靜態清灰袋式除塵技術的產業化推廣問題探討

李泓澤，王 寶，趙健飛

(1.華北電力大學經濟與管理學院，北京102206;2.北京赫宸環境工程有限公司，北京100044)

我國是煤炭消費大國，煤炭消費量逐年攀升，工業化進程的不斷推進以及環保標準欠缺完善，對細微顆粒物如PM2.5的排放監管不到位。PM2.5［1］又稱為可入肺顆粒物，可以進入微支氣管，如肺部，甚至通過肺泡進入血液，危害人體健康。對于煤炭消費量占比巨大的電力行業，2008年煤炭消費占比達到58.37%，燃煤火電機組鍋爐排放的煙氣中含有大量的粉塵，而當前95%的燃煤鍋爐設備使用靜電除塵器［2］，盡管總除塵效率高達99%，但靜電分離除塵的工作原理決定了其對PM10粉塵捕集率只有50%，對PM2.5捕集率還不到5%，對燃煤鍋爐煙氣中的懸浮顆粒物去除效率不高。此外，鋼鐵、水泥、建材、冶金等行業也大多采用靜電除塵器。

隨著國家對環境質量重視程度的加深，對工業環保力度的不斷加大，環保標準日趨嚴格，如國家環保部發布的《火電廠大氣污染物排放標準》(二次征求意見稿)［3］，將火電廠煙塵排放標準由原先的50mg/m3降至30mg/m3。趨嚴的環保政策為行業尋求高除塵效率且具有技術經濟優勢的除塵技術提供了廣闊的市場前景。

基于“靜態氣化清灰原理”，由我國自主研制的靜態清灰袋式除塵技術［4］，通過采用外濾式的過濾方式和靜態反吹的清灰方式，能夠有效增加濾袋使用壽命，降低電能損耗，對細微顆粒物的捕集效率很高，技術經濟優勢極其明顯。目前該專利技術已成功應用于33項火電機組鍋爐除塵改造或新建工程。在國家環保政策不斷趨嚴、排放標準不斷趨緊，且該技術具有較大的技術經濟優勢形勢下，靜態清灰袋式除塵技術的市場需求將會不斷增加，為該技術的產業化推廣奠定了基石的基礎。本文結合該專利技術擁有企業自身情況，探討了靜態清灰袋式除塵技術的產業化推廣模式，進而對未來10a該技術產業化推廣相應的市場效果進行了分析和預測。

1 靜態清灰袋式除塵技術介紹［5］

靜態清灰袋式除塵技術圍繞著制約袋式除塵技術發展的關鍵科學問題，在深入了解清灰機理的基礎上，創新性地提出了“靜態氣化清灰原理”，從破壞粉塵與濾袋間的粘附力這一新角度來進行清灰，改變了袋式除塵技術領域中動態清灰理論的主導格局，其優良的特性特別適合我國工業燃煤鍋爐的備用鍋爐少、煤種復雜、煙氣條件多變的實際情況。

依據該原理研制的靜態清灰袋式除塵器采用外濾式的過濾方式、靜態反吹的清灰方式，以鍋爐引風機出口處的凈化煙氣作為清灰氣源，使用引風機出口與凈氣室之間的約3000Pa的壓差進行清灰，該技術的凈煙氣微壓靜態清灰可帶來如下好處:①清灰壓力低，不會破壞初始粉塵層，對于亞微米粉塵的除塵效率高于90%，避免深度破壞灰濾層從而影響到粉塵排放的穩定性。②清灰壓力低使得采用耐折性差但耐溫性高的玻璃纖維作燃煤鍋爐袋式除塵器的濾料成為可能，解決了老舊機組因煙溫高而無法使用PPS(聚苯硫醚)濾料問題。③清灰壓力低，可采用扁形濾袋。使用扁形濾袋，可按順氣流方向進行排布，充分利用除塵器的內部空間。④不需要提供單獨的清灰氣源設備，從而極大地改進和簡化了袋式除塵器的清灰系統。

靜態清灰袋式除塵技術達到了如下的技術指標:粉塵設計排放濃度＜30mg/Nm3，實際排放濃度一般＜20mg/Nm3，阻力＜800Pa，漏風率＜1%，濾袋使用壽命＞30000h，清灰壓力為3000Pa，清灰周期約為2h。在同等條件和效果下與靜電除塵器相比，靜態清灰袋式除塵器占地面積減少40%以上，投資成本可節約近40%，除塵器本體耗能減少45%。

