除塵工藝又遇一道坎
每次乘坐飛機在廈門機場降落時，福建龍凈環(huán)保股份有限公司總經(jīng)理黃煒都會習(xí)慣性地看看位于航道旁邊廈門嵩嶼電廠的煙囪。這座電廠始建于1993年，與鼓浪嶼隔海相望，煙囪高度與日光巖相當。
在這樣一個敏感的位置，電廠選擇采用龍凈的電除塵設(shè)備，"用得好影響就很好，用得不好，絕對不行。所以，每次飛機降落，我都要從舷窗往外看看。很欣慰的是，每次煙囪里都看不到一點兒煙。"黃煒話語間透著自豪，這里的電除塵器已經(jīng)高效穩(wěn)定運行了15年。
目前，廈門嵩嶼電廠的粉塵排放濃度穩(wěn)定在30毫克/立方米以內(nèi)，這樣的例子同樣存在于北京、上海等地。這也說明，電除塵器是可以滿足更嚴格的排放標準的。
為什么新標準是個坎？不是廠家技術(shù)達不到要求，而是原來的標準要求松
目前，社會上仍有一種看法，認為電除塵器很難滿足新標準要求。但在排放要求更為嚴格的歐美國家，電除塵器的使用已經(jīng)有上百年歷史，而且至今仍是主流。
對此，菲達集團有限公司董事局主席、中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會主任委員舒英鋼說:"對于大部分中國煤種，常規(guī)電除塵器完全可以滿足30毫克/立方米的排放標準要求。但是，高比電阻粉塵引起的反電暈、振打引起的二次揚塵及微細粉塵荷電不充分等常規(guī)電除塵器固有的技術(shù)瓶頸，在很大程度上影響了電除塵器的除塵效率。這也是面對新標準，電除塵器必須迎接的挑戰(zhàn)之一，但這種挑戰(zhàn)可通過技術(shù)進步使之影響最小化。"
業(yè)內(nèi)人士指出，社會對電除塵有偏見也是可以理解的。原來的排放標準要求不高，加之在電除塵設(shè)計上沒有留出太多余度，所以現(xiàn)在要大面積找出能高于新標準排放要求的案例是不現(xiàn)實的。
"不是廠家的技術(shù)達不到要求，而是當時的條件限制，電場集塵面積沒有做到足夠大。"黃煒所說的"條件限制"是指當時的排放標準和投資額，"原來的標準比較松，當時的設(shè)計就滿足當時的排放要求，但標準提高了，問題就來了。這就像給孩子做衣服，小時候穿著合適，長大了再穿就顯得太小了。"
歐美等國的排放標準比國內(nèi)還要嚴格，但電除塵的使用率達到80％以上。國際電除塵學(xué)會主席、浙江大學(xué)教授閆克平告訴記者:"歐洲電除塵項目統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，他們的設(shè)計都比要求的標準要高，留出的余度幾乎達到了1倍。比如，意大利威尼斯的一個電廠即使關(guān)掉一兩個電場，仍然可以達標排放，可見他們設(shè)計時預(yù)留的空間是充足的。而我們的設(shè)計常常追求臨界狀態(tài)，照著標準緊巴巴地設(shè)計，面對實際運行中煤種變化、工況變化等問題時，不穩(wěn)定是不可避免的。"
為什么國內(nèi)電廠在電除塵設(shè)計上不能留出更多余量呢？環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心常聘(值班)專家陳瑾長期從事火電廠環(huán)境工程設(shè)計和環(huán)評工作，他告訴記者:"電廠在設(shè)計審查的時候就有概算要求，要把千瓦造價控制在一個水平內(nèi)。所以，設(shè)計標準被控制到了最低，只要滿足當前的要求就行了。"他還指出，基礎(chǔ)沒打好也會給將來為適應(yīng)新標準的改造帶來困難。
