(中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會,北京 100037)
我國電除塵行業(yè)2011年發(fā)展綜述
(中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會,北京 100037)
綜述了2011年我國電除塵行業(yè)的發(fā)展環(huán)境和經(jīng)營狀況;介紹了電除塵行業(yè)總體技術(shù)進展以及新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用情況;針對行業(yè)發(fā)展中存在的問題提出了建議,并對行業(yè)的發(fā)展進行了展望。
電除塵;行業(yè)發(fā)展;對策建議
1.1 行業(yè)發(fā)展環(huán)境
隨著環(huán)境保護要求的日益提高,國家制定了更加嚴格的粉塵排放標準,新的國家標準《火電廠大氣污染排放標準》(GB13223-2011)對燃煤電廠煙氣粉塵排放限值為30mg/m3,重點地區(qū)的煙氣粉塵排放限值降到了20mg/m3。這是繼2004年以來,國家第二次提高火電廠污染物的排放標準,體現(xiàn)了黨和國家對環(huán)境保護的高度重視。
電除塵器由于具有除塵效率高、能處理大煙氣量的高溫煙塵、設(shè)備阻力小、能耗低、堅固耐用、維護簡單、安全可靠、長期運行費用低、且不會產(chǎn)生二次污染等突出優(yōu)點,被世界各國廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門及民用設(shè)施。100多年來的應(yīng)用實踐說明,從投資和長期運行成本綜合來看,電除塵器總體費用最低,技術(shù)經(jīng)濟性最好,運行維護管理壓力較小,是符合國家節(jié)能減排的主流除塵設(shè)備。電除塵技術(shù)的不斷進展及其技術(shù)的不斷延伸,可以概括為,電除塵器適合于需要進行煙塵處理的任何場合,并且完全可以達到人們預(yù)想的效果。
隨著各國排放標準的趨嚴,西方一些發(fā)達國家采用干法電除塵器,取得了排放濃度低于20mg/Nm3的效果,特殊場合采用濕式電除塵器,排放濃度一般在1mg/Nm3以下。
為了推動和引導電除塵技術(shù)進步,中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會在2009年至2010年,組織編寫了《燃煤電廠電除塵選型設(shè)計指導書》,目的是為了規(guī)范行業(yè)市場、指導電除塵行業(yè)科學合理地進行選型設(shè)計,改善目前電除塵設(shè)計配置不規(guī)范,如電場數(shù)偏少(一般3~4個電場),比集塵面積偏低(一般70~100m2/m3/s)的現(xiàn)狀,確保設(shè)備性能滿足達標排放,提升行業(yè)的整體水平。通過分析研究中國煤種成分及其對電除塵性能的影響、國內(nèi)電除塵器的運行狀況、國外電除塵器規(guī)范及其電除塵器的選型設(shè)計流程,提出了選型設(shè)計的指導意見,為供貨商、設(shè)計建設(shè)單位及管理部門科學合理地選擇電除塵器提供了支持。
2010年下半年,電除塵委員會又著手組織了《電除塵器供電電源選型設(shè)計指導書》的編寫工作。2011年通過多次征求意見及經(jīng)專家反復(fù)討論,2012年3月該書的送審稿已經(jīng)行業(yè)協(xié)會審查通過。電除塵本體設(shè)計指導書和供電電源設(shè)計指導書的推出,對有力提升電除塵器選型設(shè)計水平、規(guī)范行業(yè)市場、提高電除塵器設(shè)備質(zhì)量,創(chuàng)造了條件。
總之,2011年對電除塵行業(yè)來說,仍是較為困難的一年,但電除塵行業(yè)整體積極應(yīng)對形勢發(fā)展的變化,相應(yīng)采取了一些有效措施,取得了可喜的成績。
應(yīng)該指出的是,隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,環(huán)境空氣污染特征已由煤煙型向復(fù)合型轉(zhuǎn)變。一些城市經(jīng)常出現(xiàn)長時間的灰霾天氣,對公眾健康造成了嚴重威脅,使得環(huán)境問題已經(jīng)成為重大的民生問題。我國是全球PM污染最為嚴重的地區(qū)之一,大部分城市的PM2.5濃度都超過了世界衛(wèi)生組織的環(huán)境空氣質(zhì)量指導值。為此,國家環(huán)境保護部從2012年開始逐步在全國范圍內(nèi)將PM2.5濃度限值納入環(huán)境空氣質(zhì)量標準。這對于電除塵行業(yè)來說,既是挑戰(zhàn),又是機遇。
