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一个准绳 两条路线:电袋技术突破超低排放新内涵

更新时间:2014-11-12 10:03 来源:中国电力报 作者: 阅读:2953 网友评论0

技术突破的核心,不是简单的功能叠加或性能改进,而在于创新地对已知问题作出具有突破性的解决方案。超净电袋的表现对此作出了最为贴切的诠释。

《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》的及时落地,可以说将在一段时期内平息业内关于超洁净排放(超低排放、近零排放)的纷争,其提出的烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米的目标,也给超洁净排放赋予了更为理性的定义。

但要实现从GB13223~2011特别排放限值中20、50、100毫克/立方米降到10、35、50毫克/立方米,绝非玩玩数字戏法,或者通过再加一层脱硫塔、再加一台除尘器这种简单叠加就能达到目的。要实现真正的、具有市场推广价值的超洁净排放,关键在技术的创新和突破,而且,这种技术突破不能以牺牲能耗、成本为代价。

一个准绳,两条路线

对于上述道理,聪慧如龙净不可不知。

其在除尘、脱硫、脱硝技术上的应对之策均以此为准绳:既要通过技术突破赋予超洁净排放创新的内涵,又要确保电厂的钱花到刀刃上——尽可能降低电厂的环保改造成本。在这一点上,超净电袋复合除尘技术的表现尤为突出。

记者了解到,为了积极应对超洁净排放,龙净在常规电袋复合除尘技术的基础上,沿着“超净电袋+超净脱硫”和“电袋+湿电”两条技术路线积极准备,均能实现烟尘排放达到10毫克/标立方以下或者5毫克/标立方以下。

根据龙净统计所承接和在投运的其中230台套电袋复合除尘器排放情况,其中出口排放小于20毫克/标立方的有120台套,小于10毫克/标立方的有36台套,也不乏如广东珠海电厂2台70万千瓦机组等实现排放浓度小于5毫克/标立方、在业内享有知名度的工程案例。

“龙净在掌握我国大部分燃煤电厂煤种复杂多变的情况下,深入研究了烟气治理系统各个重要环节,再加上电袋复合除尘技术应用十余年以来的经验和工程实践,为电袋从容地应对超洁净排放提供了可能。”龙净总经理黄炜说。

环保部环评中心专家陈瑾也认为,按照以往电袋复合除尘技术的达标能力和现阶段的创新成果,要达到10或者5毫克/标立方的烟尘排放不成问题。

在采访中,负责辽宁华电铁岭发电厂4号炉电袋复合除尘器项目的生技部环保专工刘峰向记者介绍,该厂按照国家标准设计的烟尘排放浓度在20毫克/标立方,但使用电袋复合除尘器之后,即使在煤种频繁波动的情况下烟尘排放也在10毫克/标立方以下。

但对于发电企业来说,一轮紧接一轮的环保改造之后,他们对环保改造的要求已经不单单停留在达标排放这个指标上,还包括在投入成本上的控制。国电环境保护研究院副院长朱法华直言:“现在投运的超低排放案例不少,但有个现象值得警惕,许多项目在政府部门去检查的时候是超低排放,检查人员走之后就很难说了。”

隐藏在这种现象背后的原因不难理解。现在的环保技术,除了脱硝技术之外,脱硫、除尘等都要靠砸钱,据上海外高桥第三发电有限责任公司总经理冯伟忠的形容,“每降低一个数量级,这个造价就要翻一番。”成本原因是发电企业对超洁净排放缺乏动力的根源。

