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)境工程評估中心在深圳組織召開了第一場“火電超低排放技術(shù)系列研討會”。在這個電力環(huán)保界都高度關(guān)注的研討會上，作為技術(shù)評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(以下簡稱“龍凈”)設(shè)計制造的廣東粵電沙角C電廠66萬千瓦機組超凈電袋復(fù)合除塵項目，獲得了與會專家們的一致贊譽，被評價為“能夠長期穩(wěn)定達到超低排放控制要求，且對煤質(zhì)及工況波動的適應(yīng)性較強，為火電超低排放控制提供了一條新的具有較強競爭力的技術(shù)路線”。
實際上，這并非電袋技術(shù)點燃市場熱情的第一把火。時間往前推一個月，6月16日，世界第一臺百萬千瓦機組超凈電袋復(fù)合除塵器———中電投河南平頂山分公司1號爐103萬千瓦機組超低排放項目成功投運;再往前推，5月29日，基建項目的電袋復(fù)合除塵器的中電國際安徽平圩電廠三期新建2臺100萬千瓦機組5號機組順利通過168小時試運行，標(biāo)志著電袋復(fù)合除塵技術(shù)向特大型機組應(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”項目榮獲2014年度國家科技進步獎二等獎。
進入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單和市場的期待。其中，斬獲國家科技大獎的意義尤為重大，其打破了除塵領(lǐng)域國家科學(xué)技術(shù)獎15年的空缺，代表了全國環(huán)保行業(yè)的至高榮譽，注定會被寫入除塵技術(shù)發(fā)展的史冊。在此同時，本報記者耗時近半年時間，走訪了龍凈及5位以上環(huán)保圈內(nèi)頂尖專家，還有近10項電袋工程現(xiàn)場，終于較為完整地還原出了這個環(huán)保科技領(lǐng)域的“創(chuàng)新樣本”的孕育、誕生與成長歷程。
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，但對于龍凈的黃煒而言，卻有著特別的意義。這段時間的兩端，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，在記者對電袋復(fù)合除塵技術(shù)的發(fā)展史進行抽絲剝繭時發(fā)現(xiàn)，這段時間也正是電袋技術(shù)的孕育期。
從1983年到2000年，黃煒用了整整17年時間，先后從技術(shù)員、調(diào)試工程師、技術(shù)服務(wù)科科長、營銷處處長、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，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，也正是我國電力環(huán)保技術(shù)與市場快速發(fā)展的階段。17個年頭深入一線的實踐，讓黃煒深切感受到了傳統(tǒng)的除塵技術(shù)在應(yīng)對日漸收緊的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)時的力不從心。
“電除塵器的狀況是，它前級電場對密集粉塵的捕集能力很強，體現(xiàn)出來的能效比也很高，但對付稀薄的、濃度較低的細微顆粒粉塵，后級電場的效率就大打折扣了。如果用另一種除塵方式———布袋除塵器，雖然會提高對細顆粒物的捕集效率，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。帶著這個想法，他與國內(nèi)數(shù)位除塵專家進行了多次探討。
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，做到揚長避短。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，是希望在日漸嚴格的環(huán)保要求下，解決傳統(tǒng)除塵技術(shù)的不足。弄清楚這一點，可以很好地扭轉(zhuǎn)之前對電袋技術(shù)的一個誤解———有些人認為，電袋技術(shù)起源于國外，被龍凈發(fā)揚光大。而真實的情況是，電袋的設(shè)想是龍凈結(jié)合當(dāng)時國內(nèi)的政策環(huán)境與技術(shù)現(xiàn)狀提出的，并未借鑒過國外的資料。黃煒坦言，當(dāng)時的信息傳遞渠道并沒有那么發(fā)達，他也并不了解國外的任何信息，而電袋最終獲得國家科技大獎也已經(jīng)說明了一切：對于一項國家級大獎而言，首要門檻就是必須具備國內(nèi)完全自主知識產(chǎn)權(quán)。至于國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)時常見的情況。而且，實際證明國外對電袋技術(shù)的研究并不如龍凈，根本原因正是在于龍凈對電袋技術(shù)有著更為透徹的理解。目前，國際僅有的12臺百萬千瓦機組配套電袋復(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，黃煒找到了對電袋發(fā)展至關(guān)重要的人物———林宏。當(dāng)時還在天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院工作的林宏，是國內(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“電+袋”的想法與林宏交流時，立即得到林宏的肯定和認可，二人當(dāng)場一拍即合，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。
誕生 一場豪賭開好頭
上世紀90年代，國家大力開發(fā)上海浦東，浦東區(qū)因此制定了更加嚴格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。位于該區(qū)的浦東水泥廠面臨著生死考驗———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)時的廠況條件局限性很大，對電除塵器做擴容很困難，做布袋除塵又需要更換引風(fēng)機，投資會很大。綜合實際情況，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犯了難。當(dāng)時電袋復(fù)合除塵器還是個新鮮物，連國際上都還沒有工業(yè)應(yīng)用的成功案例，這么做是否太冒險?最后，還是向上一級領(lǐng)導(dǎo)匯報后，由領(lǐng)導(dǎo)拍板：就這么干，不然就沒出路了!