據(jù)報道,對于0.2~2μm的微細顆粒,去除的難度很大,用過濾的方法是不可能去除的。但采用濕式電除塵器、靜電凝并器和電袋復(fù)合除塵器就能有效去除。
因此,隨著國家對大氣質(zhì)量標準的提高,電除塵器的發(fā)展前景將會更加光明。
1.2 行業(yè)經(jīng)營狀況
根據(jù)對2011年行業(yè)內(nèi)的50個企業(yè)進行的行業(yè)調(diào)查統(tǒng)計,其中28個本體企業(yè)合同額達到177.95億元,總產(chǎn)值為155.80億元,環(huán)保銷售收入為134.04億元,出口額為25.22億元,18個供電電源企業(yè)和4個配套件企業(yè)環(huán)保銷售收入為8.11億元,出口額為8086.8萬元(注:對于一些機電一體化的企業(yè),統(tǒng)計中按其產(chǎn)值高的產(chǎn)品性質(zhì)歸類,如龍凈環(huán)保的電氣產(chǎn)值統(tǒng)一計入本體,未計入電控產(chǎn)值,以避免重復(fù)計算產(chǎn)值)。
2011年電除塵行業(yè)50個企業(yè)的經(jīng)營狀況統(tǒng)計情況見表1。
表1 2011年50個電除塵企業(yè)經(jīng)營狀況統(tǒng)計 (單位:億元)
按傳統(tǒng)統(tǒng)計方法計算,50個電除塵企業(yè)的產(chǎn)量占全國電除塵器總量的85%,則2011年全行業(yè)環(huán)保銷售收入約為176.0367億元,出口額近30億元。
由于電除塵行業(yè)中的骨干企業(yè)大都在實行多種經(jīng)營,一般電除塵行業(yè)的電除塵器產(chǎn)品占環(huán)保產(chǎn)值銷售收入的75%(以往按76%)計,則2011年全國電除塵器銷售收入約為132.0275億元。
為了真實反映電除塵器實際產(chǎn)值,本次調(diào)查要求被調(diào)查企業(yè)在填寫行業(yè)調(diào)查表時將各種產(chǎn)值分別單列,結(jié)果顯示,28個電除塵本體企業(yè)的電除塵器本值產(chǎn)值為85.2289億元,電源4.2926億元;22個供電電源及配套件企業(yè)的產(chǎn)值為7.9242億元,主體7.7391億元。調(diào)查統(tǒng)計50個企業(yè)的電除塵器產(chǎn)值為105.1846億元,按傳統(tǒng)的方法計算,行業(yè)的電除塵器產(chǎn)值為123.7466億元。且未包括電-袋除塵器部分中的電除塵器的產(chǎn)值。
行業(yè)中排名前13位的骨干企業(yè)近年來經(jīng)營狀況見表2。
表2 排名前13位的骨干企業(yè)近年來經(jīng)營狀況
從表2可以看出,2011年行業(yè)排名前13位的骨干企業(yè)的環(huán)保銷售較比2010年增長了2.6%。全行業(yè)的出口額比上年略有增長,但排名前13位的骨干企業(yè)的出口額與2010年基本持平。這是由于印度、印尼、越南等發(fā)展中國家因受到國際金融危機的影響,許多發(fā)電廠被迫緩建所致。
從表2中還可以看出:1)電除塵行業(yè)的集中度愈來愈高,兩個龍頭企業(yè)(菲達公司、龍凈公司)的電除塵器產(chǎn)值幾乎占了行業(yè)整體產(chǎn)值的1/3;2)排名前13位的企業(yè)情況略有變動,其電除塵器產(chǎn)值仍占全行業(yè)產(chǎn)值的60%;3)應(yīng)該說明一點,一些改制后的科研、設(shè)計院所(包括高等院校)在設(shè)計、咨詢及工程方面做了大量的工作,但均未將產(chǎn)值統(tǒng)計在內(nèi);4)特別要指出的是,2010年出口額上升較快,2011年又比2010年又略有增長。在國際金融危機嚴重影響的情況下,這是本行業(yè)發(fā)展重要的閃光點,行業(yè)中的企業(yè)大步走向世界,無疑是今后發(fā)展的一個重要方向。
1.3 主要骨干企業(yè)的發(fā)展情況
據(jù)統(tǒng)計,目前我國從事電除塵研究、設(shè)計、設(shè)備制造、安裝、調(diào)試及其相關(guān)配件的單位約在200家以上。涉及的領(lǐng)域有高校、科研及企業(yè)等。
目前,我國電除塵行業(yè)中有3個上市公司,即:福建龍凈環(huán)保股份有限公司(2000年)、浙江菲達環(huán)??萍脊煞萦邢薰荆?002年)、福建東源環(huán)保股份有限公司(2009年)。
