解密電袋：電力環(huán)保科技領(lǐng)域的“創(chuàng)新樣本”
解密電袋：電力環(huán)保科技領(lǐng)域的“創(chuàng)新樣本”
7月18日，環(huán)保部環(huán)境工程評(píng)估中心在深圳組織召開了第一場(chǎng)“火電超低排放技術(shù)系列研討會(huì)”。在這個(gè)電力環(huán)保界都高度關(guān)注的研討會(huì)上，作為技術(shù)評(píng)估超凈排放的典型案例是由福建龍凈環(huán)保股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“龍凈”)設(shè)計(jì)制造的廣東粵電沙角C電廠66萬千瓦機(jī)組超凈電袋復(fù)合除塵項(xiàng)目，獲得了與會(huì)專家們的一致贊譽(yù)，被評(píng)價(jià)為“能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)到超低排放控制要求，且對(duì)煤質(zhì)及工況波動(dòng)的適應(yīng)性較強(qiáng)，為火電超低排放控制提供了一條新的具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)路線”。
實(shí)際上，這并非電袋技術(shù)點(diǎn)燃市場(chǎng)熱情的第一把火。時(shí)間往前推一個(gè)月，6月16日，世界第一臺(tái)百萬千瓦機(jī)組超凈電袋復(fù)合除塵器———中電投河南平頂山分公司1號(hào)爐103萬千瓦機(jī)組超低排放項(xiàng)目成功投運(yùn);再往前推，5月29日，基建項(xiàng)目的電袋復(fù)合除塵器的中電國(guó)際安徽平圩電廠三期新建2臺(tái)100萬千瓦機(jī)組5號(hào)機(jī)組順利通過168小時(shí)試運(yùn)行，標(biāo)志著電袋復(fù)合除塵技術(shù)向特大型機(jī)組應(yīng)用的連續(xù)突破……1月9日，龍凈的“電袋復(fù)合除塵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目榮獲2014年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
進(jìn)入2015年以來，電袋復(fù)合除塵技術(shù)一如既往地快速刷新著自身的成績(jī)單和市場(chǎng)的期待。其中，斬獲國(guó)家科技大獎(jiǎng)的意義尤為重大，其打破了除塵領(lǐng)域國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)15年的空缺，代表了全國(guó)環(huán)保行業(yè)的至高榮譽(yù)，注定會(huì)被寫入除塵技術(shù)發(fā)展的史冊(cè)。在此同時(shí)，本報(bào)記者耗時(shí)近半年時(shí)間，走訪了龍凈及5位以上環(huán)保圈內(nèi)頂尖專家，還有近10項(xiàng)電袋工程現(xiàn)場(chǎng)，終于較為完整地還原出了這個(gè)環(huán)保科技領(lǐng)域的“創(chuàng)新樣本”的孕育、誕生與成長(zhǎng)歷程。
孕育 技術(shù)發(fā)展階段注定的產(chǎn)物
1983年至2000年，在很多人看來，這一段期間并無特別之處，但對(duì)于龍凈的黃煒而言，卻有著特別的意義。這段時(shí)間的兩端，分別是其入職龍凈和成為龍凈總經(jīng)理的年份。恰似每段傳奇故事都有一段前傳，在記者對(duì)電袋復(fù)合除塵技術(shù)的發(fā)展史進(jìn)行抽絲剝繭時(shí)發(fā)現(xiàn)，這段時(shí)間也正是電袋技術(shù)的孕育期。