2 靜態清灰袋式除塵技術的產業化推廣基礎

基于該技術研制的靜態清灰袋式除塵器相對于目前占據工業除塵絕對比重的靜電除塵器和采用動態清灰方式的脈沖噴吹和分室反吹袋式除塵器，具有較高的技術經濟優勢，同時不斷趨嚴的工業煙塵排放標準，能夠為該技術帶來不斷增加的市場需求。從而為靜態清灰袋式除塵技術的產業化推廣應用提供了強有力的支撐。

2.1 靜態清灰袋式除塵技術的技術經濟優勢

靜態清灰袋式除塵器應用于工業燃煤鍋爐的煙氣除塵，不僅可以實現低排放要求，增加濾袋使用壽命，實現濾料國產化，而且具有方便的在線檢修功能以及低造價和運維成本。

2.1.1 滿足低排放要求

靜態清灰袋式除塵器綜合除塵效率高達99.99%，尤其是對細微顆粒物具有很高的捕集效率，設計排放濃度＜30mg/Nm3，而在實際運行中排放濃度一般＜20mg/Nm3，若經濕法脫硫二次過濾除塵后排放濃度甚至只有5mg/Nm3，同時其除塵效率不受煤種差異及工作延長的影響，運行穩定性高，能夠為嚴格的工業煙塵更低的排放標準提供可靠的技術保障。

2.1.2 延長濾袋使用壽命，實現濾料國產化

靜態清灰袋式除塵器采用的低壓力靜態清灰技術能夠有效地延長濾袋的使用壽命，其濾袋使用壽命可高達40000h，是動態清灰技術的1.5倍。而且使耐折性差但耐溫性高的玻璃纖維作為燃煤鍋爐袋式除塵器的濾料成為可能，從而可以降低對進口濾料的過分依賴性，實現濾料國產化，價格低廉的玻璃纖維能夠有效地降低因進口濾料價格上漲而帶來的成本增加風險。

2.1.3 方便的在線檢修功能

靜態清灰袋式除塵器能夠實現可靠地分室在線檢修功能，實現除塵器本體漏風率＜0.5%，2h內可達到人體耐受條件以進行維護，從而避免了停機檢修，解決了因保證機組負荷，除塵器不得不帶病運行直排煙氣污染環境的問題，避免了安全生產與環境保護相抵觸的局面，十分適應我國工業燃煤鍋爐備用率低、負荷率高的實際情況。

2.1.4 低造價及運維成本

由于采用了低壓力靜態清灰技術，可充分利用除塵器的內部空間，從而可以有效降低除塵器體積以及占地面積，節約土地租賃成本，耗材也將減少，其占地面積只占動態清灰技術的80%，鋼材用量為動態清灰技術的85%。濾袋壽命的延長以及價格低廉的玻璃纖維濾料的使用可以降低運行期的更換成本，設備操作較為簡單，且其環鏈清灰系統能夠有效地降低除塵器維護頻次，運行維護費用較低。同時由于不需要提供單獨的清灰氣源設備，極大地降低了除塵器運行的電能消耗成本，其電能消耗只占動態清灰技術的一半，工業企業因低排放可以節約較高的排污費用支出。

2.2 市場需求分析

趨嚴的工業煙塵排放標準，將帶動工業燃煤鍋爐煙氣靜電除塵器技術改造和新建工程采用具有明顯技術經濟優勢的靜態清灰袋式除塵器，政策引導下的市場需求將不斷增加。

2010年6月，國務院辦公廳轉發了《關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》，在加大顆粒物污染防治力度中明確提出使用工業鍋爐的企業以及水泥廠、火電廠應采用袋式等高效率除塵技術。2010年11月，工信部印發了《關于水泥工業節能減排的指導意見》，意見將實施水泥行業節能減排重點工程建設列為重點任務，加快袋式除塵在水泥行業的應用。2011年1月14日，國家環保部發布《火電廠大氣污染物排放標準》(二次征求意見稿)，新標準將煙塵排放標準由原先的50mg/m3降至30mg/m3，新標準將于2012年1月1日起執行，其中2012年新建的火力發電鍋爐及燃氣機組執行新標準，2014年1月1日起現有火力發電鍋爐及燃氣機組將執行此新標準。