低成本、低能耗合二为一

于是,对低成本、低能耗的减排技术的呼吁越来越响亮。

龙净听到了呼吁,并作出了回应。

目前,燃煤电厂实现超洁净排放的主要技术路线是SCR脱硝+干式除尘器+石灰石—石膏湿法脱硫+湿式电除尘器。

其中,对加装湿式电除尘器的做法争议颇大。“增加湿式电除尘器不仅增加投资,而且会增加电厂的运行能耗。”广东电力设计院主任工程师霍沛强指出。

在这一点上,龙净崇尚简约路线,简言之,能用一个设备完成的任务就不用两个设备。这个理念是超净电袋复合除尘技术诞生的起点,也是最大的优势所在。

记者了解到,超净电袋主要借助五大技术突破来实现小于10或者5毫克/标立方的排放目标。

首先,抓住“核芯”滤袋技术,做好滤袋选型。滤袋如汽车中的发动机,位居电袋复合除尘器的心脏部位,其过滤精度直接关系到烟尘排放值。而滤袋的核心关键又是滤料——滤料过滤精度越高,电袋实现超洁净排放就越可靠,适应工况变化能力也越强,而且中长期运行阻力更低更平稳。

龙净对市场上采用率较高的几种滤料进行了反复的过滤、清灰试验,深入研究各种滤料的过滤精度,最终将过滤精度最高的PTFE覆膜滤料和超细纤维梯度滤料作为超净电袋复合除尘器滤料的首选,并采用涂胶封堵滤袋缝制针孔新工艺,以提高滤袋加工工艺,确保滤袋的使用寿命达到5年以上。

其次,量身定制参数,根据煤种、粉尘工况条件选型设计除尘关键参数,这样才能发挥高精滤袋性能。电区、滤袋区选型正确与否直接影响到排放、阻力、滤袋寿命,事关重大。龙净通过适应煤种、烟气工况条件、控制滤袋区入口烟尘浓度、降低过滤风速等手段,多管齐下提高电场区适用的工况条件,发挥出最大的荷电除尘性能。

第三,强化颗粒荷电与电凝并,实现粉尘捕集1+1>2。为了解决荷电释放量这个难题,龙净2010年全球排他性引进美国EERC(美国能源与环境研究中心)嵌入式电袋复合除尘技术,经过吸收、消化、再创新,研发出对粉尘荷电释放具有里程碑意义的新型技术,并在燕钢自备电厂成功应用。颗粒荷电,通过极化,然后发生凝并,这个过程使电袋复合除尘器对细颗粒物的捕集达到了1+1>2的效应。

第四,高均匀性流场分布技术独具特色。龙净与清华大学联合研发的“特大型电袋气流分布设计技术”具有国际领先水平,对症除尘器气流分布不均匀的难题,可以保证低排放、低阻力、滤袋长寿命。

看似复杂的技术原理和措施,得到的效果却一目了然:烟尘排放可长期稳定在5毫克/标立方以下、设备运行阻力实现小于1100帕、滤袋使用寿命高于5年,与其它超净工艺相比,二台百万机组可节约一次投资近亿元,减少占地达1000平米以上。“如希望取消湿式电除尘器,干式除尘器采用电袋是最合理的选择。”霍沛强如此肯定电袋复合除尘技术在一次投资和能耗上所具有的优势。

此外,超净电袋工艺中也要求超净脱硫的协作。“这相当于一个治理岛的概念,通过协同控制来实现烟囱的终端超净排放。”陈瑾分析。据了解,包括龙净脱硫在内已有四家脱硫公司承诺粉尘在脱硫系统中实现“10进10出或5进5出”。

据介绍,目前龙净在广东粤电沙角C电厂2号炉60万千瓦机组进行的超净电袋改造工程正顺利进行,预计明年初投运;陕西某电厂一期2台35万千瓦热电机组超净电袋工程预计明年底投运;在土耳其泽塔斯2台60万千瓦机组的超净电袋工程目前已进入安装阶段。“借助这些项目,我们可以为电袋复合除尘技术实现超洁净排放做出实践,也能在超净电袋复合除尘技术上积累更多的运行经验。”黄炜表示。

此“湿电”非彼“湿电”

技术突破的核心,不是简单的功能叠加和性能改进,而在于创新地对已知问题作出具有突破性的解决方案。针对一些电站湿法脱硫仍存在增排固体颗粒物现状,龙净推出的“电袋+湿电”超净技术路线就具有此特征。