"在投標的時候，電除塵器是廠家自己選型，所以大家都不想把余度做大，把能砍掉的都砍掉了。這樣一來，一旦煤質(zhì)等方面出現(xiàn)波動就會冒煙。"黃煒對此深有感觸。他認為，惡性競爭造成行業(yè)內(nèi)一些電除塵器做得偏小，原來對電除塵的應(yīng)用范圍、技術(shù)條件等認識不足，對一些高比電阻粉塵電除塵器也按常規(guī)去做了。"但客觀現(xiàn)實自然會把賬記在整個電除塵器行業(yè)頭上，也導(dǎo)致大家對電除塵器產(chǎn)生了信任危機。"
他說:"要樹立一批滿足30毫克/立方米標準的典型需要過程，在這之前用戶心里是會打問號的，電除塵器行業(yè)確實要過這個坎兒。為了適應(yīng)新標準，我們首先要把產(chǎn)品做好，這是一個優(yōu)勝劣汰的過程。"
黃煒提醒記者，滿足30毫克/立方米的排放標準的電除塵器不是誰都可以做的，"這么高的要求，稍微有一點兒缺陷，粉塵就穿過去了。現(xiàn)在不是有圖紙就可以生產(chǎn)，而是其中的每個環(huán)節(jié)都要把關(guān)到位，做到很精細。這就像做汽車，一般車誰都可以做，但跑車就不是了。"據(jù)他介紹，現(xiàn)在洗牌的過程已經(jīng)開始，工程正在向優(yōu)勢企業(yè)集中。
舒英鋼說:"移動電極電除塵、煙氣調(diào)質(zhì)等新技術(shù)的開發(fā)彌補了電除塵器對我國部分煤種和工況的技術(shù)缺陷，大大提高了電除塵器的除塵效率和適用范圍，30毫克/立方米的粉塵排放標準并非遙不可及。"據(jù)他介紹，由浙江菲達環(huán)保自主開發(fā)的移動電極電除塵器在包頭第一熱電廠成功投運，出口粉塵濃度由改造前的200mg/Nm3減小為38mg/Nm3，遠小于50mg/Nm3的設(shè)計要求值。
現(xiàn)在解決問題，還是等到將來？袋式除塵曾在電力行業(yè)三進三出
面對新標準，絕大多數(shù)現(xiàn)役燃煤電廠都要進行除塵改造。舒英鋼說:“社會上有人認為，只要簡單進行電改袋就能解決問題，實際并不是這么簡單。”
電除塵器的特點是鋼結(jié)構(gòu)，耐高溫；通透式設(shè)計，系統(tǒng)阻力。还(jié)能空間大。但劣勢也很明顯，粉塵比電阻越高就越不容易收集，從而影響除塵效率，而比電阻與煤質(zhì)有很大關(guān)系。這就是說，電除塵對煤質(zhì)比較敏感，但實測數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)80％以上的煤種是適宜用電除塵的。
“電除塵器只要用好了，使用壽命可在20年以上；袋式除塵器新投運一段時間內(nèi)效率肯定是好的，可一旦出現(xiàn)破袋，效率就會急劇下降。”黃煒說。
事實上，袋式除塵器在國內(nèi)已經(jīng)發(fā)展了很長時間，之前曾在電力行業(yè)三進三出，但應(yīng)用成績并不好，失敗的原因更多集中在嬌貴的濾袋上。濾袋能夠承受的煙氣溫度受到限制，溫度太高會燒壞袋，還需要設(shè)置旁路煙道以保護濾袋；鍋爐爆管使水氣進入布袋，就有可能造成糊袋；使用一段時間后，濾袋需要更換，而目前國內(nèi)很多情況下濾袋使用不會超過3年。使用濾袋時，每隔一段時間就需要清灰，頻繁的清灰會導(dǎo)致破袋，破袋后煙塵直接通過，也會出現(xiàn)濃煙滾滾的情況，而更換濾袋的工作量十分巨大。