趨嚴的工業煙塵排放標準和采用高效率除塵技術的政策引導，使目前工業鍋爐大多采用的靜電除塵器已經不能很好地滿足低排放和節約能源的要求，新的除塵技術應用于工業鍋爐除塵改造及新建工程將有序拉開，市場需求旺盛。僅以煤炭消費占比過半的火電行業除塵器改造為例，2009年全國火電總裝機容量為647910MW，其中燃煤火電機組占絕對比重，取96%，若95%燃煤火電機組使用的靜電除塵器需要在5a內進行電袋復合或袋式除塵器改造，除塵器單位容量平均改造成本取7萬元/MW，除塵器改造的利潤率取12%，若靜態清灰袋式除塵器的市場份額在15%～20%范圍內，那么靜態清灰袋式除塵技術僅僅在電力行業燃煤鍋爐除塵器改造上就能實現年平均產值13.8978～18.5304億元。

3 靜態清灰袋式除塵技術產業化推廣可行模式

靜態清灰袋式除塵技術具有較高的技術經濟優勢，該技術的產業化推廣應用能夠很好地服務于環境質量的大幅度改善，并為工業企業滿足低排放的環保標準提供可靠的技術支持。該專利技術擁有企業要想開展好該技術的產業化推廣，就必須結合企業自身特點及優勢，完善該技術的產業化推廣模式。結合該專利技術擁有企業的實際情況，以下提出了4種可行的產業化推廣模式:提供技術支持服務、銷售核心產品、與第三方設備制造企業合作以及工程總承包。

3.1 提供技術支持服務

該專利技術具有很高的技術密集性，工業企業燃煤鍋爐除塵器改造或新建工程若采用靜態清灰袋式除塵技術，就離不開該專利技術擁有企業的技術支持。此模式下，該專利技術擁有企業僅僅為工業企業除塵器改造或新建項目提供技術上的支持服務，以工程技術設計為主要內容，主機、濾袋以及裝配施工均由工業企業自行負責，該專利技術擁有企業收取工程的部分技術支持服務費用。這種模式不僅可以發揮該專利技術擁有企業自身的技術優勢，又可以降低其需要承擔的風險，對規模有限、風險承擔能力不高的專利技術擁有企業較為適用。

3.2 銷售核心產品——濾袋

濾袋是靜態清灰袋式除塵器的核心產品，對該產品的研發制造能夠顯著提高專利技術擁有企業的核心競爭力。該專利技術擁有企業在靜態清灰袋式除塵技術的研制過程中，發現該技術下的濾袋采用價格較為低廉的玻璃纖維濾袋，同樣可以保證濾袋有較長的使用壽命，技術經濟優勢明顯。目前該專利技術擁有企業已經在建設此新型濾袋的研制生產基地，在提供技術支持服務的同時，向工業企業提供該新型濾袋，或向已安裝靜態清灰袋式除塵器的企業提供濾袋以供更換。該模式不僅可以增加該專利技術擁有企業的核心競爭力，而且可以實現較高的產值，有助于該技術進一步的產業化推廣。

3.3 與第三方設備制造企業合作

鑒于該專利技術擁有企業對該技術具有較強的技術優勢，但欠缺主機設備制造能力，因而可采取與第三方設備制造企業合作的形式，充分發揮第三方設備制造企業的主機制造能力，實現雙贏。此模式下，該專利技術擁有企業與制造能力強的第三方設備制造企業合作，共同承擔工業企業鍋爐除塵器改造或新建項目，該專利技術擁有企業負責技術支持和提供新型濾袋，第三方設備制造企業負責按照該專利技術擁有企業的技術設計要求，制造主機。該模式不僅可以為工業企業提供便利，而且可以實現專利技術擁有企業和設備制造企業共贏，同時可以有效降低專利技術擁有企業承擔的風險。

3.4 工程總承包

該專利技術擁有企業與工業企業簽訂項目合同，并向工業企業提供工程技術設計、主機制造、濾袋制造以及裝配施工的全套服務，該專利技術擁有企業將主機制造分包給第三方設備制造企業或旗下的設備制造企業，將裝配施工分包給第三方裝配施工企業或旗下的裝配施工企業。此模式下，由于分包后可能存在監督力度不到位，質量一般難以保證，該專利技術擁有企業需要承擔較高的風險。該模式較為適合專利技術擁有企業具有很強的綜合經濟實力的情況。

