摘要:本文主要通过介绍对硅铁电炉除尘器的设备改造,从改造费用,运行能耗,粉尘排放,经济效益等多方面,对比使用普通玻纤滤料和戈尔覆膜玻纤滤料,分析出使用戈尔滤料所带来的经济效益等。同时对国内当前所使用的滤料作了进一步的比较分析。
关键词:改造,普通玻纤,覆膜玻纤,戈尔滤料,过滤风速,节能减排,经济效益,滤料比较,耐弯折性
腾达西北铁合金有限责任公司是在原西北铁合金有限责任公司基础上改制重组而成的股份制企业,是国家大型铁合金骨干企业之一。
公司始建于1971年,1975年开始投产,现有职工2400余人,其中管理技术人员348人,电炉装机总容量21.4万千伏安,已形成资产总额4.4亿元。拥有生产硅系、铬系两大类铁合金产品的生产系统,有铁合金电炉26台,总装机容量21.4万KVA。其中5000KVA电炉是中国5000KVA冶炼电炉的诞生地。25000KVA电炉是中国首次从德国德马克公司引进的具有上世纪八十年代末期国际先进水平的现代化大型冶炼电炉。
公司铁合金年生产能力25万吨,其中75%硅铁14万余吨,铬系产品8万吨,辅助产品硅微粉3万余吨。其它产品还有橡塑制品、电极糊、编织袋、水泥、石英砂等,并可根据用户特殊用途生产高、精、尖铁合金产品。
公司全部产品采用先进的工艺流程和严密的质量保证体系,主导产品“西铁牌”75%硅铁曾获国家原材料最高质量奖――银质奖和甘肃名牌产品等多项荣誉称号.多年来,公司始终重视环保,特别是上世纪八十年代以来,公司坚持走可持续发展之路,投入巨资治理污染,保护环境,切实做到了生产经营与环境保护协调发展。截至目前,企业先后投入1.4亿元,完成了16台硅铁电炉、10台铬系电炉的除尘系统建设,有效地改变了周边环境,促进了地方经济健康持续发展。
一,除尘器的改造
为了解决污染严重,维护费用高等问题,公司于1998年与挪威埃肯达成合作,对其中的两台25’000KVA,四台12’500KVA硅铁电炉进行了除尘器设备改造。改造以前的两台25’000KVA电炉,每台电炉设有一台10’560m2负压反吹风袋式除尘器;四台12’500KVA电炉,只有两台电炉设有除尘器,这两台电炉共设一台7040m2正压式反吹风除尘器。所有除尘器均采用普通玻纤滤袋。
改造是在原有的除尘器设备基础上,将这六台电炉全部实现电炉的烟气净化,改造的主要措施为:利用戈尔公司的GORE®覆膜滤袋代替原有的普通玻纤滤袋。由于改用GORE®覆膜滤袋后,烟气的过滤风速可由原0.4~0.5m/min提高到0.9~1.0m/min以上。因此可将原两台25’000KVA电炉采用两台10’560m2除尘器,改为用一台10’560m2除尘器作为两台25’000KVA电炉的烟气净化用。另一台10560m2除尘器改为四台12’500KVA的烟气净化用。原两台12’500KVA电炉用的7040m2 除尘器另作它用。由此利用GORE®覆膜滤袋后,可以在不改造除尘器的情况下,实现当时全厂电炉的烟气净化。改造前后除尘器情况见表一。
表一:电炉改造前后除尘器的情况见下表:
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炉容(KVA) |
台数(台) |
风量* (Am3/h) |
改造前 |
改造后 |
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过滤面积(m2) |
过滤风速(m/min) |
过滤面积(m2) |
过滤风速(m/min) |
|||
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25’000 |
2 |
270’000 |
10’560 |
0.43 |
10’560 |
1.01(清灰) 0.85 |
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270’000 |
10’560 |
|||||
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12’500 |
4 |
120’000 |
6160 |
0.57 |
10’560 |
0.90(清灰) 0.76 |
*对于两台25’000KVA电炉,风机额定流量为385’000m3/h,正常运行时风量约达到340’000m3/h;而对于四台12’500KVA电炉,风量约达到160’000m3/h,因此过滤风速也大大超过设计值。
改造后的系统自2000年开始运行至今,一直保持着良好的运行效果。戈尔公司也始终对系统的运行保持着关心,其技术人员频繁的对除尘器现场进行查看,并定期对运行中的滤袋抽取样袋进行检测分析。良好的运行状态,除了使用高性能的滤料,与其的良好服务也密不可分。
如今,改造后全部滤袋已经运行超过8年,对于其中的两台25’000KVA电炉的除尘器,实际过滤风速相对更高,正在计划对滤袋进行更换,我司已经再次采购了戈尔公司的GORE®覆膜滤料。而另外四台12’500KVA电炉的除尘器,过滤风速稍低,经检测分析,滤袋依然有两年以上的使用寿命。
二,节能减排经济效益分析
公司坚持可持续发展战略,十分重视工业污染治理,注重生态环境保护和厂区绿化美化工作。如前面所述,公司对主要冶炼电炉全部安装了收尘设施,将以前使用不良的普通玻纤滤袋,更换成了戈尔公司的GORE®覆膜滤袋,实现了清洁无烟生产。公司公园依山临河,亭台楼阁,曲径垂柳,花团锦簇,为广大员工家属创造了一个优美舒适的生活休闲环境。企业曾被全国绿化委员会评为“全国部门造林绿化三百佳”单位。
在环境治理的同时,我们同样注重经济效益的比较分析,在先后使用了普通玻纤滤料和GORE®覆膜滤料后,我们有了实际的体会,所以8年后的今天,我们在对其中一台除尘器进行换袋时,毅然再次选择了GORE®覆膜滤料。当然我们也对先后使用的不同滤料做了一个数据统计,表二是其数据比较的参数和结果。
表二:使用GORE®覆膜滤料与普通玻纤滤料经济效益分析比较
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项目 |
改造前 |
改造后 |
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滤料 |
|
普通玻纤滤料 |
GORE®覆膜滤料 |
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滤袋尺寸 |
mm |
Ø292X10’000 |
Ø292X10’000 |
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2台25’000KVA电炉 |
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处理风量 |
Am3/h |
270’000X2 |
270’000X2 |
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过滤面积 |
m2 |
10’560X2 |
