布袋除塵器與靜電除塵器的基本性能對(duì)比
關(guān)鍵詞：除塵器，扁袋除塵器，濾筒除塵器，
一、概論
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)用和要求也越來越高。過去只要達(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，電廠相對(duì)比較容易實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。現(xiàn)在排放標(biāo)準(zhǔn)提高了，采用靜電除塵器達(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除塵器和布袋除塵器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)兩種除塵器在實(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，布袋除塵器比靜電除塵器有更高的除塵效率，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)10 mg/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)用的情況來看，布袋除塵器的排放能保證在30 mg/Nm3以下。呼和浩特電廠兩臺(tái)200MW機(jī)組的鍋爐煙氣凈化采用了布袋除塵器，從CEMS系統(tǒng)長期自動(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)果來看，排放濃度均低于27mg/Nm3。
隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高和越來越多的電廠燃用低硫煤（或者經(jīng)過了高效脫硫），就電除塵器而言，即使達(dá)標(biāo)也變得越來越困難。而布袋除塵器其高效的過濾機(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)目前國家環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)和排放費(fèi)用的征收辦法，布袋除塵器所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。
三、系統(tǒng)變化對(duì)除塵器的影響
燃煤電廠的煤種相對(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)不同的除塵器會(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)布袋除塵器：煙塵濃度的變化只引起布袋除塵器濾袋負(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)靜電除塵器：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除塵器的除塵效率，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)布袋除塵器：由于風(fēng)量的變化直接引起過濾風(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)靜電除塵器：風(fēng)量的變化對(duì)設(shè)備沒有什么太大影響，但是靜電除塵器的除塵效率隨風(fēng)量的變化非常明顯。若風(fēng)量增大，靜電除塵器電場(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)布袋除塵器：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)于布袋除塵器就必須設(shè)有對(duì)極限溫度控制的有效保護(hù)措施。
對(duì)靜電除塵器：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)布袋除塵器：煙氣的物化成份對(duì)布袋除塵器的除塵效率沒有影響。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)靜電除塵器：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)布袋除塵器：除塵效率與氣流分布沒有直接關(guān)系，即氣流分布不影響除塵效率。但除塵器內(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，影響除塵器濾袋的正常使用壽命。
對(duì)靜電除塵器：靜電除塵器非常敏感電場(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。在靜電除塵器性能評(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)靜電除塵器的好壞的重要指標(biāo)之一。
6、空氣預(yù)熱器及系統(tǒng)管道漏風(fēng)
對(duì)布袋除塵器：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)靜電除塵器：設(shè)備阻力無明顯變化，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
布袋除塵器與靜電除塵器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)一些基本問題做一些對(duì)比：
1、運(yùn)行與管理
對(duì)布袋除塵器：運(yùn)行穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，沒有高電壓設(shè)備，安全性好，對(duì)除塵效率的干擾因素少，排放穩(wěn)定。