陳瑾告訴記者，濾袋的嬌貴對電廠運行管理提出了更高的要求，要確保運行過程中煙氣溫度保持在濾袋能夠承受的范圍，同時還要保證維修等工作。更為重要的是，廢棄的濾袋如果不能有效處置，會造成二次污染。
“因為使用還不是很普遍，廢棄濾袋的二次污染問題還沒有暴露出來，那也是很大的麻煩。”面對現(xiàn)在市場對袋式除塵器非理性的期待，黃煒和他的同行們一直在向社會各界灌輸“全生命周期”的理念，希望用戶在選擇除塵方式的時候不要只看到眼前，還要考慮將來的問題。
黃煒很誠懇地表示，我們不是說袋除塵不好，而是每種除塵方式都有自身的適用條件和特點，電與袋兩者不存在誰取代誰的問題，龍凈既做電除塵也在做袋除塵，如果一種技術(shù)能一統(tǒng)天下，我們?yōu)槭裁催堅持電除塵呢？
舒英鋼認為，面對新標準，如何尋找突破點提高除塵效率，增加對煤種的適應(yīng)性，降低能耗，繼續(xù)保持和增強電除塵技術(shù)的優(yōu)勢，進一步擴大其適用范圍成為電除塵行業(yè)當前需要解決的問題。
中國華能集團北方聯(lián)合電力有限責(zé)任公司副總工程師王自寬認為，對用戶而言，采用何種除塵技術(shù)不是焦點，企業(yè)關(guān)心的是在滿足達標排放的前提下，除塵工藝的可靠性、節(jié)能效果以及一次性投資和運行成本如何。“通過更經(jīng)濟的手段可以解決的問題，為什么要選用昂貴的工藝？”
煤的問題怎么辦？我國煤質(zhì)的變化幅度非常大
不得不說，煤是國內(nèi)電廠繞不過去的問題，而且煤種對脫硫、脫硝、電除塵都有非常重要的影響。閆克平透露，極端情況下，國內(nèi)有的電廠一個月最多會換八九十次煤，硫分比例從0.39％~2.6％，變化很大，灰分也差3倍，這給環(huán)保設(shè)備造成了很大壓力。
1995年后相繼投產(chǎn)的內(nèi)蒙古自治區(qū)達拉特電廠一、二期工程4×330MW機組，采用三電場電除塵器，比集塵面積為70m2/(m3/s)，當時環(huán)保設(shè)施驗收測定煙塵排放濃度≤50毫克/立方米，遠遠低于當時國家標準要求，其主要原因在于燃煤品質(zhì)。據(jù)王自寬介紹，當時使用的燃煤灰分≤10％，熱值可達20MJ/kg。而此后相繼投產(chǎn)的其他工程，雖然電除塵器比集塵面積有所增加，但由于實際燃煤的劣化(灰分上升、熱值下降)，致使排放難以達標。特別是2005年以后，電煤緊張使得煤質(zhì)嚴重下降，超出了除塵工藝設(shè)計參數(shù)，最終導(dǎo)致煙塵排放嚴重超標。
陳瑾認為，我國煤質(zhì)的變化幅度非常大，電除塵要根據(jù)不同煤質(zhì)進行設(shè)計。這就要求電廠在提供設(shè)計參數(shù)的時候，要充分考慮本地區(qū)煤質(zhì)變化情況。但是，我國南方一些少煤地區(qū)的電廠用煤主要靠遠距離運輸，在電煤緊張的時候，情況更加復(fù)雜。
其實，袋式除塵器對煤質(zhì)也有要求。袋式除塵器最敏感的是溫度和腐蝕，煙氣中的三氧化硫在低溫情況下會形成酸，對布袋造成腐蝕。與電除塵器的比集塵面積相對應(yīng)，袋式除塵器有氣布比的要求，也就是每平方米濾料袋可以過濾多少煙氣量。氣布比越小，除塵效果越好，但投資也會越高。因此，袋式除塵器也面臨設(shè)計余度的問題。
王自寬告訴記者，自2005年電煤緊張后，發(fā)電行業(yè)面對的是煤價大幅上漲、煤質(zhì)日益變差的局面。2005年前，各廠燃煤熱值多在20MJ/kg，而目前降至15MJ/kg甚至更低。以目前電力和煤炭需求來看，這一現(xiàn)象將會持續(xù)相當一段時間，降低火電比例從而減少煤炭需求的計劃短時期難以實現(xiàn)。
