国家发展改革委气候司顾问 高广生
2013年12月22日
一、基础知识
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，又称为细颗粒物或可入肺颗粒物。PM是英文particulate matter的缩写。 PM10是指大气中直径等于或小于10微米，又称可吸入颗粒物。 TSP是指大气中直径小于或等于100微米的颗粒物，又称为总悬浮颗粒物或PM100。
雾有三种定义：1、凡是大气中因悬浮的水汽凝结，能见度低于1千米时，气象学称这种天气现象为雾；2、雾是接近地面的云； 3、雾是由悬浮在大气中微小液滴构成的气溶胶。
霾是指大气因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象，也称灰霾。霾的核心物质是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等颗粒，气象学上称为气溶胶颗粒。
雾天。相对湿度大于90%，水平能见度小于10公里，称为雾天。灰霾天。相对湿度小于80%， 水平能见度小于10公里，称为灰霾天。 灰霾天气预报分级：
1、轻微霾：相对湿度小于80%，能见度5—10公里；
2、轻度霾：相对湿度小于80%，能见度3—5公里；
3．中度霾：相对湿度小于80%，能见度2—3公里；
4．重度霾：相对湿度小于80%， 能见度小于2公里。
二、 国家政策规定
环境保护部和国家质检总局2012年2月19日颁布，并将于2016年1月1日实施的《环境空气质量标准》规定： 环境空气PM2.5浓度，一级为年均15微克/立方米，日均为35微克/立方米；二级年均35微克/立方米，日均为75微克/立方米。
环境保护部和国家质检总局2011年7月29日颁布，并将于2012年1月1日实施的《火电厂大气污染物排放标准》规定：
燃煤锅炉的烟尘、二氧化硫、氮氧化物和汞排放浓度限值分别为：
重点地区20、50、100和0.03 mg/m3； 其他地区30、100-200、100-200和0.03 mg/m3 。
（国家发展改革委发改价格[2013]1651号）
对采用新技术进行除尘设施改造、烟尘排放浓度低于30mg/m3（重点地区低于20mg/m3），并经环保部门验收合格的燃煤发电企业除尘成本予以适当支持，电价补偿标准为每千瓦时0.2分钱。
将燃煤发电企业脱硝电价补偿标准由每千瓦时0.8分钱提高至1分钱。（另注：脱硫电厂的上网电价每一度电增加0.15元。）
2012年12月5日，环保部、国家发改委、财政部印发获国务院批复的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》。
范围为京津冀、长江三角洲、珠江三角洲地区，以及辽宁中部、山东、武汉及其周边、长株潭、成渝、海峡西岸、山西中北部、陕西关中、甘宁、新疆乌鲁木齐城市群，共涉及19 个省、自治区、直辖市，面积约132.56 万平方公里。其中烟尘治理内容有：
2013年9月10日，国务院印发《大气污染防治行动计划》。主要内容包括： 我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。总体要求：大力推进生态文明建设，坚持政府调控与市场调节相结合、全面推进与重点突破相配合、区域协作与属地管理相协调、总量减排与质量改善相同步，形成政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与的大气污染防治新机制。
奋斗目标：经过五年努力，全国空气质量总体改善，重污染天气较大幅度减少；京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。
具体指标：到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，优良天数逐年提高；京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。
加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。所有燃煤电厂、钢铁企业的烧结机和球团生产设备、石油炼制企业的催化裂化装置、有色金属冶炼企业都要安装脱硫设施，每小时20蒸吨及以上的燃煤锅炉要实施脱硫。除循环流化床锅炉以外的燃煤机组均应安装脱硝设施，新型干法水泥窑要实施低氮燃烧技术改造并安装脱硝设施。燃煤锅炉和工业窑炉现有除尘设施要实施升级改造。
京津冀、长三角、珠三角等区域要于2015年底前基本完成燃煤电厂、燃煤锅炉和工业窑炉的污染治理设施建设与改造，完成石化企业有机废气综合治理。
加强脱硫、脱硝、高效除尘等方面的技术研发，推进技术成果转化应用。加强大气污染治理先进技术、管理经验等方面的国际交流与合作。
全面推行清洁生产。对钢铁、水泥、化工、石化、有色金属冶炼等重点行业进行清洁生产审核；到2017年，重点行业排污强度比2012年下降30%以上。
大力培育节能环保产业。着力把大气污染治理的政策要求有效转化为节能环保产业发展的市场需求，促进重大环保技术装备、产品的创新开发与产业化应用。
扩大国内消费市场，大幅增加大气污染治理装备、产品、服务产业产值，有效推动节能环保、新能源等战略性新兴产业发展。
控制煤炭消费总量。到2017年，煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下。京津冀、长三角、珠三角等区域力争实现煤炭消费总量负增长，通过逐步提高接受外输电比例、增加天然气供应、加大非化石能源利用强度等措施替代燃煤。
京津冀、长三角、珠三角等区域新建项目禁止配套建设自备燃煤电站。耗煤项目要实行煤炭减量替代。除热电联产外，禁止审批新建燃煤发电项目。
加快清洁能源替代利用。加大天然气、煤制天然气、煤层气供应。有序发展天然气调峰电站，原则上不再新建天然气发电项目。
积极有序发展水电，开发利用地热能、风能、太阳能、生物质能，安全高效发展核电。到2017年，运行核电机组装机容量达到5000万千瓦，非化石能源消费比重提高到13%。
京津冀区域城市建成区、长三角城市群、珠三角区域要加快现有工业企业燃煤设施天然气替代步伐；到2017年，基本完成燃煤锅炉、工业窑炉、自备燃煤电站的天然气替代改造任务。