從1983年到2000年，黃煒用了整整17年時(shí)間，先后從技術(shù)員、調(diào)試工程師、技術(shù)服務(wù)科科長(zhǎng)、營(yíng)銷處處長(zhǎng)、總經(jīng)理助理、副總經(jīng)理做到了總經(jīng)理的職務(wù)。當(dāng)時(shí)，龍凈的業(yè)務(wù)產(chǎn)品就是除塵界的“大拿”———電除塵器。而這期間，也正是我國(guó)電力環(huán)保技術(shù)與市場(chǎng)快速發(fā)展的階段。17個(gè)年頭深入一線的實(shí)踐，讓黃煒深切感受到了傳統(tǒng)的除塵技術(shù)在應(yīng)對(duì)日漸收緊的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的力不從心。
“電除塵器的狀況是，它前級(jí)電場(chǎng)對(duì)密集粉塵的捕集能力很強(qiáng)，體現(xiàn)出來的能效比也很高，但對(duì)付稀薄的、濃度較低的細(xì)微顆粒粉塵，后級(jí)電場(chǎng)的效率就大打折扣了。如果用另一種除塵方式———布袋除塵器，雖然會(huì)提高對(duì)細(xì)顆粒物的捕集效率，但又面臨著阻力大易破袋的問題。”要如何破解這兩種傳統(tǒng)除塵技術(shù)的局限性?多年在一線做調(diào)試工作，讓黃煒對(duì)除塵技術(shù)有了更多、更深入的思考，從而萌發(fā)出能否嘗試將電與袋兩種技術(shù)結(jié)合在一起的想法。帶著這個(gè)想法，他與國(guó)內(nèi)數(shù)位除塵專家進(jìn)行了多次探討。
1995年7月，在黃煒應(yīng)邀到復(fù)旦大學(xué)除塵培訓(xùn)班講課期間，他與復(fù)旦大學(xué)的陳康元教授就此問題整整討論了3個(gè)晚上，主題就是能否尋找一種方式將電除塵器和布袋除塵器結(jié)合起來，做到揚(yáng)長(zhǎng)避短。因此，黃煒成為龍凈提出電袋復(fù)合除塵技術(shù)概念的第一人。
顯而易見，龍凈開發(fā)電袋最初的出發(fā)點(diǎn)，是希望在日漸嚴(yán)格的環(huán)保要求下，解決傳統(tǒng)除塵技術(shù)的不足。弄清楚這一點(diǎn)，可以很好地扭轉(zhuǎn)之前對(duì)電袋技術(shù)的一個(gè)誤解———有些人認(rèn)為，電袋技術(shù)起源于國(guó)外，被龍凈發(fā)揚(yáng)光大。而真實(shí)的情況是，電袋的設(shè)想是龍凈結(jié)合當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的政策環(huán)境與技術(shù)現(xiàn)狀提出的，并未借鑒過國(guó)外的資料。黃煒坦言，當(dāng)時(shí)的信息傳遞渠道并沒有那么發(fā)達(dá)，他也并不了解國(guó)外的任何信息，而電袋最終獲得國(guó)家科技大獎(jiǎng)也已經(jīng)說明了一切：對(duì)于一項(xiàng)國(guó)家級(jí)大獎(jiǎng)而言，首要門檻就是必須具備國(guó)內(nèi)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。至于國(guó)外也提出了電袋技術(shù)概念，應(yīng)該是“英雄所見略同”，這是技術(shù)研發(fā)時(shí)常見的情況。而且，實(shí)際證明國(guó)外對(duì)電袋技術(shù)的研究并不如龍凈，根本原因正是在于龍凈對(duì)電袋技術(shù)有著更為透徹的理解。目前，國(guó)際僅有的12臺(tái)百萬千瓦機(jī)組配套電袋復(fù)合除塵器都出自龍凈之手就是最好的佐證。