我國的電除塵行業(yè)近年來能獲得快速發(fā)展,得益于有一批能與國際上的大公司相媲美的骨干企業(yè)。浙江菲達和福建龍凈是我國電除塵行業(yè)中的領(lǐng)軍企業(yè),是骨干企業(yè)中的姣姣者。
行業(yè)中的主要骨干企業(yè)的發(fā)展概況如下:
(1)國內(nèi)市場
浙江菲達和福建龍凈都是創(chuàng)立于20世紀70年代的老牌電除塵企業(yè)上市公司。這些企業(yè)致力于大氣污染控制領(lǐng)域環(huán)保產(chǎn)品的研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、運營,并通過自主研發(fā)和技術(shù)引進再創(chuàng)新,開發(fā)出了多種形式的電除塵器,以及電源電控、電袋除塵、脫硫脫硝、物料輸送等一系列規(guī)格完整的大氣污染冶理產(chǎn)品。有很強的技術(shù)創(chuàng)新能力和市場影響力。兩家公司的電除塵器產(chǎn)量產(chǎn)值約占全行業(yè)產(chǎn)量產(chǎn)值的1/3,出口量占到1/3以上。
目前國內(nèi)有1000MW超臨界發(fā)電機組業(yè)績的企業(yè),除了浙江菲達、福建龍凈外,還有天潔集團、蘭州電力。天潔集團是民營企業(yè),經(jīng)營靈活有業(yè)績,也是有力的競爭者;蘭州電力是老牌電除塵廠家之一,在西北和北方業(yè)績較多,有較大的影響力。
上海冶礦是上海電氣集團公司的子公司,也是我國最早生產(chǎn)電除塵的企業(yè),我國第一臺300MW、600MW、800MW火電發(fā)電機組配套的電除塵器就是該企業(yè)承建的。上海冶礦還依托上海電氣主要成套設(shè)備出口印度等國。
福建東源、河南中材、宣化冶金、浙江天明、浙江潔達、浙江東方、西安西礦、浙江綠洲等公司雖然規(guī)模相對較小,但具有突出的成本優(yōu)勢,在一些項目上也有一定的競爭力。
國電南環(huán)原是南京電力環(huán)保研究院的一部分,依托母公司的資產(chǎn)紐帶關(guān)系,在某些項目中也具有突出優(yōu)勢。國電南環(huán)2005年轉(zhuǎn)制成為企業(yè),在短短幾年的時間內(nèi),一躍成為電源行業(yè)產(chǎn)量僅次于福建龍凈的電源企業(yè)。目前該公司正將高頻電源推向國際市場,正在與印度、非洲、東歐等國家和地區(qū)洽談中。
行業(yè)中的外資企業(yè)不多,如長春凱希公司、上海電阻有限公司等,這些企業(yè)的產(chǎn)品幾乎全部外銷,在國內(nèi)市場的占有率很低。
(2)國外市場
據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,2010年和2011年,我國電除塵行業(yè)出口額超過25億元,約占全國電除塵器產(chǎn)量的1/5。這充分說明,我國電除塵器在國際市場上有較大的競爭力。
我國的電除塵技術(shù)是在自主研發(fā)的基礎(chǔ)上,從歐美等發(fā)達國家引進,又通過消化、吸收再創(chuàng)新,形成國內(nèi)自有技術(shù),并在長期實踐中不斷改進、提高。產(chǎn)品得到幾十個國家的青睞。在國際市場上顯示了較強的技術(shù)競爭優(yōu)勢。
中國制造商特有的設(shè)備價格優(yōu)勢,在電除塵行業(yè)仍然存在。隨著所在國的相關(guān)保護政策及貿(mào)易堡壘的形成,勞動密集型產(chǎn)品的價格優(yōu)勢將會逐漸消失,尋找適合的方式如進行制造本地化的嘗試,不失為提高競爭力的好辦法。
為了進一步拓展市場、跟蹤項目、服務(wù)客戶,有實力的公司如浙江菲達、福建龍凈都在國外設(shè)立了分公司、辦事處或代理機構(gòu)。
2011年,由于受到國際金融危機的影響,對電除塵器需求量較大的國家,如印度、印尼、越南、菲律賓、土耳其及東歐國家等,許多項目都緩建或暫停建設(shè),給行業(yè)的出口額帶來一些影響。印度、印尼、越南等一大批發(fā)展中國家,經(jīng)濟發(fā)展速度也很快。但普遍存在能源缺口很大,未來2年或許將會迎來電力建設(shè)的發(fā)展高峰,因此應(yīng)有足夠的思想準備。
2.1 行業(yè)總體技術(shù)進展
我國的電除塵行業(yè)經(jīng)過幾代人五十多年的奮斗耕耘,特別是伴隨改革開放的春風,已經(jīng)形成為裝備精良、配套齊全的一個行業(yè)。目前從事電除塵行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)有200多個,還有一批高等院校、科研設(shè)計院,在我國的環(huán)保產(chǎn)業(yè)中,電除塵行業(yè)是目前能與國際廠商相抗衡且具有競爭力的一個行業(yè)。中國生產(chǎn)的電除塵器產(chǎn)品不僅能滿足國內(nèi)需求,還有相當部分產(chǎn)品出口到數(shù)十個國家和地區(qū)。2011年調(diào)查統(tǒng)計的50個企業(yè),占了會員單位的80%。其中有出口產(chǎn)品的28個企業(yè)出口量達到260,279.88萬元。我國已經(jīng)是世界第一電除塵設(shè)備生產(chǎn)大國,在該領(lǐng)域的世界科技排名位居前列。
隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強,環(huán)境保護的要求將會日益提高,不論是當今發(fā)達國家的電除塵器使用情況,還是國內(nèi)電除塵的大量使用實例,都充分說明,即使國家排放限值標準提高到30mg/Nm3甚至更嚴格,電除塵器仍將是消煙除塵的主要設(shè)備和技術(shù)途徑之一。
目前,對粉塵排放要求較嚴的歐、美及日本等發(fā)達國家和地區(qū)的燃煤電廠,主要采用的都是電除塵器,出口排放濃度一般都在20~30mg/m3,運行情況良好,如歐盟2001/80EC指令中規(guī)定粉塵排放濃度小于極限值為30mg/m3,其應(yīng)用的電除塵器約占除塵設(shè)備的85%,目前西歐電除塵的平均排放濃度值小于10mg/m3;美國2005年規(guī)定粉塵排放濃度限值為20mg/m3,其采用的電除塵器約占80%;日本部分地方政府制訂的排放標準均低于20mg/m3,其燃煤電廠幾乎全部采用電除塵器。
歐、美、日本等發(fā)達國家和地區(qū)執(zhí)行的排放標準比中國更為嚴格,電除塵器仍被廣泛使用。特別是德國和日本,電除塵器的占有率具有絕對的壓倒性優(yōu)勢。由此可見,電除塵器具有許多獨特的優(yōu)點,已被世界各國所認可。
國外許多環(huán)保及相關(guān)組織、研究機構(gòu)及研究人員就電除塵器能否適應(yīng)日趨嚴格的粉塵排放標準進行了研究,國際電除塵學會每隔2~3年召開一次學術(shù)會議,目的在于交流各國電除塵技術(shù)的研究及應(yīng)用成果,推動電除塵技術(shù)的進步。如歐盟暖通空調(diào)協(xié)會聯(lián)盟(Rehva)/costG3認為:“干式電除塵器可保證排放濃度在10mg/m3以下,如需要,可以達到5mg/m3以下”,濕式電除塵器可實現(xiàn)小于1mg/m3的排放濃度。
2011年5月在德國紐倫堡(Nuremberg)召開的第十二屆國際電除塵會議,秉承了2006年、2008年兩屆會議的主題,重點對PM2.5微細粉塵、重金屬及復(fù)合污染物的控制研究。會上專門請一些學者對濕法電除塵器及電除塵供電電源等做了專題報告,指明了未來電除塵的發(fā)展方向。
我國也加快了電除塵技術(shù)的發(fā)展步伐,于2011年10月在重慶市召開的第十四屆中國電除塵學術(shù)會議上,提出了對濕法電除塵器及其微細粉塵的凝并作用,引起國內(nèi)外同行極大的關(guān)注。
對于國土開發(fā)密度高、環(huán)境承載能力弱,或大氣環(huán)境容量小、生態(tài)環(huán)境脆弱,容易產(chǎn)生大氣環(huán)境污染等問題而需要嚴格控制的地方,可以采用濕法電除塵器。
我國早在20世紀70年代,在冶金行業(yè)就有應(yīng)用濕法電除塵技術(shù)的實例,由于當時我國的排放標準不太嚴,所以沒有普遍推廣。日本在電除塵方面的實踐經(jīng)驗證明,采用濕法電除塵器或者干-濕法電除塵器,在燃油電廠中應(yīng)用,排放濃度可控制在2mg/m3以下。濕法電除塵器不僅可以達標排放,且對PM2.5微細顆粒、濕霧、重金屬、有機廢氣及多種復(fù)合污染物可實現(xiàn)同時治理。
電除塵器的應(yīng)用范圍很廣,涉及各行各業(yè)。中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會組織主要骨干企業(yè)和專家,對電除塵技術(shù)近年來在國內(nèi)各行業(yè)應(yīng)用情況的調(diào)查研究,從占全國電除塵總量75%的燃煤電力鍋爐配套的電除塵器切入,進行了統(tǒng)計、歸納、分析,綜合國內(nèi)幾十年來的研究及工程應(yīng)用經(jīng)驗,全面研究考證了電除塵對國內(nèi)主要動力煤的適應(yīng)性,并客觀分析了各種除塵設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟性。大量國內(nèi)外的詳實事例表明,電除塵器不僅技術(shù)成熟,而且完全可以實現(xiàn)在低排放條件下的節(jié)能降耗,是適合我國國情的有效除塵裝備。同時,通過綜合比較,電除塵器具有能耗最低、使用壽命最長、最具安全可靠性、運行費用及設(shè)備總體費用最低等特點,且運行時間越長,電除塵器的經(jīng)濟性越顯著。
