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1、300MW燃煤机组配套袋式除尘器与电袋复合式除尘器技术经济性比较陈 勇 易晓阳（中南电力设计院 发电工程分公司 武汉 430071）摘要：以某300MW级燃煤机组为例，从设备投资费用、运行电耗、滤袋消耗费用等各方面对布袋除尘器和电袋复合除尘器进行了综合的技术经济比较，布袋除尘器在年综合运行成本方面要低于电袋复合除尘器，随着滤袋工艺的不断提高，滤袋成本的降低，布袋除尘器在大容量机组高效除尘方面还是有广阔的发展前景。主题词：布袋除尘器 电袋复合除尘器 滤袋1. 概 述随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，环境污染也越来越受到国家的关注，对火力发电厂烟尘排放污染物的标准不断提高，新建火电厂
2、允许的烟尘排放浓度从国家污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准（GB13223-1996）中要求的200mg/Nm3提高到2003版标准的50mg/Nm3，北京及沿海经济发达地区要求更加严格，如北京地方标准锅炉大气污染物排放标准（DB11/139-2007）对新建电站锅炉要求的烟尘排放浓度只有10mg/Nm3，在用锅炉也不能超过20mg/Nm3，在这种严格的环保标准要求下，通常的四电场或五电场静电除尘器已经无法满足要求，因此近年来袋式除尘器和电袋复合式除尘器应运而生。在国外,布袋除尘器作为一种过滤式除尘设备应用于燃煤电站锅炉已经有二三十年的历史,并取得了良好的使用效果。在我国，随着滤布材料制造
3、技术的发展，在滤布的强度、耐高温、耐腐、耐磨等方面都有很大的提高，布袋除尘器在燃煤电站的烟气治理中也逐渐得到应用，并收到了良好效果，除尘器出口烟尘浓度基本上能达到10mg/Nm3以下，布袋除尘器的除尘效率不受粉尘的比电阻、浓度、粒度等性质的影响,锅炉负荷的变化、烟气量波动对布袋除尘器出口排放浓度的影响也不大。而电袋复合式除尘器是近几年国内发展起来的一种除尘设备。电袋复合式除尘器由两个单元组成，即电除尘单元和袋除尘单元。一般情况下，电除尘单元布置一个或两个电场。这种电袋复合式除尘器前电后袋，电除尘器可将烟气中80%90%的粉尘收集下来，使进入滤袋的浓度大大降低，滤袋的阻力降低、清灰周期加大，从而
4、延长滤袋的寿命。同时又发挥了袋式除尘器对煤种不敏感，微细粉尘收集效率高（99.9%）等优点，也越来越受到国内一些大型火力发电厂的青睐。以下以从设备投资费用、运行电耗、滤袋消耗费用等角度，对这两种先进的除尘方式进行技术经济比较。2. 工程情况某工程安装2台300MW级超临界煤粉锅炉，除尘器进口烟尘浓度为31.74 mg/Nm3（设计煤种）和43.63 mg/Nm3（校核煤种），初步设计阶段原设计采用五电场静电除尘器，在辅机设备招标阶段考虑到除尘器进口烟尘浓度较高，即使考虑湿法脱硫50%除尘效率，静电除尘器效率也需要达到99.8%以上才能满足环保排放的要求，考虑采用布袋或电袋复合除尘器，除尘器设备
5、的主要参数如下：序号项目布袋除尘器电袋复合除尘器1处理烟气量（m3/h）215509221550922除尘器入口烟气温度（）124.4124.4.3电场阳极板总有效面积（m2）-115604电除尘器电场数-25袋滤面积（m2）36000330926滤袋数量900076007滤料PPS +P84针刺毡复合刺毡，PTFE浸渍PPS +P84针刺毡复合刺毡，PTFE浸渍8滤料寿命4年或30000小时4年或30000小时9气布比1.01.110除尘器阻力（Pa） 1200 100011电除尘器区电负荷（kW）-45012布袋除尘区电负荷（kW）202013压缩空气用气量（Nm3/min）202014引
6、风机轴功率（2台）25102244623. 设备投资费用和布袋除尘器相比相比，电袋复合除尘器多了两个电场静电除尘，但增加的静电除尘并不能对等减小布袋除尘器的规模，因为布袋数量主要取决于烟气流量和过滤风速，虽然可以选用更高一些的过滤风速来减少过滤面积，但滤袋的过滤风速基本取决于材料本身，而与入口浓度关系不大，目前从上表的参数也可以看出，滤袋数量减少也很有限，而电除尘区域由于增加了极板、极线、振打装置等部件，整个电袋复合除尘器的钢材耗量要高于布袋除尘。从近期工程的招标价来看，电袋复合除尘器要比布袋除尘器投资多出1015%左右，同时，电袋复合除尘器有复杂的高低压控制柜系统，需要单独设置电除尘控制室，
7、同时增加的高低压电缆也会增加相应的投资。在引风机设备的投资方面，由于布袋除尘器阻力要略大于电袋复合除尘器（约200Pa），大约增加不到3%，因此引风机的投资会有所增加，由于轴功率增加不大，电机的型号基本可以不变。布袋除尘器的制造技术门槛比较低，而电袋复合除尘器则要高得多，尤其是静电除尘单元和布袋除尘单元的结合部位的设计，没有良好的气流的均匀性不仅影响静电除尘单元的除尘效率，而且由于局部流速过高而将对布袋除尘单元造成冲刷磨损，从而会降低布袋除尘单元中滤袋的寿命，达不到预期的效果。这也是目前国内布袋除尘器的生产厂家很多，但能生产出优秀的电袋复合除尘器的厂家却很少的原因。因此电袋复合除尘器的价格也不
8、容易降下来。布袋除尘器和电袋复合除尘器的初投资费用比较如下：投资项目布袋除尘器（基准）电袋复合除尘器除尘设备本体（万元）-+180引风机及电机（万元）-50电除尘控制室和电缆（万元）-+100合计（万元）-+350折合年费用（按除尘器20年寿命计，万元）-+294. 运行电耗布袋除尘器与电袋复合除尘器袋滤面积相近，因此布袋除尘区电负荷基本相同，主要的差异在于电除尘区的电耗和引风机的电耗方面，布袋除尘器由于烟气阻力略大于电袋复合除尘器，因此引风机的轴功率有所增加，电袋复合除尘器由于增加了电除尘部分，因此增加了4台1.2A，72kV的硅整流变压器、以及振打和绝缘子电加热等的电负荷，按每度电费用0.