中电联秘书长王志轩曾表示,目前做超洁净排放的企业有一个共性是用好煤。

“但如果电厂都去用好煤,那劣质煤都到哪儿去?”目前,超洁净排放存在一个共性难题,就是其对煤质要求之高,与国内燃煤电厂“市场煤”问题严重之间存在矛盾。而电袋复合除尘器之所以能在短短十多年间就获得市场的认可,并打破国内除尘市场长期以来的以电除尘器为主的格局,跻身主流除尘器行列,最大的亮点就在于电袋能在国内煤种差异大且波动频繁的工况条件下实现稳定的达标排放。

电袋复合除尘器所具有的“不看煤种”的基因,不仅解决了我国燃煤电站煤种变化大所带来的除尘效率波动问题,还能简化工艺、减少占地、节省投资、降低运行费用等。更为重要的是,其加大了我国燃煤电厂对劣质煤的高效率使用,这种重在源头控制的工艺技术是实现超洁净排放的根本。

技术突破的另一表现在湿电的运用上——此“湿电”非彼“湿电”。

目前,业内对燃煤电厂加装湿式电除尘器实现超洁净排放的技术路线已经达成一个共识,各种湿电技术百花齐放,但一些湿电技术存在耗水量大及污水处理等问题。

“湿式电除尘器给电厂带来了较大的用水和污水处理负担,这种现象已经逐渐引起业主的注意。为了规避这一点,我们在除尘改造项目中经过比较选择了龙净WE型湿式电除尘器。”东莞泰昌纸业自备电厂的余总工向记者介绍。他组织开展了该厂循环硫化床锅炉(相当于5万千瓦机组)的除尘器改造。该工程已于今年8月底投运,至今运行情况优良,烟尘排放均在5毫克/标立方以下。

记者了解到,上述东莞泰昌纸业自备电厂所采用的WE型湿式电除尘器,具有独特的结构设计,能使烟气走向实现“上(顶)进下出”和“下进上(顶)出”;在工艺布置上,阳极管采用正六边形导电玻璃钢,呈蜂窝状布置,不仅能使布局更紧凑、节省空间,还能做到永久性抗腐蚀。与市面上其他的湿式电除尘器相比,该类型湿式电除尘器的除尘除雾效率、经济性更高,能够实现PM2.5排放浓度小于1.5毫克/标立方、颗粒物排放浓度小于5毫克/标立方,气溶胶和三氧化硫去除效率高于80%、重金属汞去除效率达67%、雾滴去除率达85%,满足了市场对更高效除雾器的期待,也满足各种干式除尘工艺技术的应用要求。

尤具突破性的是,WE型湿式电除尘器耗水量极低。该技术系统简单、无循环水系统,且能够自行成水膜、自流清灰,仅需间隙冲洗,因此耗水量极低。单台30万千瓦机组耗水量只需5~10吨/天,单台60万千瓦机组和100万千瓦机组每天的最高耗水量不超过15吨和22吨。而且,该技术可省略污水处理、灰水循环、酸碱中和系统,污水量少直接可排入湿法脱硫系统供循环利用,节能节水功能可见一斑。

“以往我们与龙净有过合作,对他们的技术和产品质量非常信任,也给我们在市场大幅应用之前就选择WE型湿式电除尘器增加了底气。”上述泰昌纸业的余总工坦言,采用龙净的技术和产品,大大减少了电厂在环保设备运行上的风险。

WE型湿电技术与电袋复合除尘技术组成一种黄金组合的超洁净排放工艺,凭借其排放稳定、超低水耗、二次污染少、经济性更优等特点,将被更多燃煤电站所看好。至记者截稿之日,龙净又传来好消息,其又新增了4台30万千瓦机组湿电工程项目,均采用WE型湿式电除尘器。

北京国电龙源环保工程有限公司污染控制与资源化技术研究所副所长庄烨曾在美国EERC履职,见证了龙净对电袋复合除尘技术从引进到自主开发创新的历程,他说,电袋复合除尘技术由于有了龙净的优化研发,获得了更广阔的发展空间,带动了国际大公司对电袋复合除尘器的重视和关注。而通过对超洁净排放的应对,也将赋予电袋更多的价值。

 

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