就這樣，更像是一場豪賭，上海浦東水泥廠第一個吃了“螃蟹”，應(yīng)用了國內(nèi)第一臺電袋復(fù)合除塵器。2004年，到崗上任后的電袋復(fù)合除塵器運行效果非常好，測試時的效率達到了99.9%以上。這一局，上海浦東水泥廠算是賭贏了。
實際上，這一局也給電袋復(fù)合除塵器的發(fā)展開了個好頭。“有了上海浦東水泥廠的實際應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)，原本對電袋的很多擔(dān)憂都迎刃而解了。”黃煒介紹，他曾與國內(nèi)一位著名的電力環(huán)保專家探討電袋構(gòu)想時，這位專家就擔(dān)心：“電除塵把前面的大顆粒物去除后，后面的細顆粒會把布袋堵死。”而在浦東水泥廠的應(yīng)用過程證實，經(jīng)過前端電除塵器后的粉塵會荷電，被濾袋捕集時由于同性電荷相斥，粉塵之間會更加疏松，就會變得阻力低、易收集，并不存在堵袋的問題。
中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究院院長郝吉明參與了電袋多個重要成果的評審，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，會減少布袋的過濾阻力，延長布袋的清灰周期。“這種組合式方式的運用，將原來單一的除塵設(shè)備耦合強化后，達到的是1+1>2的效果。”
同樣對電袋復(fù)合除塵技術(shù)非常了解的國電環(huán)境保護研究院副院長、研究員朱法華也重點強調(diào)了電除塵+袋除塵這種耦合關(guān)系所能呈現(xiàn)的優(yōu)勢。“電除塵的優(yōu)點是皮實、耐用、阻力小，缺點是受煤質(zhì)波動影響較大，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)勢結(jié)合的同時，還規(guī)避了各自的缺點。”
朱法華分析，電袋的復(fù)合不是簡單的拼接，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耦合，從機理上解決了兩種除塵方式之間的關(guān)系;二是將流場做得非常流暢，從原來的一維進風(fēng)變成了三維進風(fēng)，并對清灰方式等做了很多很好的改進;第三，開發(fā)了一系列適應(yīng)電袋復(fù)合除塵器特點的濾料，包括PTFE、PPS復(fù)合濾料等，解決了濾袋的壽命問題。
成長 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際工程應(yīng)用。2005年，天津軍糧城發(fā)電廠1臺5萬千瓦機組拉開了電袋復(fù)合除塵器進入電力行業(yè)的序幕。當(dāng)時龍凈主管技術(shù)的副總經(jīng)理郭俊親自帶隊去向用戶介紹技術(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)突破了各等級容量的機組，迄今為止，共簽訂了總裝機容量1.1億千瓦的合同項目，其中包括30萬千瓦機組138臺、60萬千瓦機組57臺，以及全球獨有的12臺100萬千瓦機組。
電袋的成長速度一度被業(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，對這個年銷售收入已高達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)展歷程中的一個重要里程碑。
為了新組建的電袋團隊，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，這是一個敢想敢做有魄力的人。2007年，修海明帶領(lǐng)僅有18個人的團隊，用半年時間就拿下了3億元的電袋合同。此后，這種驚喜每年都在上演，截至2014年，電袋團隊用8年時間已簽訂合同達70億元，團隊也從最初的18人擴大到了將近400人。
0~70億，這串?dāng)?shù)字代表著榮譽，背后也摻雜著數(shù)不盡的辛酸。在長期由電除塵器、布袋除塵器兩分天下的國內(nèi)除塵市場格局下，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上引發(fā)了很多爭議，其中不乏一些質(zhì)疑。讓我印象最深的是關(guān)于‘電袋會產(chǎn)生臭氧，會對濾袋造成腐蝕’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)時電袋會產(chǎn)生臭氧腐蝕濾袋的說法在業(yè)內(nèi)傳得沸沸揚揚，給電袋帶來了不小的壓力。
不過，對于這些質(zhì)疑和爭議，龍凈當(dāng)時并未站出來發(fā)聲。林宏后來解釋說，新鮮事物挑戰(zhàn)主流歷來都會受到爭議，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)該是用嚴謹?shù)目茖W(xué)來驗證，用工程實例來說話。