由于濾袋是布袋除塵器的核心部件，是布袋除塵器的心臟，且相對(duì)比較脆弱、易損，因此設(shè)備管理要求嚴(yán)格。
對(duì)靜電除塵器：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。由于靜電除塵器均為鋼結(jié)構(gòu)，不易損壞，相對(duì)于布袋除塵器，設(shè)備管理要求不很嚴(yán)格。
2、停機(jī)和啟動(dòng)
對(duì)布袋除塵器：方便，但長期停運(yùn)時(shí)需要做好除塵濾袋的保護(hù)工作。
對(duì)靜電除塵器：方便，可隨時(shí)停機(jī)。
3、檢修與維護(hù)
對(duì)布袋除塵器：可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修，即在線維修。
對(duì)靜電除塵器：檢修時(shí)一定要停機(jī)
五、設(shè)備投資
作為用戶，最為關(guān)心的是除塵器的投資問題，下面就針對(duì)兩種除塵器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除塵器的煙氣），兩種除塵器排放濃度要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3）初期投資布袋除塵器比靜電除塵器約高20-35%左右
2、對(duì)于低硫高比電阻粉塵、高SIO2、AL2O3類不適合靜電除塵器捕集的粉塵，兩種除塵器要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3）初期投資靜電除塵器和布袋除塵器相當(dāng)或靜電除塵器投資高些。
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，靜電除塵器投資比布袋除塵器高。
3、通常條件下達(dá)到相同的除塵效率或者說達(dá)到相同的排放濃度，靜電除塵器的投資通常要比布袋除塵器的投資高。以呼和浩特電廠200MW機(jī)級(jí)為例：
布袋除塵器：每臺(tái)機(jī)組的除塵器投資＜2000萬元，保證排放濃度＜50mg/Nm3以下。
對(duì)靜電除塵器：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)除塵器投資約2500萬元。
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)除塵器經(jīng)濟(jì)性分析的重要依據(jù)，下面就針對(duì)兩種除塵器的運(yùn)行費(fèi)用做一個(gè)對(duì)比：
1、運(yùn)行能耗
對(duì)布袋除塵器：風(fēng)機(jī)能耗大，清灰能耗小。
對(duì)靜電除塵器：風(fēng)機(jī)能耗小，電場(chǎng)能耗大。
但是，總體來講兩種除塵器的電耗相當(dāng)。對(duì)于靜電除塵器難以捕集的粉塵，或者說當(dāng)靜電除塵器的電場(chǎng)數(shù)量超過4電場(chǎng)時(shí)，靜電除塵器的能耗比布袋除塵器的要高，也就是說此時(shí)的靜電除塵器運(yùn)行費(fèi)用要比布袋除塵器高。如果按照即將出臺(tái)的新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，靜電除塵器要是做到達(dá)標(biāo)話，必定是采用4電場(chǎng)以上的靜電除塵器，其電耗也就一定比布袋除塵器高。
2、維護(hù)費(fèi)用
布袋除塵器的維護(hù)檢修費(fèi)用主要是除塵布袋更換費(fèi)，從目前實(shí)際運(yùn)行情況來看，一次濾袋的更換費(fèi)用只需要1.5-2年排污費(fèi)比靜電除塵器的少繳部分就可以抵償。
靜電除塵器的維護(hù)維修費(fèi)用主要是對(duì)陽極板、陰極線和振打錘等的更換等。此項(xiàng)費(fèi)用較高，但年限比較長，約6年左右。
3、經(jīng)濟(jì)效益分析
實(shí)際運(yùn)行中布袋除塵器的排放濃度約是靜電除塵器的10%，因此，電廠采用布袋除塵器實(shí)際交繳的排污費(fèi)也為靜電除塵器排污費(fèi)的1/10左右。如果按照目前國家征收排污費(fèi)的情況來看，采用布袋除塵器后每爐/每年的排污費(fèi)少繳部分是相當(dāng)可觀的，至少上百萬到幾百萬元。按照以前達(dá)標(biāo)即不需要交納排污費(fèi)的話，采用布袋除塵器就可以免交排污費(fèi)。另外，布袋除塵器有約5%左右的脫硫效率；這同樣可以減少電廠二氧化硫的排污費(fèi)。目前，我公司正在組織人力進(jìn)行布袋除塵器濾料表面粉塵層劑制粒技術(shù)脫硫的開發(fā)，在接下來的項(xiàng)目中，我們將逐步采用布袋除塵器實(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除塵器實(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，靜電除塵器要想做到達(dá)標(biāo)排放，就必須采用4電場(chǎng)以上的除塵器。此時(shí)靜電除塵器的初期投資已經(jīng)比布袋除塵器高，同時(shí)4電場(chǎng)以上的靜電除塵器（或者4電場(chǎng)的高比積塵面積）運(yùn)行電耗要比布袋除塵器的高很多。因此在新的環(huán)保要求下，靜電除塵器即使達(dá)標(biāo)，其初期投資和運(yùn)行費(fèi)用都比布袋除塵器高。另外，靜電除塵器的排放濃度總是在布袋除塵器的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)，因此兩種除塵器即使達(dá)標(biāo)以后，靜電除塵器又比布袋除塵器讓電廠多支出了一筆費(fèi)用。因此，布袋除塵器必將成為工業(yè)粉塵控制的首選設(shè)備。