此后，在構(gòu)思電袋的過程中，黃煒找到了對(duì)電袋發(fā)展至關(guān)重要的人物———林宏。當(dāng)時(shí)還在天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院工作的林宏，是國(guó)內(nèi)研究電除塵器和袋式除塵器最著名的專家之一。據(jù)說當(dāng)年在北京的書店，劉后啟、林宏合著的《電收塵器》一書曾被黃煒一次性買走了50本。黃煒將自己對(duì)“電+袋”的想法與林宏交流時(shí)，立即得到林宏的肯定和認(rèn)可，二人當(dāng)場(chǎng)一拍即合，并約定，2001年林宏從天津水泥研究院退休后加入龍凈，攜手將設(shè)想付諸于行動(dòng)。
誕生 一場(chǎng)豪賭開好頭
上世紀(jì)90年代，國(guó)家大力開發(fā)上海浦東，浦東區(qū)因此制定了更加嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。位于該區(qū)的浦東水泥廠面臨著生死考驗(yàn)———粉塵排放已經(jīng)超標(biāo)，不解決就要關(guān)停。于是，2003年林宏應(yīng)邀為該廠的電除塵器提供改造方案。“當(dāng)時(shí)的廠況條件局限性很大，對(duì)電除塵器做擴(kuò)容很困難，做布袋除塵又需要更換引風(fēng)機(jī)，投資會(huì)很大。綜合實(shí)際情況，我提出能不能改成電袋復(fù)合除塵器。”林宏說，這一大膽的提議讓浦東水泥廠的廠長(zhǎng)犯了難。當(dāng)時(shí)電袋復(fù)合除塵器還是個(gè)新鮮物，連國(guó)際上都還沒有工業(yè)應(yīng)用的成功案例，這么做是否太冒險(xiǎn)?最后，還是向上一級(jí)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)后，由領(lǐng)導(dǎo)拍板：就這么干，不然就沒出路了!
就這樣，更像是一場(chǎng)豪賭，上海浦東水泥廠第一個(gè)吃了“螃蟹”，應(yīng)用了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)電袋復(fù)合除塵器。2004年，到崗上任后的電袋復(fù)合除塵器運(yùn)行效果非常好，測(cè)試時(shí)的效率達(dá)到了99.9%以上。這一局，上海浦東水泥廠算是賭贏了。
實(shí)際上，這一局也給電袋復(fù)合除塵器的發(fā)展開了個(gè)好頭。“有了上海浦東水泥廠的實(shí)際應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)，原本對(duì)電袋的很多擔(dān)憂都迎刃而解了。”黃煒介紹，他曾與國(guó)內(nèi)一位著名的電力環(huán)保專家探討電袋構(gòu)想時(shí)，這位專家就擔(dān)心：“電除塵把前面的大顆粒物去除后，后面的細(xì)顆粒會(huì)把布袋堵死。”而在浦東水泥廠的應(yīng)用過程證實(shí)，經(jīng)過前端電除塵器后的粉塵會(huì)荷電，被濾袋捕集時(shí)由于同性電荷相斥，粉塵之間會(huì)更加疏松，就會(huì)變得阻力低、易收集，并不存在堵袋的問題。
中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究院院長(zhǎng)郝吉明參與了電袋多個(gè)重要成果的評(píng)審，他指出，電袋的創(chuàng)新核心是讓前面的電區(qū)去除90%左右的粉塵，剩下的交由后面的袋區(qū)去除。而經(jīng)電區(qū)荷電的粒子，會(huì)減少布袋的過濾阻力，延長(zhǎng)布袋的清灰周期。“這種組合式方式的運(yùn)用，將原來單一的除塵設(shè)備耦合強(qiáng)化后，達(dá)到的是1+1>2的效果。”