對于煤的問題，閆克平建議，可以采取混燒的方法對煤的指標進行調(diào)控，使工況穩(wěn)定，這也是歐洲電廠的經(jīng)驗。但是，這要求電廠必須加強煤的儲備，目前國內(nèi)電廠的儲備太少。據(jù)他介紹，浙江有電廠正在使用這種混燒系統(tǒng)，但投資比較高。
低價中標自釀苦酒 行業(yè)需自律，并規(guī)范市場和競爭行為
一直以來，低價中標的魅影糾纏著電除塵行業(yè)，給行業(yè)發(fā)展帶來了很大傷害，深層次原因還是企業(yè)希望環(huán)境成本外部化。“環(huán)保市場很現(xiàn)實的問題是，好的東西不一定有好的結(jié)果，企業(yè)覺悟還沒到那樣的層次。”黃煒告訴記者，因為環(huán)保需求很特殊，需要政策拉動，環(huán)保設(shè)施一定不是買最好、最貴的，而是在能達標的前提下買最便宜的。
“對于30毫克/立方米或更嚴格的標準，企業(yè)要做出合格的設(shè)計和產(chǎn)品，用戶要遵從設(shè)計約定。在技術(shù)路線選擇上要考慮實用性、經(jīng)濟性，考慮整個生命周期的運行費用。”舒英鋼認為，在標準不斷嚴格的背景下，電除塵行業(yè)健康發(fā)展還是要靠技術(shù)進步，不斷提高除塵效率并降低成本。
黃煒告訴記者，廠家不理性，為了拿標處心積慮越做越小，行業(yè)內(nèi)也沒有具體標準。他說，這就像買房子，無論結(jié)構(gòu)如何、面積大小，房地產(chǎn)商都標注了三室一廳。用戶只說要三電場或者四電場除塵器，沒有點明比集塵面積等細化問題。“現(xiàn)在國內(nèi)價格一高就不好中標了，大家開始越做越小。電除塵器的原理決定了要足夠大才能有效除塵，做小了除塵效率也就低了。”最終，只能自釀的苦酒自己喝。
浙江菲達環(huán)？萍脊煞萦邢薰局T暨電除塵研究所所長酈建國告訴記者，國外的招投標都有技術(shù)專家把關(guān)，太低的價格是要被調(diào)查的。“我始終堅持，環(huán)保設(shè)備要有最低標的，而國內(nèi)一方面對低價沒有限制，另一方面其他干預(yù)力量也很大，還常常是決定性的。所以，我們希望行業(yè)內(nèi)能形成一些行規(guī)，規(guī)范市場競爭。”酈建國說。
目前，龍凈環(huán)保1/3的電除塵器是用來出口的。黃煒告訴記者:“中國的電除塵最難做，設(shè)備小、排放要求高，既要馬吃得少，又要馬跑得好。”據(jù)他透露，國內(nèi)外市場的難度是不一樣的，“國內(nèi)市場不規(guī)范，拿項目不容易，要通過各種渠道，還有行業(yè)保護；國外市場很規(guī)范，但要吃透標準、技術(shù)要求等，更難的是東西要確實好。”
中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會組織并委托浙江菲達環(huán)？萍脊煞萦邢薰矩撠(zé)編寫了《燃煤電廠電除塵器選型設(shè)計指導(dǎo)書》，舒英鋼希望這能促使行業(yè)內(nèi)形成一個科學(xué)合理的行規(guī)。黃煒說:“要規(guī)范市場和競爭行為，總要有一個標準，這個指導(dǎo)書就是一個準則。如果大家都按照這個做，相信電除塵行業(yè)會有健康、可持續(xù)的發(fā)展；否則大家都投機取巧，誰規(guī)矩誰吃虧，行業(yè)也發(fā)展不了。”
