浅谈合金滤袋在燃煤电厂电袋复合除尘器上的技术经济性

黄晨晖

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

近年来，合金滤袋技术快速发展，但在烟气处理量最大的火电行业，却鲜有合金滤袋技术的身影。其最主要原因，是合金滤袋的高价问题。但其优异的过滤性能、透气性能以及耐磨琢性能所带来的方案选型变化，往往被大多数人忽视。通过优化选型，合理设计除尘器参数，在数量上平衡单价方面的不足，尤其是合金滤袋超长使用寿命（一般是化纤滤袋的2倍），可大大提高合金滤袋在燃煤电厂电袋复合除尘器中应用的技术经济性。

1 选型方案

电袋复合除尘器在燃煤机组应用已近20年，设备技术已十分成熟。耦合增强电袋的成功投运在行业内形成新的技术路线，其通过特殊的结构，提高电场区的比集尘面积，降低袋区入口粉尘浓度，将袋区过滤风速提高到常规选型的1.5倍以上，取得了良好的技术效果。经过试验与经验总结，在袋区入口粉尘浓度低于3g/Nm3的条件下，适当提高袋区过滤风速，可在保证设备性能的前提下提高整体的经济性。为提高合金滤袋在燃煤电厂电袋复合除尘器应用的技术经济性，核心选型思路是提高合金滤袋的过滤风速。试验研究表明，合金滤袋在2.0m/min左右的过滤风速下，对入口浓度2～4g/Nm3的粉煤灰，依旧保持极高的过滤效率，同时压差能稳定维持在400～600Pa。并且，金属滤袋可以承受烟气流速提高带来磨损强度。因此，可以确定优化选型思路：（1）提高电袋复合除尘器电场区效率，降低滤袋区入口粉尘浓度，控制在3g/Nm3±0.3g/Nm3；（2）提高袋区过滤风速至2.0～0.2m/min，减小过滤面积。

2 实际工程案例对比分析

进行合金滤袋在燃煤电厂电袋复合除尘器应用的技术经济性分析，主要包含一次性投资和运行维护费用两个部分的对比。本文引入已改造、建成的采用化纤滤袋的电袋复合除尘器的项目资料，重新改用合金滤袋进行选型设计，测算除尘器建设费用，进行合金滤袋方案与化纤滤袋方案的一次性投资成本对比。运行维护费用的对比内容，包含能耗、易损件更换和设备检修三个方面。能耗包括设备本体电耗，压缩空气器电耗（空压机能耗）以及风机电耗。易损件更换包含滤袋、袋笼、脉冲阀等部件的寿命周期更换费用。设备检修包含除尘器整体的周期性小修、大修费用。本文分别选取山西某1000MW燃煤机组配套电袋复合除尘器新建项目和河南某1000MW燃煤机组配套电袋复合除尘器改造项目进行分别对比。对比中涉及到的客观数据：2021年一季度除尘器钢结构定额单价，见表1。

表1 钢结构定额单价

设化纤滤袋1m2的单价为H元，合金滤袋1m2的单价为J元，单价中包含袋笼价格。

2.1 单台新建电袋机组对比分析

该机组设计烟气量为5505000m3/h，技术参数见表2。

表2 新建除尘器技术参数

测算钢结构重量见表3。

表3 新建除尘器钢结构重量统计

通过计算，可得到设备一次性投资，见表4。

表4 新建除尘器一次性投资（单位：万元）

注：（1）其他外购件包括脉冲阀、油漆、保温材料等，按国产主流品牌价格计入。

（2）除尘器配套的电仪、控制设备，按国产主流品牌计入价格，控制采用DCS。

由表4可以计算得到化纤滤袋方案和合金滤袋方案的一次性投资差值看△T新为：

当△T新＞0时，即表明合金滤袋方案的投资低于化纤滤袋方案，即296+9.25H-4.69J＞0。

转换得J＜1.97H+63.1，满足此条件时，合金滤袋方案的投资低于化纤滤袋方案。主要运行维护费用对比，采用年平均费用进行比较，详见表5。

表5 新建除尘器主要运行维护费用（单位：万元/年）

注：（1）电费按0.35元人民币/kWh。

（2）机组运行时间按7500小时/年计算。

（3）滤袋、袋笼、脉冲阀的更换费用除设备费外，也包含了更换的施工费用，化纤滤袋更换周期为5年，配套的袋笼更换周期为8年，合金滤袋更换周期为10年，脉冲阀更换周期为8年。

（4）电场区大修周期为10年。

由表5可以计算得到化纤滤袋方案和合金滤袋方案的单年运行维护费用差值△Y新为：

因此可以得到10年期的总投入资金（包含10年期的主要运行维护费用）为：

当（△T新+10×△Y新）＞0时，即表明合金滤袋方案的总投入资金低于化纤滤袋方案，即：

转换得J＜2.77H-63.3，满足此条件时，合金滤袋方案的总投入资金低于化纤滤袋方案。

3.2 单台改造电袋机组对比分析

该机组原采用五电场电除尘器，后提效改造为电袋复合除尘器。项目利旧原除尘器钢支架、灰斗、壳体、进口喇叭、电场区部分。化纤滤袋方案保留两电场，合金滤袋方案保留三电场。设计烟气量为5354000m3/h，技术参数见表6。

表6 改造除尘器技术参数

测算钢结构重量见表7。

表7 改造除尘器钢结构重量统计

通过计算，可得到设备一次性投资，见表8。

表8 改造除尘器一次性投资（单位：万元）

注：条件内容同表四下方说明。由表8可以计算得到化纤滤袋方案和合金滤袋方案的一次性投资差值看△T改为：

当△T改＞0时，即表明合金滤袋方案的投资低于化纤滤袋方案，即354+9.2H-4.53J＞0。

转换得J＜2.03H+78.1，满足此条件时，合金滤袋方案的投资低于化纤滤袋方案。运行维护费用对比，采用年平均费用进行比较，详见表9。

表9 改造除尘器运行维护费用（单位：万元/年）

注：条件内容同表5下方说明。

由表9可以计算得到化纤滤袋方案和合金滤袋方案的单年运行维护费用差值△Y改为：

因此可以得到10年期的总投入资金（包含10年期的主要运行维护费用）为：

当（△T改+10×△Y改）＞0时，即表明合金滤袋方案的总投入资金低于化纤滤袋方案，即：

简单运算得J＜2.85H-181.7，满足此条件时，合金滤袋方案的总投入资金低于化纤滤袋方案。

3 结语

从新建、改造两个案例对比运算结果可以看出：若合金滤袋方案在投资上较化纤滤料方案有优势，必须将合金滤袋的单价控制在化纤滤袋单价的2倍左右。同时，我们也应注意到，除了性能优异外，合金滤袋的可回收利用也是优于化纤滤袋的重要特点。随着“碳达峰”、“碳中和”的提出，以有机物为主要材料的化纤滤料，优势将有所下降。并且，随着合金滤袋生产工艺提升，成本的优化控制水平提高，其必将进入燃煤电厂的电袋复合除尘器中应用，使火电机组除尘技术迈上一个新台阶。