同樣對(duì)電袋復(fù)合除塵技術(shù)非常了解的國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院副院長(zhǎng)、研究員朱法華也重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了電除塵+袋除塵這種耦合關(guān)系所能呈現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。“電除塵的優(yōu)點(diǎn)是皮實(shí)、耐用、阻力小，缺點(diǎn)是受煤質(zhì)波動(dòng)影響較大，除塵效果不穩(wěn)定;布袋除塵器的除塵效率雖不受煤質(zhì)影響，但容易形成高阻力，濾袋的壽命也容易受影響。電袋復(fù)合除塵器在將電除塵與布袋除塵兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合的同時(shí)，還規(guī)避了各自的缺點(diǎn)。”
朱法華分析，電袋的復(fù)合不是簡(jiǎn)單的拼接，至少在三方面表現(xiàn)得較為突出：一是將電除塵和布袋除塵有機(jī)耦合，從機(jī)理上解決了兩種除塵方式之間的關(guān)系;二是將流場(chǎng)做得非常流暢，從原來的一維進(jìn)風(fēng)變成了三維進(jìn)風(fēng)，并對(duì)清灰方式等做了很多很好的改進(jìn);第三，開發(fā)了一系列適應(yīng)電袋復(fù)合除塵器特點(diǎn)的濾料，包括PTFE、PPS復(fù)合濾料等，解決了濾袋的壽命問題。
成長(zhǎng) 從0到70億
“不過，再好的技術(shù)也得看療效。”朱法華開玩笑似地說道。這里說的療效指的是實(shí)際工程應(yīng)用。2005年，天津軍糧城發(fā)電廠1臺(tái)5萬千瓦機(jī)組拉開了電袋復(fù)合除塵器進(jìn)入電力行業(yè)的序幕。當(dāng)時(shí)龍凈主管技術(shù)的副總經(jīng)理郭俊親自帶隊(duì)去向用戶介紹技術(shù)，叩開了電力行業(yè)的第一扇大門，并一發(fā)不可收拾，在此后的十年間，龍凈電袋復(fù)合除塵器迅速崛起，連續(xù)突破了各等級(jí)容量的機(jī)組，迄今為止，共簽訂了總裝機(jī)容量1.1億千瓦的合同項(xiàng)目，其中包括30萬千瓦機(jī)組138臺(tái)、60萬千瓦機(jī)組57臺(tái)，以及全球獨(dú)有的12臺(tái)100萬千瓦機(jī)組。
電袋的成長(zhǎng)速度一度被業(yè)內(nèi)描述為神話，甚至，這種速度讓龍凈本身也頗感意外。2007年，龍凈的CEO吳京榮決定在傳統(tǒng)已有的事業(yè)部之外，增設(shè)電袋除塵事業(yè)部。現(xiàn)在回頭看，對(duì)這個(gè)年銷售收入已高達(dá)60億元的環(huán)保龍頭企業(yè)而言，這一決策非常英明，成為龍凈發(fā)展歷程中的一個(gè)重要里程碑。
為了新組建的電袋團(tuán)隊(duì)，龍凈挑選了一位領(lǐng)軍大將———修海明。熟悉修海明的人都知道，這是一個(gè)敢想敢做有魄力的人。2007年，修海明帶領(lǐng)僅有18個(gè)人的團(tuán)隊(duì)，用半年時(shí)間就拿下了3億元的電袋合同。此后，這種驚喜每年都在上演，截至2014年，電袋團(tuán)隊(duì)用8年時(shí)間已簽訂合同達(dá)70億元，團(tuán)隊(duì)也從最初的18人擴(kuò)大到了將近400人。
0~70億，這串?dāng)?shù)字代表著榮譽(yù)，背后也摻雜著數(shù)不盡的辛酸。在長(zhǎng)期由電除塵器、布袋除塵器兩分天下的國(guó)內(nèi)除塵市場(chǎng)格局下，電袋復(fù)合除塵器的橫空出世所遭遇的阻力可想而知。
“電袋復(fù)合除塵器問世之后在市場(chǎng)上引發(fā)了很多爭(zhēng)議，其中不乏一些質(zhì)疑。讓我印象最深的是關(guān)于‘電袋會(huì)產(chǎn)生臭氧，會(huì)對(duì)濾袋造成腐蝕’的說法。”如今身為龍凈除塵技 術(shù)首席專家的林宏向記者回憶說，當(dāng)時(shí)電袋會(huì)產(chǎn)生臭氧腐蝕濾袋的說法在業(yè)內(nèi)傳得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，給電袋帶來了不小的壓力。