10’560 |
|
过滤风速 |
m/min |
0.43 |
1.01/0.85 |
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除尘器室数 |
室 |
12X2 |
12 |
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单室滤袋数 |
条 |
96 |
96 |
|
滤袋总数 |
条 |
1152X2 |
1152 |
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滤袋使用寿命 |
年 |
1.5 |
8 |
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|
4台12’500KVA电炉 |
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处理风量 |
Am3/h |
120’000X4 |
120’000X4 |
|
过滤面积 |
m2 |
7040X2(需要增建一台) |
10’560 |
|
过滤风速 |
m/min |
0.57 |
0.90/0.76 |
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滤袋总数 |
条 |
768X2(折算) |
1152 |
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滤袋使用寿命 |
年 |
1.0 |
10 |
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设备改造投资比较 |
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滤袋总数量 |
条 |
3840 |
2304 |
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滤料费用 |
万元 |
307.2 |
552.96 |
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除尘器重量 |
吨 |
整体改造需增建一台7040 m2除尘器,重约300吨 |
整体改造盈余一台7040m2除尘器作它用,重约300吨 |
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除尘器金属构架 以当时1万元/吨计 |
万元 |
300 |
-300 |
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合计 |
万元 |
607.2 |
252.96 |
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初次投资比较 |
万元 |
使用GORE®覆膜滤料整体改造投资可节约354.24万元 |
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除尘器每年运行费用比较 |
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滤袋更换费用 按年度折算 |
万元/年 |
245.76 |
62.2 |
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排放 |
mg/Nm3 |
144 |
<15</span /> |
|
少回收硅粉 |
万元/年 |
46.8 |
――― |
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年运行费用合计 |
万元/年 |
292.56 |
62.2 |
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使用GORE®覆膜滤料每年运行费用可节约230.36万元 |
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通过简单的计算,就可以发现,虽然采用普通玻纤滤料的成本要低很多,但综合考虑采用GORE®覆膜滤料的综合成本,由于其过滤风速相对可以高很多,从而在除尘器钢结构方面反而省出更多。而从每年运行的费用来看,由于GORE®覆膜滤料的使用寿命大大超过普通玻纤滤料,因此滤袋的平均每年运行费用相对来说非常底,再加上能耗,维护,排放损失费用等,采用GORE®覆膜滤料每年就能节约230万多元。这还不包括其他优势所带来的间接经济效益,比如更换滤袋系统停炉对生产产量和生产管理的影响,排放超标对工作生活环境的污染等,当然使用GORE®覆膜滤料后压降大大降低,对于风机的能耗的减少也是一个不容忽视的方面。
三,滤料的比较
综合我们的使用先后使用普通玻纤滤料和GORE®覆膜滤料的经验,我们对普通玻纤滤料做了些调查分析,主要有以下几个方面:
现在国内市场上的普通玻纤滤料并非100%无碱玻纤,很多都含有中碱玻纤的成分。而中碱玻纤并非过滤工业所使用的纤维,中碱玻纤的存在,极大程度的降低了其本来就比较欠缺的耐弯折和耐磨损性能。
通过对滤料使用失效的原因的分析,发现玻纤的耐弯折性能是直接影响因素。我们将普通玻纤滤料和GORE®覆膜滤料送到相关的权威部门作检测后发现,经过PTFE处理的GORE®覆膜滤料的耐弯折性能达到250’000次,明显优于耐弯折性能只有5’200次的普通玻纤滤料。
检测还发现普通玻纤滤料的热清洗处理(为除去玻纤表面粉末)并不很完全,样品在260℃条件下持续 16 小时后失重了1.63%。这表明普通玻纤的性能处理效果很容易丧失。
针对制作大布袋所使用的普通玻纤滤料的重量大约是543g/m2,有的甚至达到750g/m2。对反吹风滤袋来说,这种重量太重了。通过这种增加滤料厚度来延长使用寿命的结果是,系统非常笨重,整条滤袋的上半部分根本无法清灰,滤袋的过滤阻力非常高,风机能耗和滤袋的使用效果都不尽如人意。而戈尔公司针对反吹风除尘器所使用的GORE®覆膜滤料重量为339g/m2。使用寿命却远远超过普通玻纤滤料。
通过比对以及我们的使用经验,总结出GORE®覆膜滤料的一些特点:滤袋寿命长,管理及维护费用底,排放底,系统稳定能耗底,易清灰可恢复性好等。
结束语
如今我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈。
在环境保护愈益被重视的今天,我们则果断地选用了GORE®覆膜滤料,依靠科技走在了前列。一方面我们更优化了我们工作和生活的环境,另一方面我们也积极响应了国家的节能减排的号召。如今我们不仅仅仅看重荣誉,同时也注重经济效益与节能减排相结合。
纵观任何一家具有国际竞争力的大公司,在节能减排方面都成绩斐然。而我司节能减排的效果,有目共睹,当然从上面的分析更能清晰的看出这一结果。这些都大大的提高了我司的企业形象。