4 靜態清灰袋式除塵技術產業化推廣的市場效果預測

由于當前該專利技術擁有企業規模較小，能夠承擔的風險有限，因而可采用提供技術支持服務、銷售新型濾袋以及與第三方設備制造企業合作的產業化推廣模式。由于火電行業市場需求巨大，該專利技術前期主要應用于火電機組的燃煤鍋爐除塵器項目，隨著該專利技術擁有企業規模的不斷增加以及其他工業行業對該技術需求的增加，該專利技術擁有企業可以在如鋼鐵、水泥等工業行業中加大該技術的應用。

基于該專利技術擁有企業的發展方向及2011～2013年銷售計劃，結合上述產業化推廣模式，分析其服務于火電行業除塵的市場效果。

該專利技術擁有企業一方面可以采取與第三方設備制造企業合作的模式，提供技術支持服務以及生產新型濾袋，另一方面向火電廠銷售新型濾袋以供更換。該企業2011年專利技術及核心產品銷售計劃為服務于2臺200MW機組、6臺300MW機組、6臺600MW機組和2臺1000MW機組，除200MW機組每年服務臺數預計保持不變外，其他容量的機組在2011～2020年間有望每年保持2臺的增長速度，到2020年服務機組總臺數高達72臺。若機組除塵器改造或新建費用平均為7萬元/MW，該專利技術擁有企業的專利技術及核心產品銷售收入占比15%，那么2020年該企業的這部分銷售收入達到4.452億元。

另外，該企業新型濾袋生產基地于2012年投產，2012年新型濾袋銷售計劃為200MW機組2個、300MW機組10個、600MW機組8個和1000MW機組4個，以后每年有望分別保持0個、5個、4個和2個的增長速度，到2020年預計銷售濾袋總數達到112，若該新型濾袋按照1萬元/MW計算，2020年該企業濾袋銷售收入達到5.94億元。

圖1給出了2011～2020年該技術擁有企業預計銷售收入及產值情況，在不考慮工程總承包情況下，靜態清灰袋式除塵技術擁有企業服務于火電行業的預計產值呈直線增加，年平均增速高達32.6%，2020年的年產值將突破10億元，發展態勢良好。如該企業提供工程總承包全套服務，且加大涉足鋼鐵、水泥、建材以及冶金等行業除塵器新建或改造項目，總產值將進一步增加，以技術擁有企業為核心的靜態清灰袋式除塵技術產業化推廣預計會收到良好的市場效果，不僅有利于該企業和除塵行業的發展，而且有助于環境質量的大幅度提高。

5 結論

隨著國家對工業燃煤鍋爐煙塵排放監管力度的加大，排放標準更加嚴格，當前工業使用的除塵效率相對較低的靜電除塵器不一定能保證滿足嚴格的排放標準，這將帶動工業燃煤鍋爐煙氣靜電除塵器技術改造和新建工程采用具有明顯技術經濟優勢的除塵技術，政策引導下的市場需求將不斷增加。由我國自主研制的靜態清灰袋式除塵技術相比于靜電除塵器和動態清灰方式的袋式除塵器，存在著如穩定可靠的低排放、節約占地、濾料可實現國產化且成本低廉、運行能耗及維護費用低以及滿負荷在線檢修等技術經濟優勢，能夠為工業燃煤鍋爐實現低排放環保標準提供可靠的技術支持。該專利技術擁有企業可采用提供技術支持服務、銷售核心產品、與第三方設備制造企業合作以及工程總承包的產業化推廣模式，該技術產業化推廣預計會收到良好的市場效果。

［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經濟學評價 ［J］.環境與健康雜志，2011，(3).

［2］許飛躍，牛繼紅，劉永紅，等.600 MW火電機組靜電除塵器節能技術改造［J］.電力技術經濟，2009，(4).

［3］國家環境保護部.火電廠大氣污染物排放標準 (二次征求意見稿)［S］.

［4］劉利剛.自主技術大型靜態清灰袋式除塵器的成功應用［J］.中小企業管理與科技 (下旬刊)，2011，(6).

［5］袋式除塵委員會.北京赫宸環境工程有限公司［EB/OL］.http://www.c － bfc. com/hyjjlist. asp?id=835， 2011.4.10.