不過，對(duì)于這些質(zhì)疑和爭(zhēng)議，龍凈當(dāng)時(shí)并未站出來發(fā)聲。林宏后來解釋說，新鮮事物挑戰(zhàn)主流歷來都會(huì)受到爭(zhēng)議，有的是出于純粹的學(xué)術(shù)研討，有的背后則代表著利益糾葛。但不管是哪一種，正確的做法都應(yīng)該是用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)來驗(yàn)證，用工程實(shí)例來說話。
據(jù)林宏介紹，龍凈早在2005年就已經(jīng)與福州大學(xué)合作，從實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定、工程實(shí)例跟蹤三個(gè)角度來研究臭氧對(duì)電袋的影響，最終得出明確結(jié)論：電袋產(chǎn)生臭氧的濃度很低、且會(huì)被迅速分解，不足以對(duì)濾袋壽命構(gòu)成影響。
除此之外，龍凈對(duì)電袋的氣流分布、流場(chǎng)布置、濾料選項(xiàng)等核心問題上，均是進(jìn)行了深入的研究工作作為支撐。因?yàn)槎械娜硕贾溃姶m然是電與袋的結(jié)合，但它絕非把電除塵和袋除塵拼湊在一起那么簡(jiǎn)單，里面有很多技術(shù)問題需要去解決。“龍凈也從來不會(huì)一拍腦袋就說電袋什么都完善，而是要在理論上做到扎扎實(shí)實(shí)，這樣才能在實(shí)際應(yīng)用中站穩(wěn)腳。”林宏說。
飛翔 前路孕育無限可能
事實(shí)證明，電袋確實(shí)做到了在實(shí)際應(yīng)用中站穩(wěn)腳。業(yè)界廣為流傳的“千里送全羊”的故事就極有說服力。
2008年，龍凈承接了華電內(nèi)蒙古烏達(dá)熱電廠兩臺(tái)15萬千瓦機(jī)組電袋除塵項(xiàng)目，項(xiàng)目當(dāng)年投產(chǎn)后，雙方聯(lián)系并不多。故事高潮發(fā)生在6年后———2012年底，烏達(dá)熱電廠的副總經(jīng)理親自帶領(lǐng)7個(gè)人到龍凈回訪，并帶了2只全羊作為隨行禮物。這是為什么呢?烏達(dá)電廠用這2只全羊來表達(dá)對(duì)龍凈的感謝之情。因?yàn)闉踹_(dá)熱電廠自從用了龍凈的電袋復(fù)合除塵器，6年零破袋。
與一般布袋的使用壽命僅在3年左右相比，記者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，像這種用電袋五六年不用更換濾袋的案例比比皆是，福建龍巖坑口電廠、內(nèi)蒙古京海電廠、河南新密電廠、安徽淮南平圩電廠等電袋的標(biāo)志性工程案例，運(yùn)行效果都非常良好。
龍凈總經(jīng)理助理鄧立鋒透露，針對(duì)電廠使用電袋除塵器最為關(guān)心的濾袋使用壽命問題，龍凈在2008年專門成立了電袋濾料選型課題組，主要研究濾料和不同工況的最佳配比方案。“龍凈還成立了濾料檢測(cè)中心，定期都會(huì)與業(yè)主聯(lián)系，一是跟蹤項(xiàng)目是否有破袋的狀況，二是為了獲知電廠近期是否有檢修、停爐的機(jī)會(huì)，這樣我們就可以將濾袋抽樣寄回進(jìn)行檢測(cè)分析，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)掌握濾袋的使用狀況，了解其強(qiáng)度衰減情況、纖維腐蝕情況。”