2.2 電除塵新技術(shù)開發(fā)進展
近40年來,我國電除塵科技工作者在不斷完善常規(guī)電除塵器性能的基礎(chǔ)上,堅持不懈地進行技術(shù)創(chuàng)新。20世紀開發(fā)了透鏡式電除塵器、圓筒型電除塵器、管極式電除塵器、鋼刷清灰電除塵器、磁電除塵器、屋頂電除塵器、五區(qū)電除塵器和濕法電除塵器等。進入21世紀以來,為了適應(yīng)市場需求,又開發(fā)了移動電極電除塵器、高濃度、高負壓電除塵器、機電多復(fù)式電除塵器,電袋復(fù)合除塵器以及煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)和粉塵凝并技術(shù)等。供電電源方面,在不斷完善常規(guī)供電電源的基礎(chǔ)上,又開發(fā)了高頻開關(guān)電源、三相電源、中頻電源及其智能控制技術(shù)。這些技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用,打破了常規(guī)電除塵器固有的技術(shù)瓶頸,極大地提升了我國電除塵行業(yè)的整體競爭力。
我國現(xiàn)役投運的1000MW機組有40臺,600MW機組913臺。盡管當時是按50~100mg/Nm3的排放標準設(shè)計的,但在電場數(shù)僅為四電場的情況下,經(jīng)過第三方測試,1000MW機組的電除塵器絕大部分排放濃度都在30mg/Nm3以下,甚至有好幾臺是在20mg/Nm3,其中還有排放低于10mg/Nm3以下的,600MW機組配套的電除塵器許多都有30mg/Nm3以下的排放業(yè)績。
2011年測試的上海漕涇電廠1、2爐四電場的1000MW機組,配套的電除塵器排放濃度分別在19.1mg/Nm3和19.3mg/Nm3;潮州電廠二期2×1000MW,臺山電廠三期1000MW機組和國華臺山電廠5×600MW機組配套的電除塵器排放也都在30mg/Nm3以下等等。
目前,浙江菲達、福建龍凈等一批行業(yè)骨干企業(yè),致力推出了如移動電極電除塵器、余熱利用高效節(jié)能電除塵器(低低溫電除塵器)、濕法電除塵器和高頻電源等電除塵器新技術(shù)。其中移動電極電除塵器、余熱利用高效節(jié)能電除塵器(低低溫電除塵器)和高頻電源已擁有了電力部門的業(yè)績,正處在工業(yè)應(yīng)用的檢驗期。目前我國電除塵行業(yè)對這些新型電除塵器給予了極大關(guān)注。
目前,本行業(yè)有以下幾種新型電除塵器技術(shù):
(1)移動電極電除塵器
移動電極電除塵器是一種新型的電除塵器,一般由前級的常規(guī)電除塵器和后級的移動電極電除塵器組成。移動電極電場中陽極部分采用移動收塵極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷,陰極采用常規(guī)電除塵器的陰極系統(tǒng)。移動收塵極板上的粉塵尚未達到形成電暈的厚度時,就隨移動極板運行到灰斗內(nèi)被旋轉(zhuǎn)的清灰刷徹底清除。移動電極電除塵器能有效抑制高比電阻粉塵的反電暈并最大限度地減少二次揚塵,可大幅提高除塵效率,滿足更嚴格的排放要求,能長期保證高除塵效率。
該項技術(shù)已在德國、日本等國廣泛應(yīng)用,效果很好。
移動電極電除塵器在我國已有多臺在300MW機組上的應(yīng)用,出口排放濃度在30mg/Nm3以下。在鋼廠煉鐵高爐上安裝的移動電極電除塵器,經(jīng)第三方測試,出口排放濃度僅為18.6mg/Nm3。
(2)煙氣余熱利用高效節(jié)能電除塵器(低低溫電除塵器)
煙氣余熱利用高效節(jié)能電除塵器(低低溫電除塵器)在燃煤發(fā)電系統(tǒng)中,主要采用汽機冷凝水與熱煙氣通過特殊設(shè)計的換熱裝置進行氣液熱交換,使得汽機冷凝水得到額外的熱量,以減小汽機冷凝水低加回路系統(tǒng)中所消耗的抽汽量,實現(xiàn)少耗煤多發(fā)電的目的。同時,由于煙氣換熱降溫后進入電除塵器電場內(nèi)部,其運行溫度由通常的低溫狀態(tài)(120℃~160℃)下降到低低溫狀態(tài)(85℃~100℃)。由于溫度降低使得煙氣粉塵比電阻降低,同時煙氣的體積流量得以減少,相應(yīng)地電場煙氣通道內(nèi)的煙氣流速也得以降低,使電除塵效率大幅提高,可滿足更加嚴格的排放要求。
結(jié)合用戶現(xiàn)場條件及項目實施情況,按組合方式分類,主要有以下三種工藝布置方案:
