静态清灰袋式除尘技术的产业化推广问题探讨

李泓泽，王 宝，赵健飞

(1.华北电力大学经济与管理学院，北京102206;2.北京赫宸环境工程有限公司，北京100044)

我国是煤炭消费大国，煤炭消费量逐年攀升，工业化进程的不断推进以及环保标准欠缺完善，对细微颗粒物如PM2.5的排放监管不到位。PM2.5［1］又称为可入肺颗粒物，可以进入微支气管，如肺部，甚至通过肺泡进入血液，危害人体健康。对于煤炭消费量占比巨大的电力行业，2008年煤炭消费占比达到58.37%，燃煤火电机组锅炉排放的烟气中含有大量的粉尘，而当前95%的燃煤锅炉设备使用静电除尘器［2］，尽管总除尘效率高达99%，但静电分离除尘的工作原理决定了其对PM10粉尘捕集率只有50%，对PM2.5捕集率还不到5%，对燃煤锅炉烟气中的悬浮颗粒物去除效率不高。此外，钢铁、水泥、建材、冶金等行业也大多采用静电除尘器。

随着国家对环境质量重视程度的加深，对工业环保力度的不断加大，环保标准日趋严格，如国家环保部发布的《火电厂大气污染物排放标准》(二次征求意见稿)［3］，将火电厂烟尘排放标准由原先的50mg/m3降至30mg/m3。趋严的环保政策为行业寻求高除尘效率且具有技术经济优势的除尘技术提供了广阔的市场前景。

基于“静态气化清灰原理”，由我国自主研制的静态清灰袋式除尘技术［4］，通过采用外滤式的过滤方式和静态反吹的清灰方式，能够有效增加滤袋使用寿命，降低电能损耗，对细微颗粒物的捕集效率很高，技术经济优势极其明显。目前该专利技术已成功应用于33项火电机组锅炉除尘改造或新建工程。在国家环保政策不断趋严、排放标准不断趋紧，且该技术具有较大的技术经济优势形势下，静态清灰袋式除尘技术的市场需求将会不断增加，为该技术的产业化推广奠定了基石的基础。本文结合该专利技术拥有企业自身情况，探讨了静态清灰袋式除尘技术的产业化推广模式，进而对未来10a该技术产业化推广相应的市场效果进行了分析和预测。

1 静态清灰袋式除尘技术介绍［5］

静态清灰袋式除尘技术围绕着制约袋式除尘技术发展的关键科学问题，在深入了解清灰机理的基础上，创新性地提出了“静态气化清灰原理”，从破坏粉尘与滤袋间的粘附力这一新角度来进行清灰，改变了袋式除尘技术领域中动态清灰理论的主导格局，其优良的特性特别适合我国工业燃煤锅炉的备用锅炉少、煤种复杂、烟气条件多变的实际情况。

依据该原理研制的静态清灰袋式除尘器采用外滤式的过滤方式、静态反吹的清灰方式，以锅炉引风机出口处的净化烟气作为清灰气源，使用引风机出口与净气室之间的约3000Pa的压差进行清灰，该技术的净烟气微压静态清灰可带来如下好处:①清灰压力低，不会破坏初始粉尘层，对于亚微米粉尘的除尘效率高于90%，避免深度破坏灰滤层从而影响到粉尘排放的稳定性。②清灰压力低使得采用耐折性差但耐温性高的玻璃纤维作燃煤锅炉袋式除尘器的滤料成为可能，解决了老旧机组因烟温高而无法使用PPS(聚苯硫醚)滤料问题。③清灰压力低，可采用扁形滤袋。使用扁形滤袋，可按顺气流方向进行排布，充分利用除尘器的内部空间。④不需要提供单独的清灰气源设备，从而极大地改进和简化了袋式除尘器的清灰系统。

静态清灰袋式除尘技术达到了如下的技术指标:粉尘设计排放浓度＜30mg/Nm3，实际排放浓度一般＜20mg/Nm3，阻力＜800Pa，漏风率＜1%，滤袋使用寿命＞30000h，清灰压力为3000Pa，清灰周期约为2h。在同等条件和效果下与静电除尘器相比，静态清灰袋式除尘器占地面积减少40%以上，投资成本可节约近40%，除尘器本体耗能减少45%。

