Всем, кто читал произведение Джонатана Свифта «Путешествия Гулливера», известны беспощадные споры между остроконечниками и тупоконечниками на предмет того, как же правильно разбивать вареное яйцо. Похожая ситуация иногда возникает в промышленной аспирации при выборе пылеочистного оборудования, а именно рукавного фильтра или электрофильтра. Среди проектировщиков систем аспирации есть приверженцы одного из этих типов оборудования для очистки промышленных выбросов и, соответственно, противники другого.
Попробуем разобрать эту ситуацию и изложить свое видение, основанное на нашем опыте и имеющейся общедоступной информации.
Преимущественной областью применения электрофильтров, с точки зрения экономической целесообразности, является очистка больших объемов газа, например ТЭС с объемом воздуха 500 тыс.-2 млн. м3/ч. При этом с уменьшением производительности установок по газу удельные капитальные затраты сильно возрастают.
Фактом является то, что для сооружения электрофильтра требуются гораздо большие временные и капитальные затраты, по сравнению с аналогичным рукавным фильтром.
Серьезными ограничениями, сужающими область применения сухих электрофильтров, является невозможность добиться в них стабильной остаточной запыленности ниже 50 мг/м3 без значительного увеличения затрат на очистку, недостаточная эффективность улавливания при высоком удельном электрическом сопротивлении пыли, а также неприменимость электрического метода очистки для взрывоопасных сред.
В этом отношении рукавные фильтры имеют определенные преимущества перед электрофильтрами. При их использовании могут быть стабильно обеспечены остаточная запыленность ниже 50 мг/м3 (а это требование экологического законодательства!) независимо от свойств улавливаемой пыли и колебаний технологического режима, работа в широком диапазоне расхода очищаемого газа.
По сравнению с электрофильтрами, время на монтаж, а также его стоимость и ввод в эксплуатацию рукавного фильтра значительно меньше.
Наладка электрофильтра – довольно длительный и трудоемкий процесс и требует высокой квалификации инженеров, оплата работы которых может достигать значительных размеров.
Для питания электрофильтра постоянным током высокого напряжения применяются агрегаты питания, преобразующие переменный ток в постоянный. Выпрямленный ток высокого напряжения (8
0-110кВ, 400-1600мА) от агрегатов питания подается высоковольтными кабелями через токоподводы, шины, резисторы к коронирующим электродам электрофильтра. Агрегаты питания очень часто устанавливаются в отдельном помещении – преобразовательной подстанции.
Зачастую затраты на преодоление гидравлических потерь рукавных фильтров компенсируются потребляемой мощностью таких источников питания у электрофильтров, т.к. они устанавливаются на каждое электрическое поле.
Также к недостаткам электрофильтров наряду с их высокой стоимостью следует отнести высокую зависимость процесса улавливания золы к отклонениям от заданного технологического режима, а также к механическим дефектам внутреннего оборудования, например:
- невозможность добиться стабильной остаточной запыленности из-за сильной зависимости от дисперсного состава золы, удельного электрического сопротивления, которое в свою очередь зависит от температуры и влажности дымовых газов и конкретного типа сжигаемых углей. Электрофильтры низкоэффективные при улавливании высокоомных пылей.
- высокие требования к качеству поставляемого оборудования и квалификации монтажной организации, например допустимое отклонение разрядного расстояния составляет всего 5мм (требование действует по всей плоскости электродов, размеры которых по длине составляют 2,5-4м, а по высоте от 6 до 15м).
- высокие требования к техническому уровню эксплуатационного персонала. Постоянный контроль за юстировкой электродной системы, состоянием опорных изоляторов, механизмов встряхивания и т.п.
- установленный ресурс до капитального ремонта составляет порядка 7 лет, при этом, как правило, максимальной эффективности работы электрофильтра можно добиться только при полной замене внутреннего механического оборудования и точной юстировке электродной системы.
Электрофильтры были довольно распространены ранее, однако сегодня, в результате появления большого количества высокотехнологичных тканей, применяемых для изготовления фильтровальных рукавов, во многих технологических сегментах применяют рукавные фильтры, как более эффективные и надежные установки.
Как следствие, появилось много запросов на реконструкцию и переделку старых электрофильтров именно в рукавные фильтры – для повышения качества и эффективности очистки пылегазовых смесей.
Примеры таких замен электрофильтров в рукавные фильтры:
- «Реконструкция вертикального электрофильтра «Лурги» на ЗАО «Магистраль» (г. Санкт-Петербург) за сушильным барабаном и шаровой мельницей помола минерального порошка для асфальтобетонного завода.