1)換熱裝置復(fù)合在電除塵器進口煙箱內(nèi),適用于新建項目或節(jié)能提效改造項目;
2)換熱裝置布置在電除塵器進口豎直或水平煙道內(nèi),主要適用于節(jié)能提效改造項目;
3)還可以參照日本低低溫煙氣處理工藝通過熱媒體將煙氣余熱送到濕法脫硫后煙道中,用于加熱煙氣,避免煙囪發(fā)生低溫腐蝕等問題。
其產(chǎn)品的主要特點有:
1)降低煙塵比電阻、降低煙氣流量,電除塵效率高,可滿足30mg/Nm3以下的煙塵微排要求;
2)余熱利用,降低發(fā)電煤耗1.0g/kW·h以上;
3)SO3被高質(zhì)量濃度粉塵顆粒包裹吸附,去除率高,有效解決SO3腐蝕難題;
4)余熱利用裝置可靈活布置,不受場地限制。
該項技術(shù)已在粵嘉電力公司、龍巖坑口電廠、靈州電廠等應(yīng)用,另有多個項目尚在實施中。
(3)濕法電除塵器
濕法電除塵器的收塵機理與干法電除塵機理是一樣的,差別在于清灰方式;干法電除塵器是通過錘擊打清灰,使粉塵脫離電極,而濕法電除塵器是通過液體沖洗電極使粉塵剝離。
濕法電除塵的突出優(yōu)點有:
1)收塵性能與粉塵特性無關(guān),對黏性大或高比電阻粉塵能有效收集,同時也適用高濕高溫的煙氣;
2)沒有二次揚塵,電除塵出口濃度可以達到很低;
3)電場中沒有設(shè)備運動部件,可靠性高。
采用濕法電除塵時,要解決好結(jié)構(gòu)抗結(jié)露措施和材質(zhì)要有良好的抗腐蝕特性。
隨著環(huán)保要求的不斷提高,復(fù)合污染物的控制已經(jīng)成為國際社會廣泛關(guān)注的焦點,濕法電除塵器對燃煤電廠及工業(yè)鍋爐的微細顆粒物(包括PM2.5粉塵、SO3酸霧及氣溶膠等)、重金屬(如Hg、As、Se、Pb、Cr等)、有機物(如多環(huán)芳烴、二英等)復(fù)合污染物的收集是十分理想的設(shè)備。
濕法電除塵在我國已經(jīng)使用了幾十年,但是在燃煤電廠上的應(yīng)用業(yè)績還不多,特別是在大機組上尚無應(yīng)用業(yè)績。
高頻電源在除塵器上的運用是電除塵技術(shù)革命性的突破,其高效、節(jié)能的特性已被業(yè)界廣泛認可。我國電除塵應(yīng)用高頻電源已有4~5年的時間,打破了國外的技術(shù)壟斷。龍凈環(huán)保、南京國電、廈門天源興、浙江佳環(huán)等多家電源企業(yè)已能生產(chǎn)1000M~1600MA/80kV的高頻電源,且已在許多工程項目上應(yīng)用,顯示出高頻電源比常規(guī)電源的巨大優(yōu)勢,技術(shù)上已達到或接近國外水平。
與國外技術(shù)一樣,電除塵高頻電源普遍采用調(diào)頻工作模式或脈沖工作模式,由于其工作原理上的限制,該類電源在工況條件較差、輸出電壓和功率低于額定值較大時,會出現(xiàn)工作不穩(wěn)定和效率較低的問題。主要原因在于調(diào)頻式脈沖工作模式均是以單位時間改變高壓輸出脈沖個數(shù)來實現(xiàn)調(diào)壓的目的,其峰值得不到調(diào)整,較難符合除塵器工況變化時的特定需求;由于調(diào)頻會使得高頻變壓器效率下降,節(jié)能效果受到影響。
為克服調(diào)頻式高頻電源固有缺陷,經(jīng)過不懈努力,廈門天源興研制成功擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的電除塵調(diào)幅式高頻電源,在調(diào)幅高頻電源的輸出電壓和頻率可分別獨立調(diào)節(jié),互不牽扯,克服了目前調(diào)頻式高頻電源適應(yīng)能力較差、低頻時效率低的不足,更好地適應(yīng)了電除塵設(shè)備的需要。調(diào)幅高頻電源其主要特性為:
1)采用母線電壓控制技術(shù),使得輸入高頻變壓器的一次輸入電壓可變,二次電壓峰值運行于閃絡(luò)點附近,滿足電除塵動態(tài)變化的需求。
2)不受電場變化和粉塵濃度影響,始終在20kHz全功率輸出,純直流供電、連續(xù)電流模式,提供最大電暈電流,克服調(diào)頻模式無法實現(xiàn)連續(xù)電流的弊端,能大幅度提高電暈功率和電除塵收塵效率。
3)閃絡(luò)控制由調(diào)幅和調(diào)頻共同作用,電流沖擊小,恢復(fù)可靠,可適用于惡劣環(huán)境。
4)不受國外專利技術(shù)限制,擁有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)。
對舊電場電除塵改造測試表明,相同工況條件下,調(diào)幅高頻電源比調(diào)頻高頻電源效率提高10%以上,為老舊電除塵達標改造創(chuàng)造了技術(shù)條件,是電除塵高頻電源的發(fā)展方向,具有很高的推廣使用價值。