2 静态清灰袋式除尘技术的产业化推广基础

基于该技术研制的静态清灰袋式除尘器相对于目前占据工业除尘绝对比重的静电除尘器和采用动态清灰方式的脉冲喷吹和分室反吹袋式除尘器，具有较高的技术经济优势，同时不断趋严的工业烟尘排放标准，能够为该技术带来不断增加的市场需求。从而为静态清灰袋式除尘技术的产业化推广应用提供了强有力的支撑。

2.1 静态清灰袋式除尘技术的技术经济优势

静态清灰袋式除尘器应用于工业燃煤锅炉的烟气除尘，不仅可以实现低排放要求，增加滤袋使用寿命，实现滤料国产化，而且具有方便的在线检修功能以及低造价和运维成本。

2.1.1 满足低排放要求

静态清灰袋式除尘器综合除尘效率高达99.99%，尤其是对细微颗粒物具有很高的捕集效率，设计排放浓度＜30mg/Nm3，而在实际运行中排放浓度一般＜20mg/Nm3，若经湿法脱硫二次过滤除尘后排放浓度甚至只有5mg/Nm3，同时其除尘效率不受煤种差异及工作延长的影响，运行稳定性高，能够为严格的工业烟尘更低的排放标准提供可靠的技术保障。

2.1.2 延长滤袋使用寿命，实现滤料国产化

静态清灰袋式除尘器采用的低压力静态清灰技术能够有效地延长滤袋的使用寿命，其滤袋使用寿命可高达40000h，是动态清灰技术的1.5倍。而且使耐折性差但耐温性高的玻璃纤维作为燃煤锅炉袋式除尘器的滤料成为可能，从而可以降低对进口滤料的过分依赖性，实现滤料国产化，价格低廉的玻璃纤维能够有效地降低因进口滤料价格上涨而带来的成本增加风险。

2.1.3 方便的在线检修功能

静态清灰袋式除尘器能够实现可靠地分室在线检修功能，实现除尘器本体漏风率＜0.5%，2h内可达到人体耐受条件以进行维护，从而避免了停机检修，解决了因保证机组负荷，除尘器不得不带病运行直排烟气污染环境的问题，避免了安全生产与环境保护相抵触的局面，十分适应我国工业燃煤锅炉备用率低、负荷率高的实际情况。

2.1.4 低造价及运维成本

由于采用了低压力静态清灰技术，可充分利用除尘器的内部空间，从而可以有效降低除尘器体积以及占地面积，节约土地租赁成本，耗材也将减少，其占地面积只占动态清灰技术的80%，钢材用量为动态清灰技术的85%。滤袋寿命的延长以及价格低廉的玻璃纤维滤料的使用可以降低运行期的更换成本，设备操作较为简单，且其环链清灰系统能够有效地降低除尘器维护频次，运行维护费用较低。同时由于不需要提供单独的清灰气源设备，极大地降低了除尘器运行的电能消耗成本，其电能消耗只占动态清灰技术的一半，工业企业因低排放可以节约较高的排污费用支出。

2.2 市场需求分析

趋严的工业烟尘排放标准，将带动工业燃煤锅炉烟气静电除尘器技术改造和新建工程采用具有明显技术经济优势的静态清灰袋式除尘器，政策引导下的市场需求将不断增加。

2010年6月，国务院办公厅转发了《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》，在加大颗粒物污染防治力度中明确提出使用工业锅炉的企业以及水泥厂、火电厂应采用袋式等高效率除尘技术。2010年11月，工信部印发了《关于水泥工业节能减排的指导意见》，意见将实施水泥行业节能减排重点工程建设列为重点任务，加快袋式除尘在水泥行业的应用。2011年1月14日，国家环保部发布《火电厂大气污染物排放标准》(二次征求意见稿)，新标准将烟尘排放标准由原先的50mg/m3降至30mg/m3，新标准将于2012年1月1日起执行，其中2012年新建的火力发电锅炉及燃气机组执行新标准，2014年1月1日起现有火力发电锅炉及燃气机组将执行此新标准。

