关键部件为进口的布袋除尘器 寿命为3—5年, 能基本满足电厂大修期要求。而 2009年10月彭国敏等1火电厂节能减排 发展袋式除尘器的可行性· 87· 表3 布袋除尘器与电除尘器运行费用对比 项目 电除尘器费用/元 内 容75 t /h 130 t/h 240 t/h 布袋除尘器费用/元 内 容75 t/h 130 t /h 240 t/h 电耗 易损件耗用 人力耗费 高压整流装置耗用340 000 390 000 503 100 增加的风机量80 kW 208 000 208 000 234 000 振打电机耗用840 1 120 1 860 空压机3 500 5 800 47 190 保温耗用21 120 28 160 45 700 灰斗加热耗用21 120 28 160 45 700 排灰电机耗用5 800 7 744 7 744 排灰电机耗用5 800 7 744 7 744 照明、电控耗用15 600 20 080 26 100 照明、电控耗用8 400 10 080 13 100 更换芒刺、极线40 000 60 000 90 000 加热元件800 1 200 1 800 加热元件800 1 200 1 800 电气元件1 600 2 400 3 600 电气元件2 400 3 600 5 400 密封材料300 500 750 密封材料500 800 1 200 脉冲阀膜片1 200 1 800 8 400 振打电机2 400 3 600 5 400 更换滤袋91 000 120 000 240 000 2人(工资+三金) 64 000 64 000 64 000 自控程度高,运行参数均由PLC采集并送至主控柜,锅炉 主控室人员即可监控系统的运行,不设专门运行人员 合计/万元49. 3 58. 0 75. 2 合计/万元34. 2 38. 6 60. 2 注:运行时间6 500 h / a,厂用电价为0. 4元/ ( kW·h) 表4 使用两种除尘器排污收费比对 类型除尘效率/% 项 目 锅炉/ ( t·h – 1 ) 75 130 240 备 注 布袋除尘器 电除尘器 99. 99 99. 4 98 年排放总量/kg 5 460 8 721. 375 27 801 年污染当量数2 504. 59 4 000. 63 12 753 年排污收费/元1 502. 75 2 400. 38 7 652 年排放总量/kg 327 600 523 282. 5 834 040. 35 年污染当量数150 275. 23 240 037. 84 382 587. 32 年排污收费/万元9. 02 14. 4 23. 0 年排放总量/kg 1 092 000 1 744 275 2 780 134. 5 年污染当量数24 0037. 84 800 126. 15 1 275 291. 06 年排污收费/万元14. 4 48. 0 76. 5 240 t/h 锅炉除尘效 率为99. 98% 电除尘器理论除尘效 率为99. 4% 实际生产中的除尘 效率 注:根据国家发展计划委员会、财政部、国家环境保护总局、国家经济贸易委员会第31 号令,入口标准浓度按50 g/m3 计算, 6 500 h / a, 75 t/h、130 t/ h、240 t/h锅炉除尘器处理烟气量分别为168 000 m3 /h、268 350 m3 /h、427 713 m3 / h 静电除尘器的维护维修费用主要是对阳极板、阴极 线和振打锤等的更换,更换年限虽然为6年左右, 但费用较高。第三,就每炉每年的排污费而言, 布 袋除尘器比电除尘器能节约至少百万到几百万元; 布袋除尘器约有5%的脱硫效率,这同样可以减少 电厂SO2 的排污费。选择初始投资相当的关键部 件为进口的布袋除尘器和4电场以上的静电除尘 器相比较,单台75 t/h锅炉使用布袋除尘器年实 际投资费用约34. 4万元,是电除尘器年实际投资 费用( 58. 3 ~63. 8 万元) 的58. 6% ~ 53. 9%; 130 t/h锅炉使用布袋除尘器年实际投资费用约 38. 8万元,是电除尘器年实际投资费用(约72. 4~ 106万元)的53. 6%~36. 6%; 240 t/h锅炉使用布 袋除尘器年实际投资费用约61万元,是电除尘器 年实际投资费用( 98. 2 ~152 万元)的62. 2% ~ 40. 1%。总之,火电厂选择袋式除尘技术代替现有 的电除尘技术,无纺布环保袋顺应了国家环保工作的发展,做到 了一次投资,永久受益,避免了日后电除尘器的二 次改造、二次投资, 是节能减排的新方向。

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