3.1 行業(yè)發(fā)展存在的主要問題
(1)受國外金融危機影響,市場萎縮,增加了市場拓展的難度和壓力,如印度、印尼、越南等國,電廠的電除塵器主要是從我國引進的設(shè)備,由于金融危機,許多電廠被迫停建。
國內(nèi)加大了開發(fā)清潔能源的力度,逐步縮小了對石化能源的要求,燃煤電廠的份額也存在逐步縮小的情況。
(2)國家宏觀調(diào)控收緊銀根,貸款回籠遭遇嚴冬,回款呈現(xiàn)逐季下滑,大機組項目貸款拖欠問題日益突出,由于存在拖欠工程款現(xiàn)象嚴重,造成企業(yè)資金周轉(zhuǎn)困難,加大了財務(wù)成本,企業(yè)利潤下降。
(3)我國市場機制尚不健全,秩序混亂,監(jiān)管無力,低價競爭仍然嚴重,電除塵行業(yè)的門檻較低,項目投標低價中標現(xiàn)象屢有發(fā)生。由于本行業(yè)企業(yè)良莠不齊,致使某些項目無法按規(guī)范實施,同時由于安裝隊伍素質(zhì)低,導致安裝質(zhì)量堪憂,最終不僅給國家造成了損失,也給行業(yè)的發(fā)展帶來了不良影響。此外,對于行業(yè)內(nèi)部保護有所抬頭的現(xiàn)象,也應(yīng)該引起足夠的重視。
(4)隨著我國排放標準的日趨嚴格,由于一些誤導,致使某些用戶對電除塵能否達到30mg/Nm3或20mg/Nm3的排放標準持有懷疑態(tài)度,也給電除塵行業(yè)拓展市場帶來了困難,為此,還需要進一步加大宣傳力度,以示正聽。
3.2 發(fā)展對策制定
(1)解決行業(yè)市場危機的最好辦法是,通過技術(shù)創(chuàng)新、重點突破,緊緊圍繞著國家的新排放標準,從現(xiàn)實的緊迫需求發(fā)展,提高電除塵技術(shù)的針對性和適應(yīng)性,實實在在地降低出口粉塵排放濃度,實實在在地提高除塵效率。特別是電除塵行業(yè)的龍頭企業(yè)要帶頭制造具有前瞻性的電除塵樣板工程,以期國家主管部門政策推廣。同時,引導企業(yè)從單一粉塵污染治理向多污染物的綜合控制轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)多種污染物的協(xié)同有效控制和治理。積極開展市場總包拓展,并大力拓展出口和海外市場,以形成對國內(nèi)市場的有力補充。
(2)健全環(huán)保市場管理機制,真正形成統(tǒng)一開放的市場,促進公正、公平的市場競爭,切切實實施行行業(yè)自律,規(guī)范監(jiān)督管理。
(3)制定積極扶持行業(yè)骨干企業(yè)自主創(chuàng)新能力,以及建立高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的激勵機制,推動電除塵技術(shù)進步,促進環(huán)保產(chǎn)業(yè)整體水平的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。
3.3 措施和建議
(1)以技術(shù)為先導,以市場為中心,發(fā)展行業(yè)實力
1)轉(zhuǎn)變營銷方式。強化信息跟蹤并與業(yè)主溝通,不僅讓業(yè)主了解企業(yè)的現(xiàn)狀和想法,企業(yè)也要了解業(yè)主的需求和想法。細分市場,確定重點,落實跟蹤責任,培育長期客戶。
2)實施技術(shù)開發(fā)和市場開拓的“雙核”驅(qū)動控制。市場永遠是企業(yè)關(guān)注的核心,因而技術(shù)開發(fā)就是企業(yè)的核心工作,沒有企業(yè)的技術(shù)進步,就不可能有企業(yè)的持續(xù)發(fā)展和市場的開拓。要根據(jù)市場的需求,開發(fā)有針對性的技術(shù)項目,扎實推進技術(shù)進步,充分利用社會資源,注重“產(chǎn)、學、院、企”合作,集思廣益,營造技術(shù)創(chuàng)新的氛圍,加快科技進步,提升企業(yè)的整體技術(shù)實力。
3)強化和提升產(chǎn)品交付后的服務(wù)功能,培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能、善于溝通的售后服務(wù)隊伍,注重培育具有戰(zhàn)略合作意義的安裝隊伍,建立規(guī)范售后服務(wù)檔案,及時掌握分析產(chǎn)品動態(tài)質(zhì)量。為提高產(chǎn)品技術(shù)水平和制造質(zhì)量提供案例。
(2)以質(zhì)量為保證,以管理為基礎(chǔ),提升行業(yè)整體競爭實力
1)以質(zhì)量為保證增強競爭實力。質(zhì)量是企業(yè)的生命,要進一步加強質(zhì)量管理,建議引進第三方質(zhì)量監(jiān)管制度。