9、4元计，年运行小时数按5500小时计，两者的年运行费用比较如下表：项目布袋除尘器（基准）电袋复合除尘器电除尘区增加电耗（kW）-+450引风机增加电耗（kW）-64总增加电耗（kW）-+386年运行费用（万元）-+154.45. 滤袋消耗费用布袋的寿命是除尘器形式选择的一个重要因素，布袋的成本占整个除尘器造价的1/31/4左右，300MW机组更换一条布袋的成本大约在600元左右，电袋复合除尘器与布袋除尘器的主要优势也就是考虑布袋的寿命问题，采用电袋复合除尘器时，由于前级静电电场能预收烟气中5070以上的粉尘，滤袋的入口粉尘浓度大幅降低，可降低清灰的频率，从而可减少滤袋的机械磨损、延长除尘滤袋使
10、用寿命。我们电站除尘器常见到的滤料有PPS，P84，PTFE等，最常用的是PPS，克重550g/m2，通常采用烧毛、热定型处理，如果含湿量10%，或含氧量10%且温度大于160度，需另进行PTFE浸渍处理，以提高抗水解和抗氧化性能。也可以用PPS +P84针刺毡复合刺毡，通常P84含量为10-15%，主要为了进一步提高过滤精度，其它性能不发生改变，布袋成本也稍高一些。常见滤料材料的性能比较如下表：序号纤维种类工作温度极限瞬温耐水解耐酸耐碱耐磨抗张强度主要缺陷中文名英文名产品名1聚苯硫醚PPSPPSRYTON160190优优优优中抗氧化性差2聚酰亚胺P84P84P84220260中良中良良易水解
11、3聚四氟乙烯PTFETEFLON260280优优优中优价格较高目前设备签订技术协议时无论布袋除尘器还是电袋复合除尘器都能承诺正常运行条件下4年或30000小时的寿命。从目前工程的实际运行情况来看，只要能保证布袋在正常的运行工况下运行，采取必要的保护措施，滤袋的寿命还是有保证的。我院设计的某135MW煤矸石循环流化床电厂采用的布袋除尘器，2005年投运至今，总计4700条布袋仅更换了17条，近期送样检测以后，预计还可以运行一年半左右。在烟气超温、烟气含氧量过高、烟气水蒸气含量过高等非正常工况，电袋复合除尘器的电除尘区并不能对滤袋起到额外的保护作用，相反，在近期的运行中，出现有由于电袋复合除尘电区
12、放电产生臭氧，导致滤袋在812个月即氧化破损的问题。综合上述因素考虑，电袋复合除尘器按滤袋寿命5年计算，布袋除尘器按滤袋寿命4年计算，一条滤袋的更换成本按600元计，滤袋消耗费用比较如下表：项目布袋除尘器电袋复合除尘器滤袋寿命4年5年更换滤袋总费用540万元456万元年维护费用135万元91.2万元6. 运行维护布袋除尘器系统简单，运行维护也比较方便，没有电除尘器所必须的高低压控制柜等设备，控制可以采用PLC也可以纳入全厂DCS控制，需要检修维护的部件主要是滤袋和脉冲阀，而电袋复合除尘器还有极线、极板、振打装置等。对运行人员的要求比较低，不需要掌握电除尘器的运行维护技术。7. 综合比较综上所述
13、，布袋除尘器和电袋复合除尘器的年费用综合比较如下表（单位：万元）：项目布袋除尘器电袋复合除尘器折合设备年投资费用-+29年运行费用费用-+154.4滤袋年维护费用+43.8-其它维护费用（极线、极板、脉冲阀等）-+10人力资源成本-+5合计+43.8+169.48. 结论从上述投资、运行、检修维护、人力资源成本的综合比较可以看出，对于一台300MW燃煤机组，电袋复合除尘器的年综合运行成本要比布袋除尘器高约150万元左右，主要是其电除尘部分有较大的电负荷消耗，虽然预先的电收尘可以降低布袋除尘区的负担，减少滤袋的磨损，延长滤袋的寿命，但由于电袋复合除尘器近年来刚刚开始投入使用，还没有充足的滤袋寿命数据，而布袋除尘器经过多年在包括煤矸石电厂的电站锅炉的运行，反映也并没有象想象的那么高的破损率，目前大容量300MW、600MW机组锅炉排烟温度都在120左右，要低于中小机组，对滤袋的寿命更加有利。随着国产滤布材料制造技术的发展，在滤布的强度、耐高温、耐腐、耐磨等方面都有很大的提高，滤袋的成本也在不断降低。同时布袋除尘器具有设计制造门槛低，对运行维护的要求低，不需要复杂的电控设备等优点，从发展的眼光看，在火力发电厂尤其是大容量机组的高效除尘还是有广阔的发展前景的。