- ЗАО «Пикалевскийцемент» («Евроцементгрупп») все электрофильтры за цементными мельницами переоборудованы в рукавные фильтры. Фильтры позволили снизить выбросы готовой продукции в атмосферу и повысить производительность мельниц.
- На цементном заводе «Коммунар» (ЗАО «Волгацемент» г. Вольск) в корпусе электрофильтра был установлен рукавный фильтр, позволивший включить две мельницы на один фильтр, в то время как ранее за каждой мельницей стоял индивидуальный электрофильтр.
- Алексеевский цементный завод. Проведена замена злектрофильтров УГ и циклонов за холодильниками вращающихся печей № 5-8 и электрофильтров сушильных барабанов №6,7 на рукавные фильтры с импульсной продувкой.
- «Северсталь» электросталеплавильный цех. реконструкция трех крупногабаритных электрофильтров с преобразованием их в рукавные фильтры с импульсной регенерацией (общей производительностью 2 млн м3/час).
- «Северсталь». Реконструкция газоочистки вращающейся печи №7 обжига доломита (вместо электрофильтра УГ рукавный фильтр с импульсной регенерацией).
- ООО «Производственная компания «Кузнецкий цементный завод». Реконструкция старых электрофильтров: переделка их в рукавные фильтры с использованием корпусов электрофильтров.
- ОАО Новотроицкий цементный завод. Проведена замена электрофильтров двух сушильных барабанов на рукавные фильтры.
- Сухоложский завод металлофлюсов. Реконструкция электрофильтра ДВП на рукавный фильтр.
- ОАО «Чусовской металлургический завод». Реконструкция электрофильтра ЭГА в рукавный фильтр. Реконструкция электрофильтра ЭГА в рукавный фильтр, аспирация хвостовой части агломашины.
- Группа МАГНЕЗИТ. На участке №2 департамента по производству порошков реконструкция пылегазоулавливающей установки (ПГУУ) за вращающейся печью №2 с заменой электрофильтра на более эффективный рукавный фильтр. Мероприятия проводятся в рамках инвестиционного по улучшению экологической ситуации.
- Запорожский абразивный комбинат. Реконструкция газоочистки с переоборудованием электрофильтра в рукавный фильтр.
- Кременчугский автомобильный завод АвтоКРАЗ. Реконструкция газоочистки: электрофильтр УГ в рукавный фильтр.
- Реконструкция аглофабрики ММК им. Ильича. В течение трех лет были капитально отремонтированы 8 из 12 агломашин. На агрегатах зоны охлаждения аглокорпуса №1 работают электрофильтры французского производства. Рукавные фильтры запущены на трех агломашинах, но уже до конца 2020 года все 12 агломашин подключат к новым системам очистки.
- Хайдельберг Цемент Украина, Кривой Рог. Реконструкция системы обеспыливания печных газов (строительство колонки охлаждения и замена электрофильтра на рукавный фильтр).
- Хайдельберг Цемент Украина, Кривой Рог. Замена фильтра сушильного барабана №5,6 (электрофильтр на рукавный).
- Хайдельберг Цемент Украина, Кривой Рог. Замена электрофильтра на рукавный фильтр на сушильном барабане №2 (Отделение «Сушка материалов»).
- Хайдельберг Цемент Украина. Новоамвросиевское производство. Донцемент. Замена фильтра печи №7 (электрофильтр на рукавный).
- Хайдельберг Цемент Украина Новоамвросиевское производство. Донцемент. Замена фильтра печи №8 (электрофильтр на рукавный).
- Хайдельберг Цемент Украина. Днепродзержинское производство. Замена фильтров сушильных барабанов (электрофильтры на рукавные).
- ОАО «Полтавский ГОК». Реконструкция электрофильтров мельничного тракта в рукавные фильтры.
- МК Азовсталь. Реконструкция электрофильтра доменной печи №4 в рукавный фильтр.
- ДМК им.Дзержинского. Реконструкция электрофильтров вращающихся печей №№1, 2 огнеупорно-известкового цеха с целью снижения выбросов пыли в атмосферу до 20 мг/м3.
- АрселорМиттал Кривой Рог. Реконструкция установки очистки газа от вращающейся печи №2 огнеупорно-известкового цеха с заменой электрофильтра на рукавный фильтр.
Наше субъективное мнение: учитывая уровень современных технологий в пылегазоочистке, в диапазоне производительностей 0- 500 000 м3/час и диапазоне температур до 260 °С рукавные фильтры значительно эффективнее, дешевле, удобнее в эксплуатации и надежнее, чем электрофильтры.