據(jù)林宏介紹，龍凈早在2005年就已經(jīng)與福州大學(xué)合作，從實驗室實驗、現(xiàn)場測定、工程實例跟蹤三個角度來研究臭氧對電袋的影響，最終得出明確結(jié)論：電袋產(chǎn)生臭氧的濃度很低、且會被迅速分解，不足以對濾袋壽命構(gòu)成影響。
除此之外，龍凈對電袋的氣流分布、流場布置、濾料選項等核心問題上，均是進行了深入的研究工作作為支撐。因為懂行的人都知道，電袋雖然是電與袋的結(jié)合，但它絕非把電除塵和袋除塵拼湊在一起那么簡單，里面有很多技術(shù)問題需要去解決。“龍凈也從來不會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實，這樣才能在實際應(yīng)用中站穩(wěn)腳。”林宏說。
飛翔 前路孕育無限可能
事實證明，電袋確實做到了在實際應(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)蒙古烏達熱電廠兩臺15萬千瓦機組電袋除塵項目，項目當(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，烏達熱電廠的副總經(jīng)理親自帶領(lǐng)7個人到龍凈回訪，并帶了2只全羊作為隨行禮物。這是為什么呢?烏達電廠用這2只全羊來表達對龍凈的感謝之情。因為烏達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，運行效果都非常良好。
龍凈總經(jīng)理助理鄧立鋒透露，針對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中心，定期都會與業(yè)主聯(lián)系，一是跟蹤項目是否有破袋的狀況，二是為了獲知電廠近期是否有檢修、停爐的機會，這樣我們就可以將濾袋抽樣寄回進行檢測分析，通過實驗數(shù)據(jù)真實掌握濾袋的使用狀況，了解其強度衰減情況、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)項目的濾料使用壽命跟蹤統(tǒng)計表，可以很有信心地說，5年一破(袋)難求。”鄧立鋒言道。
濾袋壽命延長不僅增加了電袋穩(wěn)定實現(xiàn)達標(biāo)排放的籌碼，更意味著電廠運行成本的減少。有數(shù)據(jù)顯示，濾袋壽命延長到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)合除塵器的機組容量超過1.89億千瓦，占全國煤電機組容量的22.9%。其中，袋式除塵器機組容量約0.75億千瓦，占全國煤電機組容量的9.1%;電袋復(fù)合除塵器機組容量超過1.14億千瓦，占全國燃煤機組容量的13.8%。
“與以往相比，環(huán)保技術(shù)不是說做到達標(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、社會效益和經(jīng)濟效益，這是電袋市場占有率節(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，卻唯獨電袋獲得國家科技大獎的重要原因。”朱法華說。
龍凈技術(shù)中心辦主任吳華秀參與了電袋申報國家科技獎的全過程，在得知電袋獲獎的那天，吳華秀說，我第一個念頭是，“擁抱，我要找人擁抱!”她想用這種方式來表達內(nèi)心的歡欣雀躍。事實上，這不僅僅值得龍凈自豪，也值得中國整個除塵技術(shù)界為之歡呼。套用郝吉明的話，這是我國真正的完全自主創(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，斬獲國家科技大獎似乎并不是電袋創(chuàng)新的終點，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行技術(shù)創(chuàng)新，他們在常規(guī)電袋復(fù)合除塵技術(shù)的基礎(chǔ)上，又創(chuàng)新升級開發(fā)出超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)，實現(xiàn)確保煙塵排放穩(wěn)定達到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)對超低排放大潮。本文開頭提到的幾個超凈電袋項目投運，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例投運，電袋———這個環(huán)保科技領(lǐng)域的創(chuàng)新樣本，帶給市場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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