2) 以管理為基礎(chǔ),強化基礎(chǔ)管理、提升管理效率。根據(jù)實際情況,推進科學管理,完善制度建設(shè),規(guī)范程序運作,有效控制風險。
全球氣候變化嚴重威脅著人類生存的大氣空間環(huán)境。尋求發(fā)展低碳經(jīng)濟已成為趨勢,各行業(yè)必將會逐步減少對石化燃料的依賴,加大對清潔能源的投入,這是歷史發(fā)展的必然。
但是應(yīng)該看到,我國是一個人口眾多的發(fā)展中國家,隨著工業(yè)化和城市化進程的加快,對能源的需求更加迫切。截至2010年,我國人均裝機容量約為0.70kW,遠低于發(fā)達國家1kW的水平。2010年我國人均用電量為3126kW?h,相當美國1956年、韓國1993年的水平。這充分說明了我國能源發(fā)展的緊迫性。
國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司有關(guān)領(lǐng)導在“2011年第六屆中國電工裝備創(chuàng)新與發(fā)展論壇”上指出:“相當長一段時間內(nèi),能源行業(yè)要保證經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高對能源的需求,總的來說,‘十二五’期間能源還是會保持高速增長的態(tài)勢,我們提出一個規(guī)劃,2015年電力裝機容量預(yù)計達到14.7億kW,2020年可能達到18.4億kW,2030年達到24.7億kW,應(yīng)該是比較保守的數(shù)字”。
由于我國能源結(jié)構(gòu)的特殊性,因此在相當長的時間內(nèi),我國以煤炭為主的能源供應(yīng)格局不會發(fā)生根本性的改變。快速增長的能源需求和有限的環(huán)境容量,迫使我們必須要采取更加嚴格的環(huán)境排放標準。同時也說明大氣污染治理行業(yè)還有很大的發(fā)展空間,任重而道遠。
目前我國火電廠除塵設(shè)備90%以上采用的都是電除塵器,特別是電力建設(shè)上大壓小,向大型機組如600MW、1000MW、1200MW的方向發(fā)展,因此電除塵技術(shù)對新標準的適應(yīng)性成為了行業(yè)關(guān)注的重點。
眾所周知,我國的電除塵技術(shù)是在20世紀80年代到90年代先后從歐、美等發(fā)達國家引進,并在我國的實際應(yīng)用中再創(chuàng)新提高的。盡管我國在該領(lǐng)域的原始創(chuàng)新方面與西方發(fā)達國家還有一定的差距,但是從1984年第二屆國際電除塵學術(shù)會議以來,每隔2~3年召開的歷屆國際電除塵會議,我國的專家、學者都會與國外同行進行技術(shù)交流,并能及時掌握國外的技術(shù)發(fā)展動態(tài),因此,國外有的技術(shù)我國都有,在某些方面還有所發(fā)展。
同時,我們也應(yīng)該清醒地認識到,由于我國原先的排放標準較落后,致使排放標準進一步嚴格后,許多在役的電除塵器無法滿足新排放標準的要求。西方發(fā)達國家的電除塵器設(shè)計,比表面積都在150m2/m3/s以上,最大的達250m2/m3/s。印度現(xiàn)在引進我國的電除塵器一般是8~10個電場,而我國現(xiàn)役的電除塵器,仍按低標準的3~4個電場實行,比表面積也在80~100m2/m3/s。這主要是市場無序競爭、低價中標帶來的惡果。
新的國家標準《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)的實施,實際有效地提高了電除塵行業(yè)的準入門檻,客觀上凈化了電除塵的市場環(huán)境。因此,排放標準的趨嚴,對我國電除塵行業(yè)來說是個機遇。關(guān)鍵是抓緊時機,大力開發(fā)如移動電極電除塵器、余熱利用高效節(jié)能電除塵器、濕法電除塵器和高頻電源等新型技術(shù),盡快創(chuàng)建一批高標準、低排放、低能耗的電除塵樣板工程,迎接電除塵器發(fā)展的新高潮。通過全行業(yè)的共同努力,力爭在最短的時間內(nèi),從電除塵大國向電除塵強國邁進。
China Development Report on Electrical Precipitation Industry in 2011
(Electrical Precipitation Committee of CAEPI, Beijing 100037, China)
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1006-5377(2012)07-0014-07