推进煤炭清洁利用。提高煤炭洗选比例，新建煤矿应同步建设煤炭洗选设施，现有煤矿要加快建设与改造；到2017年，原煤入选率达到70%以上。禁止进口高灰份、高硫份的劣质煤炭。
扩大城市高污染燃料禁燃区范围，逐步由城市建成区扩展到近郊。结合城中村、城乡结合部、棚户区改造，通过政策补偿和实施峰谷电价、季节性电价、阶梯电价、调峰电价等措施，逐步推行以天然气或电替代煤炭。鼓励北方农村地区建设洁净煤配送中心，推广使用洁净煤和型煤。
中央财政安排50亿元用于京津冀蒙晋鲁六省份大气污染治理工作。该项资金以“以奖代补”的方式，按上述地区预期污染物减排量、污染治理投入、PM2.5浓度下降比例三项因素分配。
北京市2013年安排了约80亿元，明年将增至约150亿元，用于支持大气污染治理。
上海市补贴高效除尘改造燃煤机组，具体为：30万千瓦级电厂燃煤机组，每千瓦补贴25元；60～90万千瓦电厂燃煤机组，每千瓦补贴6元。
三、 烟气治理主要技术
目前烟气脱硫技术种类达几十种，按脱硫过程是否加水和脱硫
产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。
湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单；但脱硫产物的处理较难，烟气温度较低，不利于扩散，设备及管道腐蚀问题较为突出。
半干法、干法脱硫技术的脱硫产物为干粉状，容易处理。工艺较简单；但脱硫效率较低，脱硫剂利用率低。（1）石灰石-石膏法脱硫技术 。石灰石/石膏法烟气脱硫技术在世界脱硫行业已经得到了广泛的应用。它是采用石灰石/石灰的浆液吸收烟气中的SO2，以脱除其中的SO2的一种湿法脱硫工艺。工艺流程：烟气先经热交换器处理后，进入吸收塔，在吸收塔里SO2直接与石灰浆液接触并被吸收去除。治理后烟气通过除雾器及热交换器处理后经烟囱排放。吸收产生的反应液部分循环使用，另一部分进行脱水及进一步处理后制成石膏。
（2）旋流板脱硫除尘技术。旋流板技术是针对烟气成分组成的特点，采用碱液吸收法，经过旋流、喷淋吸收、吸附、氧化、中和、还原等物理、化学过程，经过脱水、除雾，达到脱硫、除尘、除湿、净化烟气的目的。旋流板技术脱硫剂选用不同分为：采用石灰液法、双碱法、钠碱法三种。
（3）氨法脱硫技术。湿式氨法工艺过程一般分为三大步骤：脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。根据过程和副产物的不同，湿式氨法又可分为氨肥法、氨酸法。
半干法烟气脱硫技术采用湿态吸收剂，在吸收装置中吸收剂被烟气的热量所干燥，并在干燥过程中于SO2反应生成干粉脱硫产物。 半干法工艺较简单，反应产物易于处理，无废水产生，但脱硫效率和脱硫剂的利用率低。目前常见的半干法烟气脱硫技术有：喷雾干燥脱硫技术、循环流化床烟气脱硫技术等。
干法脱硫技术工艺较简单，但脱硫效率和脱硫剂的利用率较低。目前常见的干法烟气脱硫技术有：炉内喷钙脱硫技术、炉内喷钙尾部烟气增湿活化脱硫技术等。
目前烟气脱硝技术按脱硫过程可分为，在燃烧过程中通过改变燃烧条件来减少NOx的产生和在燃烧后脱硝。燃烧后脱硝又分为：选择性催化还原技术（SCR）、非催化还原技术（SNCR）和SNCR - SCR 联合技术。
自上个世纪八十年代以来，我国燃煤电厂除尘大多采用静电除尘器。
特点：除尘设备阻力低、运行费用低、使用温度范围广等。
缺点：除尘效率低，不能达到20-30mg/m3国家排放标准，尤其是对细微颗粒物取出能力差。受燃用煤种煤质、锅炉工况、负荷变化、等因素的影响大。
电袋组合式除尘器是在原三电场电除尘器中，保留一个电场，后面二电场改为袋式除尘的组合式除尘技术。
这种除尘设备，是在电除尘器改造之初，迎合人们对袋式除尘器不放心的情况下诞生的，是一种过渡性的除尘设备。经过近几年的应用，众多案例证明，电袋组合式除尘器由于臭氧腐蚀，设备投资较多，占地面积较大，运行维护量大，中、后期运行阻力居高不下，影响发电设备运行，况且滤袋寿命短，一般不超过两年，其应用在逐年减少。
袋式除尘器是新型的引用国外进口PPS（聚苯硫醚）滤料的一种高效、稳定的干式除尘器。按照其清灰技术的不同可分为喷吹技术和反吹技术。其特点是除尘效率高，完全可以达到国家新的排放标准，且不受燃煤煤种煤质影响。
主要除尘技术情况(300MW机组为例）比较
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静电除尘器
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电袋除尘器
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净烟气反吹
袋式除尘器
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初投资
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1500-1800万元
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1400万元-2200万元
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1400-2000万元
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阻力情况
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200-300Pa
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初期800Pa，
终期1400Pa
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800-1000Pa
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除尘效率
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50-200mg/Nm3
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10-20mg/Nm3