選擇原則:電除塵優(yōu)先 除達標排放外，應(yīng)兼顧施工難易、周期長短及造價
“在1995年的國際電除塵會議上，就曾有人說袋除塵會取代電除塵，但16年過去了，情況并非如此。”據(jù)閆克平介紹，學(xué)術(shù)界的看法是:如果要達到5毫克/立方米以下的標準，電除塵行業(yè)需要一些革命性的創(chuàng)新；而如果在這個水平之上，電除塵是有很大發(fā)揮空間的，通過一些系統(tǒng)優(yōu)化改造，是適用且經(jīng)濟的。
作為技術(shù)使用方，王自寬告訴記者，由于電除塵、袋除塵、電袋除塵技術(shù)具有不同的特點，對于一項具體工程究竟采用何種除塵方式，應(yīng)充分兼顧到系統(tǒng)(機組)的安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保。王自寬表示，從節(jié)能、環(huán)保的角度出發(fā)，除塵工藝選擇的原則應(yīng)該是:電除塵器能夠解決的應(yīng)以電除塵為主；對于電除塵收塵效果不好的特殊煤種(如準格爾煤)應(yīng)采用電袋除塵器或袋式除塵器。
根據(jù)自身實踐經(jīng)驗，王自寬認為，在對不達標電除塵器進行改造時，滿足達標排放基本要求的同時，應(yīng)兼顧工程實施難易、周期長短以及造價。選擇改造方式時，應(yīng)考慮引風(fēng)機壓頭是否滿足要求，否則應(yīng)對引風(fēng)機和電機進行更換，甚至需要重新進行基礎(chǔ)建設(shè)。
低標準、低造價的市場環(huán)境造成了電除塵器以3～4電場、比集塵面積80m2左右為主的設(shè)備狀況，以低標準時的產(chǎn)物滿足高標準的排放要求是不現(xiàn)實的。王自寬認為，要滿足低于30mg/m3的高排放標準，對于適合電除塵的煤種，除了增加電場數(shù)和比集塵面積之外，高頻電源(中頻電源)技術(shù)、移動電極技術(shù)、機電多復(fù)式除塵技術(shù)、灰凝聚技術(shù)、煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)等都可以作為電除塵器的擴展和補充手段。
閆克平指出，控制系統(tǒng)落后導(dǎo)致能效低、除塵效率低的問題也必須引起重視。北京一家電廠通過改造電除塵控制系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能減排一半以上，一年的粉塵排放量比原有水平減少了120噸。“現(xiàn)在的除塵改造動不動就要上布袋，實際上，有時候付出有限的成本進行控制系統(tǒng)改造，就可以取得非？捎^的效果。如果說改造成布袋的花費是100％，那么控制系統(tǒng)的改造費用小于其5％。”
陳瑾提醒記者，現(xiàn)在電廠普遍采用濕法脫硫，這就會產(chǎn)生50％的除塵效率，“雖然不能把脫硫塔當作除塵器使用，但可以考慮其中的除塵效果。”
讓市場和用戶選擇 環(huán)評批復(fù)直接推薦袋式除塵器讓業(yè)界很擔(dān)憂
新標準的推出讓缺少具體案例的電除塵面臨困境，更讓電除塵企業(yè)擔(dān)憂的是，現(xiàn)在很多項目的環(huán)評批復(fù)中直接推薦使用袋式除塵器。
采訪中，環(huán)評專家陳瑾向記者解釋了其中的緣由。很多環(huán)評單位不是搞電力的，對各種除塵方式的特點、存在問題、投資運行費用等沒有清晰的概念。但是，與電除塵相比，袋式除塵器適用范圍更廣，更保險。在這種情況下，很多環(huán)評單位將問題簡單化了，選擇了更保險的袋式除塵器，但這不一定是最科學(xué)的。