趋严的工业烟尘排放标准和采用高效率除尘技术的政策引导，使目前工业锅炉大多采用的静电除尘器已经不能很好地满足低排放和节约能源的要求，新的除尘技术应用于工业锅炉除尘改造及新建工程将有序拉开，市场需求旺盛。仅以煤炭消费占比过半的火电行业除尘器改造为例，2009年全国火电总装机容量为647910MW，其中燃煤火电机组占绝对比重，取96%，若95%燃煤火电机组使用的静电除尘器需要在5a内进行电袋复合或袋式除尘器改造，除尘器单位容量平均改造成本取7万元/MW，除尘器改造的利润率取12%，若静态清灰袋式除尘器的市场份额在15%～20%范围内，那么静态清灰袋式除尘技术仅仅在电力行业燃煤锅炉除尘器改造上就能实现年平均产值13.8978～18.5304亿元。

3 静态清灰袋式除尘技术产业化推广可行模式

静态清灰袋式除尘技术具有较高的技术经济优势，该技术的产业化推广应用能够很好地服务于环境质量的大幅度改善，并为工业企业满足低排放的环保标准提供可靠的技术支持。该专利技术拥有企业要想开展好该技术的产业化推广，就必须结合企业自身特点及优势，完善该技术的产业化推广模式。结合该专利技术拥有企业的实际情况，以下提出了4种可行的产业化推广模式:提供技术支持服务、销售核心产品、与第三方设备制造企业合作以及工程总承包。

3.1 提供技术支持服务

该专利技术具有很高的技术密集性，工业企业燃煤锅炉除尘器改造或新建工程若采用静态清灰袋式除尘技术，就离不开该专利技术拥有企业的技术支持。此模式下，该专利技术拥有企业仅仅为工业企业除尘器改造或新建项目提供技术上的支持服务，以工程技术设计为主要内容，主机、滤袋以及装配施工均由工业企业自行负责，该专利技术拥有企业收取工程的部分技术支持服务费用。这种模式不仅可以发挥该专利技术拥有企业自身的技术优势，又可以降低其需要承担的风险，对规模有限、风险承担能力不高的专利技术拥有企业较为适用。

3.2 销售核心产品——滤袋

滤袋是静态清灰袋式除尘器的核心产品，对该产品的研发制造能够显著提高专利技术拥有企业的核心竞争力。该专利技术拥有企业在静态清灰袋式除尘技术的研制过程中，发现该技术下的滤袋采用价格较为低廉的玻璃纤维滤袋，同样可以保证滤袋有较长的使用寿命，技术经济优势明显。目前该专利技术拥有企业已经在建设此新型滤袋的研制生产基地，在提供技术支持服务的同时，向工业企业提供该新型滤袋，或向已安装静态清灰袋式除尘器的企业提供滤袋以供更换。该模式不仅可以增加该专利技术拥有企业的核心竞争力，而且可以实现较高的产值，有助于该技术进一步的产业化推广。

3.3 与第三方设备制造企业合作

鉴于该专利技术拥有企业对该技术具有较强的技术优势，但欠缺主机设备制造能力，因而可采取与第三方设备制造企业合作的形式，充分发挥第三方设备制造企业的主机制造能力，实现双赢。此模式下，该专利技术拥有企业与制造能力强的第三方设备制造企业合作，共同承担工业企业锅炉除尘器改造或新建项目，该专利技术拥有企业负责技术支持和提供新型滤袋，第三方设备制造企业负责按照该专利技术拥有企业的技术设计要求，制造主机。该模式不仅可以为工业企业提供便利，而且可以实现专利技术拥有企业和设备制造企业共赢，同时可以有效降低专利技术拥有企业承担的风险。

3.4 工程总承包

该专利技术拥有企业与工业企业签订项目合同，并向工业企业提供工程技术设计、主机制造、滤袋制造以及装配施工的全套服务，该专利技术拥有企业将主机制造分包给第三方设备制造企业或旗下的设备制造企业，将装配施工分包给第三方装配施工企业或旗下的装配施工企业。此模式下，由于分包后可能存在监督力度不到位，质量一般难以保证，该专利技术拥有企业需要承担较高的风险。该模式较为适合专利技术拥有企业具有很强的综合经济实力的情况。