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8-15mg/Nm3
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变换煤种
的影响
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影响大
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出口无影响
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无影响
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主要除尘技术运行成本(300MW机组为例）比较
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静电除尘器
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电袋除尘器
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净烟气反吹
袋式除尘器
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能耗情况
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满负荷本体能耗900-1500Kw，
不随负荷变化,阻力能耗200Kw
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静电部分300Kw，袋式部分初期500Kw，终期900Kw
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500-600Kw
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维护情况
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不能在线检修
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不能在线检修
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可在线检修
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注:
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现有静电除尘器改进技术(前端加低温换热器,高频电源,湿式电除尘,移动极板等)皆在探索阶段,尚无成熟案例,且不能保证达标排放
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现有电袋技术由于臭氧氧化滤袋,细粉尘镶嵌等问题,滤袋寿命短,阻力高.初投资及能耗更高于全袋技术.
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反吹气流长时间穿透滤袋清灰,能很好解决粉尘镶嵌的问题,滤袋寿命长,终期阻力低
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四、U20—5型除尘技术
U20—5型袋式除尘器优势
袋式除尘器最大的优点是除尘效率高，实际应用中，烟气含尘浓度都低于20mg/m3，甚至10mg/m3以下。
袋式除尘器对人体危害最大的2.5μm以下的超细微小颗粒去除率可达99.5%；4电场静电除尘器对于PM2.5粒子的去除效率仅在85-92%左右。
袋式除尘器具有不受粉尘和烟气特性影响，运行稳定的优点。 滤袋寿命已延长至5—7年。
达华集团北京国兴五佳公司研发成功滤袋回收。
*两种U20—5型除尘技术比较特点
净烟气分室反吹
1.滤袋布置紧凑、利用率高；
2.在除尘器有限空间过滤面积大，过滤风速低，压差小；
3.主要设备国产化。
行喷吹
1.技术应用时间长，相对比较成熟；
2.喷吹管和喷嘴的制作、安装要求精度高；
3.部分设备如：空压机、脉冲阀使用进口设备；
4.需要建设压缩空气系统，增建一个空压机房。
*两种U20—5型除尘技术比较检修和维护
净烟气分室反吹
1. 检修方便，只是揭开破损袋室的分室罩就可以换袋；
2. 12台回转机构与12个取风管电动蝶阀，故障极少，维护工作量少；
3. 其它设备不需要大检修。
行喷吹
1.压缩空气系统需要日常维护和定期检修；
2.580个电磁阀维护工作量大，需要检修时，寻找故障电磁阀比较困难。
*两种U20—5型除尘技术比较滤袋寿命
净烟气分室反吹
1. 反吹风采用净烟气，与除尘器入口烟气的温度、含氧量、湿度、酸碱度相同，不会腐蚀滤袋；
2. 反吹风压力小，只有3～5 KPa，对滤袋损伤小；
3. 微压清灰，滤袋机械疲劳损伤小。
行喷吹
1. 喷吹气体为空气，与除尘器入口烟气的温度、含氧量、湿度、酸碱度均不相同，有轻微腐蚀滤袋现象；当空气湿度大时，压缩空气中的水容易糊袋；
2. 喷吹风压力大，为300～500 KPa，对滤袋损伤大，如果喷口与滤袋不垂直、不同心，喷吹时损伤滤袋；
3. 喷吹时，滤袋受机械疲劳损伤较大。
*两种U20—5型除尘技术比较投资和运行费用
净烟气分室反吹
1. 按照同样过滤面积计算投资比较低；
2. 每更换一次滤袋，300MW机组约为600万元；
3. 可满足锅炉和发电机组一个大修期的检修条件
行喷吹
1.按照同样过滤面积计算投资比较高，约高出10%-20%；
2.每更换一次滤袋，300MW机组约为500万元。
*两种U20—5型除尘技术比较能耗（不含引风机）
净烟气分室反吹
1. 每台300MW机组锅炉，反吹耗电占引风机容量（2800KW）的0.5~1.0%;
2. 每台回转机构为0.37KW。
行喷吹
每台300MW机组锅炉，需要空压机约132KW
五、U20—5型净烟气反吹 实例效果—（湛江电厂为例）
净烟气反吹袋式除尘器改造效果
广东电力科学研究院对该袋式除尘器进行了改造后除尘效率的测试，在锅炉满负荷情况下，结果显示：