閆克平認為，廣東省在環(huán)評中明確要求使用袋式除塵器應(yīng)該是具體問題具體分析，因為當?shù)刂饕褂眠M口的越南煤，這一煤種對電除塵器的挑戰(zhàn)較大，超標現(xiàn)象會比較嚴重，所以當?shù)靥岢鍪褂么匠龎m器是可以理解的。
陳瑾說，衡量除塵器的好壞有幾個條件，一是要達標排放，二是性能要穩(wěn)定可靠，三是運行費用要低，維護要方便。電除塵器和袋式除塵器本身有不同的特點，只要設(shè)計得當，都可以做到達標排放。
王自寬從使用者的角度進行了分析。據(jù)他介紹，電除塵器設(shè)計壓降為200～300Pa，袋式除塵器設(shè)計壓降為1300~1400Pa，電袋除塵器設(shè)計壓降為1100~1200Pa。以一臺35萬千瓦的機組為例，在煙氣量相同的情況下，900Pa壓降要增加引風(fēng)機電機功率約450～500千瓦，按每年運行5500小時計算，每年約增加能耗250萬千瓦時，折合標準煤約780噸/年。
此外，根據(jù)運行經(jīng)驗，一般濾袋使用壽命為3年左右，一臺30萬千瓦機組一次性更換PPS濾袋的費用近500萬元(如使用進口玻纖復(fù)膜濾袋，價格更高)。更為嚴重的是，更換下來的近萬條廢棄濾袋又難以處置。
“因為過去選型規(guī)格偏小的原因，電除塵器滿足30毫克/立方米標準的例子不普遍，所以業(yè)主不相信電除塵器可以做到。但是，我認為只要把道理講清楚，市場會做出理性的選擇，龍凈就有許多低于30毫克/立方米的工程案例，F(xiàn)在需要一個過程，更需要電除塵廠商的努力。”黃煒向記者亮出了自己的觀點:“我認為，環(huán)評應(yīng)該只管出口，只要排放達標就行，不應(yīng)該具體指定方式，將技術(shù)路線的選擇權(quán)交給業(yè)主。”
舒英鋼說:“很多環(huán)評單位對電除塵器不夠了解，沒有客觀比較就直接推薦使用袋式除塵器。無論哪種除塵方式都是有適用條件的，但對某種技術(shù)的簡單排斥是不應(yīng)該的。我認為，我們應(yīng)該將工藝選擇權(quán)交給市場和用戶。”他告訴記者，對以往機組的改造、新上項目和既有項目維護都將成為菲達環(huán)保未來電除塵業(yè)務(wù)的重要內(nèi)容。“我們對自己的技術(shù)和項目是有自信的，也有勇氣讓任何人、任何機構(gòu)來檢驗。”
舒英鋼向記者提供了菲達環(huán)保110套機組電除塵器的測試結(jié)果，實測出口粉塵濃度大部分都低于50毫克/立方米，其中廣西防城港電廠600MW機組1號爐電除塵器的出口粉塵濃度僅為6.68毫克/立方米。閆克平告訴記者，從2006年開始，他每個月都要做一個除塵改造項目。這從側(cè)面說明了國內(nèi)電除塵項目還是存在較多問題的，但排放不達標并非產(chǎn)品技術(shù)之過。他認為，如果要滿足30毫克/立方米甚至更高的排放標準，90％以上的項目需要進行不同程度的改造提升。
“一個理想的情況是，一個電廠除了發(fā)電部分，脫硫、脫硝、除塵都由一個服務(wù)提供商承包，這樣就可以從整個系統(tǒng)考慮進行優(yōu)化設(shè)計，效率高，穩(wěn)定性好，而且電除塵企業(yè)的利潤空間和業(yè)務(wù)范圍都會擴大。”閆克平說。
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