4 静态清灰袋式除尘技术产业化推广的市场效果预测

由于当前该专利技术拥有企业规模较小，能够承担的风险有限，因而可采用提供技术支持服务、销售新型滤袋以及与第三方设备制造企业合作的产业化推广模式。由于火电行业市场需求巨大，该专利技术前期主要应用于火电机组的燃煤锅炉除尘器项目，随着该专利技术拥有企业规模的不断增加以及其他工业行业对该技术需求的增加，该专利技术拥有企业可以在如钢铁、水泥等工业行业中加大该技术的应用。

基于该专利技术拥有企业的发展方向及2011～2013年销售计划，结合上述产业化推广模式，分析其服务于火电行业除尘的市场效果。

该专利技术拥有企业一方面可以采取与第三方设备制造企业合作的模式，提供技术支持服务以及生产新型滤袋，另一方面向火电厂销售新型滤袋以供更换。该企业2011年专利技术及核心产品销售计划为服务于2台200MW机组、6台300MW机组、6台600MW机组和2台1000MW机组，除200MW机组每年服务台数预计保持不变外，其他容量的机组在2011～2020年间有望每年保持2台的增长速度，到2020年服务机组总台数高达72台。若机组除尘器改造或新建费用平均为7万元/MW，该专利技术拥有企业的专利技术及核心产品销售收入占比15%，那么2020年该企业的这部分销售收入达到4.452亿元。

另外，该企业新型滤袋生产基地于2012年投产，2012年新型滤袋销售计划为200MW机组2个、300MW机组10个、600MW机组8个和1000MW机组4个，以后每年有望分别保持0个、5个、4个和2个的增长速度，到2020年预计销售滤袋总数达到112，若该新型滤袋按照1万元/MW计算，2020年该企业滤袋销售收入达到5.94亿元。

图1给出了2011～2020年该技术拥有企业预计销售收入及产值情况，在不考虑工程总承包情况下，静态清灰袋式除尘技术拥有企业服务于火电行业的预计产值呈直线增加，年平均增速高达32.6%，2020年的年产值将突破10亿元，发展态势良好。如该企业提供工程总承包全套服务，且加大涉足钢铁、水泥、建材以及冶金等行业除尘器新建或改造项目，总产值将进一步增加，以技术拥有企业为核心的静态清灰袋式除尘技术产业化推广预计会收到良好的市场效果，不仅有利于该企业和除尘行业的发展，而且有助于环境质量的大幅度提高。

5 结论

随着国家对工业燃煤锅炉烟尘排放监管力度的加大，排放标准更加严格，当前工业使用的除尘效率相对较低的静电除尘器不一定能保证满足严格的排放标准，这将带动工业燃煤锅炉烟气静电除尘器技术改造和新建工程采用具有明显技术经济优势的除尘技术，政策引导下的市场需求将不断增加。由我国自主研制的静态清灰袋式除尘技术相比于静电除尘器和动态清灰方式的袋式除尘器，存在着如稳定可靠的低排放、节约占地、滤料可实现国产化且成本低廉、运行能耗及维护费用低以及满负荷在线检修等技术经济优势，能够为工业燃煤锅炉实现低排放环保标准提供可靠的技术支持。该专利技术拥有企业可采用提供技术支持服务、销售核心产品、与第三方设备制造企业合作以及工程总承包的产业化推广模式，该技术产业化推广预计会收到良好的市场效果。

［1］殷永文，程金平，段玉森，等.某市霾污染因子PM2.5引起居民健康危害的经济学评价 ［J］.环境与健康杂志，2011，(3).

［2］许飞跃，牛继红，刘永红，等.600 MW火电机组静电除尘器节能技术改造［J］.电力技术经济，2009，(4).

［3］国家环境保护部.火电厂大气污染物排放标准 (二次征求意见稿)［S］.

［4］刘利刚.自主技术大型静态清灰袋式除尘器的成功应用［J］.中小企业管理与科技 (下旬刊)，2011，(6).

［5］袋式除尘委员会.北京赫宸环境工程有限公司［EB/OL］.http://www.c － bfc. com/hyjjlist. asp?id=835， 2011.4.10.