這么做的好處，一方面既為客戶提供了周到的服務(wù)，另一方面也利于龍凈及時(shí)掌握最新的濾料使用壽命數(shù)據(jù)，最終目的是指導(dǎo)用戶是否要結(jié)合未來的鍋爐檢修提前備料準(zhǔn)備換袋。“根據(jù)項(xiàng)目的濾料使用壽命跟蹤統(tǒng)計(jì)表，可以很有信心地說，5年一破(袋)難求。”鄧立鋒言道。
濾袋壽命延長(zhǎng)不僅增加了電袋穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的籌碼，更意味著電廠運(yùn)行成本的減少。有數(shù)據(jù)顯示，濾袋壽命延長(zhǎng)到5~6年，濾袋成本下降約20%。再加上在初始設(shè)備投資和外圍投資方面在相同排放情況下較常規(guī)除塵技術(shù)又可節(jié)省 20%，電袋以更優(yōu)的綜合經(jīng)濟(jì)性能自然受到電廠客戶的追捧。
根據(jù)中電聯(lián)今年5月發(fā)布的火電廠環(huán)保產(chǎn)業(yè)登記結(jié)果，截至2014年底，火電廠安裝袋式除塵器、電袋復(fù)合除塵器的機(jī)組容量超過1.89億千瓦，占全國(guó)煤電機(jī)組容量的22.9%。其中，袋式除塵器機(jī)組容量約0.75億千瓦，占全國(guó)煤電機(jī)組容量的9.1%;電袋復(fù)合除塵器機(jī)組容量超過1.14億千瓦，占全國(guó)燃煤機(jī)組容量的13.8%。
“與以往相比，環(huán)保技術(shù)不是說做到達(dá)標(biāo)排放就萬事大吉，還要低能耗、低成本。電袋復(fù)合除塵器有很明顯的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，這是電袋市場(chǎng)占有率節(jié)節(jié)攀升的原因，這也是為何市面上的除塵技術(shù)創(chuàng)新有很多，卻唯獨(dú)電袋獲得國(guó)家科技大獎(jiǎng)的重要原因。”朱法華說。
龍凈技術(shù)中心辦主任吳華秀參與了電袋申報(bào)國(guó)家科技獎(jiǎng)的全過程，在得知電袋獲獎(jiǎng)的那天，吳華秀說，我第一個(gè)念頭是，“擁抱，我要找人擁抱!”她想用這種方式來表達(dá)內(nèi)心的歡欣雀躍。事實(shí)上，這不僅僅值得龍凈自豪，也值得中國(guó)整個(gè)除塵技術(shù)界為之歡呼。套用郝吉明的話，這是我國(guó)真正的完全自主創(chuàng)新的除塵技術(shù)組合，它打破了以往電除塵、布袋除塵兩條腿各自走路的格局，開辟了新一類的除塵方式。
不過，斬獲國(guó)家科技大獎(jiǎng)似乎并不是電袋創(chuàng)新的終點(diǎn)，更不是龍凈最終的目標(biāo)。龍凈最終的目的，仍然是為電廠客戶解決日益升級(jí)的環(huán)保需求。
根據(jù)電力環(huán)保超凈排放的最新要求，龍凈迅速投入力量進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，他們?cè)诔Ｒ?guī)電袋復(fù)合除塵技術(shù)的基礎(chǔ)上，又創(chuàng)新升級(jí)開發(fā)出超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)確保煙塵排放穩(wěn)定達(dá)到10毫克/標(biāo)立方米以下甚至5毫克/標(biāo)立方米以下，以幫助發(fā)電企業(yè)積極應(yīng)對(duì)超低排放大潮。本文開頭提到的幾個(gè)超凈電袋項(xiàng)目投運(yùn)，表明電袋的“超凈之旅”獲得了新的成功，而隨著越來越多的工程實(shí)例投運(yùn)，電袋———這個(gè)環(huán)保科技領(lǐng)域的創(chuàng)新樣本，帶給市場(chǎng)的驚喜也必定越來越多。
原標(biāo)題:解密電袋：電力環(huán)保科技領(lǐng)域的“創(chuàng)新樣本”
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