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序号
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名 称
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A侧(天宇)
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B侧
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目标值
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1
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除尘效率
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99.937%
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99.946%
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≥ 99.99%
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2
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粉尘排放浓度
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9.88mg/Nm3
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10.06mg/Nm3
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≤25mg/Nm3
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3
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本体总阻力
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620Pa
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880Pa
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≤1200Pa
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5
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本体漏风率
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0.62%
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1.19%
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<2%
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净烟气反吹袋式除尘器改造效果
中国环境科学研究院对＃2布袋除尘器改造后除尘性能进行测试，并与＃1静电除尘器（高频电源）进行对比，测试结果如下：
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除尘器性能测试
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运行负荷
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烟尘浓度(mg/Nm3)
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除尘效率
（%）
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除尘前
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除尘后
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＃1静电除尘器
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210MW
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29680.30
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160.57
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99.46
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＃2布袋除尘器
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180MW
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27678.43
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7.23
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99.97
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233MW
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31040.95
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9.76
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99.97
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300MW
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37214.09
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10.97
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99.97
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*袋式除尘器运行情况
设备自2010年投运至今已超过4年，期间设备运行稳定，除了日常巡检外，没有其他维护量，大大降低了工人的维护工作，运行正常。
布袋运行3年多未发现布袋破损、穿孔损坏、板结、漏灰、清灰不到位等情况，过滤效果好，经权威机构检测，滤袋还能够运行1年以上。
净烟气室干净，无积灰现象。
袋笼没有腐蚀、锈蚀等情况，袋笼支撑效果好。
布袋内侧（净气室）干净，内部没有粉尘积灰等情况。
*风机叶片磨损情况比较
未改造布袋除尘器时叶片磨损严重
改造为布袋除尘器后磨损大为减轻，延长了风机叶片的使用寿命
*净烟气分室反吹袋式除尘器系统运行阻力
除尘器设置800Pa自动反吹，700Pa自动停止反吹。 除尘器运行至今滤袋进出口差压保持在650-950Pa，平均压差在800Pa左右。 运行至今系统阻力稳定，没有明显增加。
*对脱硫系统的影响
湛江电厂袋式除尘器运行报告里指出：由于改为袋式除尘器，粉尘排放大幅减少，有利于防止脱硫浆液恶化和GGH堵塞。
*净烟气分室反吹袋式除尘器技术特点
1、煤种适应性强，不受煤种煤质的影响。
2、除尘效率高，粉尘排放浓度在15mg/Nm3以下；
3、三年多来运行阻力一直维持在800～1000Pa；
4、清灰强度低，滤袋寿命长；
5、主要设备均自主研发生产实现国产化，控制水平高，可实现自动运行；
6、清灰气源为同质同温净烟气，减少滤袋腐蚀现象；
7、设备紧凑、无空压机和罗茨风机等压缩空气制造与控制系统，无需新增用地；
8、长期运行安全、简单可靠、无运行维修量；与其他形式布袋除尘器相比阀门数量大幅减少，检修维护成本降低。
*总 结
反吹袋除尘，优点真不少。
专利自拥有，设备国内造。
滤袋寿命长，除尘效率高。
不用压缩机，节能又环保。
再线能检修，电厂齐叫好。
推广潜力大，治霾建功劳。
六、环境合同服务
合同环境服务模式探讨
问题由来 ：
1 、随着新的环保标准的颁布,火电厂原静电除尘器需大量改为袋式除尘器；
2、火电厂仍然对袋式除尘器应用存在顾虑： 滤袋维护麻烦,破袋更换不易；滤袋寿命3年左右,换袋费用大；
3 、当前总承包模式导致低价竞争,致使实施期间偷工减料；即使高价中标也难保证滤袋的质量与寿命。
“合同环境服务”是一项国家提倡的环保产业服务新的概念，即：以合同形式规范环境效果的需求者与环境治理者的一种合作模式。通过该模式的建立，将环境治理的外部不经济性有效内部化，为环境的治理提供科学有效的商业模式。具体到电力除尘行业，可在静电除尘器改为袋式除尘器项目中按照如下原则操作：
1、环境服务公司承担除尘器改造中滤袋和滤袋更换与处置费用，并负责解决袋使用过程中的质量问题。
2、电厂核算改造后收益(环保、维护、节能等），以环境服务费用之名每年支付给环保服务公司。电厂既可减少电厂的袋式除尘器初投资，原有的运行维护责任也转移给环境服务公司。消除了电厂对除尘器运行、维护、质量等顾虑。
如能在电力除尘行业引入合同环境服务模式，将会避免原工程总承包模式下的追求低价低质量的短期效益的弊病，从而提高除尘器质量，形成更好的多赢局面。
七、 市场开拓
*袋式除尘器发展机遇
1、pm2.5污染加剧，人民群众要求治理污染的呼声越来越高。
2、各级政府责任目标越来越明确，监督越来越到位。
3、出台的政策越来越多。
4、燃煤电厂面临改造的项目众多，市场空间巨大。
*袋式除尘器发展面临的挑战
1、过去一些不成功的项目，成为电厂采用袋式除尘器的顾虑。
2、电除尘（静电、高频、低低温、旋转、湿式）和电袋除尘器的竞争。
3、袋式除尘器的舆论宣传不如电除尘器做得好。
4、袋式除尘器行业存在规模小、实力弱、组织散和互相恶性竞争等问题。
*袋式除尘器发展展望
1、利用优势，开拓市场，提高市场占有率。
2、规范企业发展，重信誉，保质量。
3、避免低价竞标。
4、技术研发，提高竞争力。
5、搭建平台，加强宣传，提高话语权。
*鼓励承揽烟气治理工程总承包项目的规定
为了尽快拓宽我公司的市场范围，充分发挥达华集团所属各子公司、分公司和所有人员的积极性，加大公司承揽项目的力度，经公司董事会批准，成立市场开发网络，对积极开拓市场的相关部门或人员均给予一定奖励，具体内容如下：
1、通过做工作承揽到项目的奖励比例为合同额1～3%。
2、公司进行技术交流和投标，项目介绍人应配合公司做有关协调工作，共同努力确保项目中标。
3、奖励费支付办法：合同签订开始实施后，发放全部提成奖励的50%，项目结束通过竣工验收后发放全部提成奖励的50%。
*鼓励承揽烟气治理工程总承包项目的规定
为了尽快拓宽我公司的市场范围，充分发挥达华集团所属各子公司、分公司和所有人员的积极性，加大公司承揽项目的力度，经公司董事会批准，成立市场开发网络，对积极开拓市场的相关部门或人员均给予一定奖励，具体内容如下：
1、通过做工作承揽到项目的奖励比例为合同额1～3%。
2、公司进行技术交流和投标，项目介绍人应配合公司做有关协调工作，共同努力确保项目中标。
3、奖励费支付办法：合同签订开始实施后，发放全
4、提供项目有效信息并经公司联系属实的项目，参与竞争后，可给予500元~1000元的信息奖励费。而经过公司努力承揽到的项目，每项给予5000元~2万元的信息奖励费。
5、提成奖励直接兑现到人，奖励金均为税后值，以现金方式支付，也可以根据被奖励人员的意愿采取其他方式。
6、市场开拓的业务范围包括：电力、市政（供热）、建材、冶金行业除尘、脱硫、脱硝等工业烟气治理项目。
7、如有特殊情况，提成比例和方式可以另行商议。