中國一次能源結(jié)構(gòu)決定了以煤炭為主要發(fā)電燃料的格局不會變化。據(jù)統(tǒng)計(jì),2007年全國83%的電力來自火力發(fā)電站,供給火力發(fā)電的煤炭為12.82億噸,占到了全國煤炭產(chǎn)量的51%,到2010年全國煤炭產(chǎn)量估計(jì)達(dá)到26億噸。煤炭燃燒產(chǎn)生的環(huán)境污染嚴(yán)重制約了中國能源工業(yè)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的更好更快發(fā)展。
雖然水力發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電在中國有所發(fā)展,但中國目前的電力市場供應(yīng)仍以火力發(fā)電為主。隨著節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境等政策的相繼頒發(fā),國家對電廠的能源供應(yīng)也提出了嚴(yán)格要求。為了滿足人們對電力市場的需求,電力市場不斷進(jìn)行改革,同時(shí)也提出了相應(yīng)的發(fā)展要求?;痣姀S在進(jìn)行電能轉(zhuǎn)化的時(shí)候,主要是通過煤炭等燃料的燃燒進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換。鍋爐作為火力發(fā)電的主體,對電廠的經(jīng)濟(jì)及市場影響力有重要意義。
由于鍋爐是電廠的主要耗能設(shè)備,中國多家電廠均對鍋爐進(jìn)行改造,采用鍋爐脈沖布袋除塵器達(dá)到節(jié)能降耗降低成本的目的,以提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益加強(qiáng)市場影響力。節(jié)能降耗在節(jié)約能源的同時(shí)由于能源經(jīng)過合理利用,可以減少排放量,對環(huán)境起到一定的保護(hù)作用。由于中國目前正處于工業(yè)化發(fā)展階段,能源需求量大,而部分資源并沒有經(jīng)過合理利用,浪費(fèi)嚴(yán)重,給中國后期的工業(yè)發(fā)展帶來不容忽視的問題。
電廠鍋爐加熱可以通過對煤炭、煤油等燃料的燃燒供應(yīng),但中國多數(shù)電廠均以煤炭燃料為主。中國煤炭品種過多,質(zhì)量也有所差距。電廠所用的煤炭燃料主要以原煤為主,沒有經(jīng)過人工或者機(jī)器加工洗選,由于原煤的水分與粒度等常會發(fā)生變化,使燃料與鍋爐不適應(yīng),不能實(shí)現(xiàn)充分燃燒,使能源有所損耗。而有時(shí)為了使燃料能夠充分燃燒,不得不對鍋爐進(jìn)行改造,以使燃料與鍋爐相適應(yīng)的。但由于燃料品種多,供應(yīng)人員對燃料的質(zhì)量無法及時(shí)掌握,不能對燃料的充分燃燒采取相應(yīng)的措施,所以導(dǎo)致燃料不能充分燃燒的現(xiàn)象依然存在。
現(xiàn)階段,中國燃煤電廠普遍采用電除塵技術(shù),占95%以上。但隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,電除塵已不能滿足對超細(xì)顆粒的排放要求,很多電廠開始采用鍋爐脈沖單機(jī)除塵器,將排放出的顆粒粒徑控制在PM10以內(nèi)。布袋除塵器是利用多孔過濾介質(zhì)分離捕集氣流中顆粒的凈化裝置。過濾過程中形成的塵餅?zāi)墚a(chǎn)生截留和擴(kuò)散效應(yīng),使直徑遠(yuǎn)小于濾料孔徑的顆粒也能被脫除。因此,袋式除塵器能更有效地捕集微細(xì)粒塵,尤其對0.1μm~1μm的煙塵捕集效果好,除塵效率可達(dá)99.99%以上。若同時(shí)采取輔助措施(如采用覆膜濾料等),能有效提高PM2.5的脫除率,并協(xié)同脫除As、Se、Hg重金屬、硫氧化物、氮氧化物。袋式除塵器不受煙氣成份、比電阻等粉塵性質(zhì)的影響,無二次污染,在國內(nèi)外受到重視。
中國從20年前就開展了燃煤電廠袋式除塵技術(shù)的研究,但因技術(shù)、控制管理等不過關(guān),工程應(yīng)用不理想,技術(shù)處于停滯狀態(tài)。近10年來,隨著大型布袋除塵器、新型濾料和新式脈沖閥的研究,袋式除塵器在火電行業(yè)的應(yīng)用日益廣泛。2001年中國第一臺袋式除塵器(20萬kW機(jī)組)在內(nèi)蒙古豐泰電廠投入運(yùn)行,到2005年總過濾面積達(dá)120萬㎡,相當(dāng)于1000萬kW機(jī)組,2010年袋式除塵器已漸成國內(nèi)外除塵市場的主導(dǎo)。
與電除塵器相比,布袋除塵器的經(jīng)濟(jì)效益更好。在設(shè)備一次投資上,袋式除塵器低于4電場電除塵器,略高于3電場電除塵器,顯著低于5電場電除塵器;在同等條件下,袋式除塵器要比電除塵器節(jié)能20%以上。
但布袋除塵器也存在不足,如運(yùn)行阻力大,鍋爐除塵器濾袋濾料的壽命受煙塵溫度、酸露點(diǎn)等的影響。此外,濾袋需要清灰,但清灰必使濾袋發(fā)生激振,且過濾時(shí)大顆粒粉塵磨損濾袋,縮短濾袋壽命。因此,盡可能減少清灰次數(shù)和大顆粒粉塵對濾袋的磨損是延長濾袋使用壽命的關(guān)鍵。
我國的脈沖袋式除塵器通過從國外引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)并消化、吸收、再創(chuàng)新,目前袋式除塵技術(shù)已經(jīng)十分成熟,進(jìn)入了快速發(fā)展階段,各種袋式除塵器產(chǎn)品技術(shù)日趨先進(jìn)、完善,濾料技術(shù)、清灰技術(shù)、外配件等己逐步形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。目前主流廠商的袋式除塵器產(chǎn)品性能己達(dá)到國際先進(jìn)水平,主要產(chǎn)品在國際市場上也取得了很好的業(yè)績。
袋式除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)構(gòu)件已經(jīng)逐步標(biāo)準(zhǔn)化,針對不同應(yīng)用條件的需要,進(jìn)行解決相應(yīng)問題的個(gè)性化設(shè)計(jì),是行業(yè)內(nèi)各廠商努力的主要方向。如應(yīng)對高溫、高腐蝕性等惡劣應(yīng)用環(huán)境;適應(yīng)大風(fēng)量、高入口濃度、工況波動(dòng)性大等應(yīng)用場合;與脫硫、脫硝及工藝過程相結(jié)合的特殊需求等。在這些特殊的應(yīng)用需求中,逐步派生出各種適用于特定場合的專用袋式除塵器系列。
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