電站燃煤鍋爐超低排放及節能技術路線探討

甘　露　王濟平

（中電投遠達環保工程有限公司重慶401122）

電站燃煤鍋爐超低排放及節能技術路線探討

甘露王濟平

（中電投遠達環保工程有限公司重慶401122）

對超低排放的政策標準及主流技術進行了介紹。結合目前已實現超低排放的電站鍋爐采用的技術方案，對我國電站鍋爐超低排放技術路線進行了劃分、介紹與分析，指出了超低排放技術路線的發展趨勢。

電站鍋爐；超低排放；技術路線；環保

1　背景

以煤為主的能源結構并且通過直接燃燒的方式加以利用是造成我國大氣污染的主要原因之一。因此，必須引入先進的污染物治理技術控制燃煤機組的污染物排放總量，并執行更為嚴格的排放標準。在2014年9月印發的《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014～2020年）》中，要求燃煤發電機組大氣污染物排放濃度基本達到或接近燃氣輪機組排放限值，即在基準氧含量6%條件下，NOX、SO2、煙塵排放濃度分別不高于50 mg/Nm3、35 mg/Nm3、10mg/Nm3[1]。在2015年12月印發的《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》里，要求東部、中部和西部地區分別在2017年，2018年和2020年前基本完成超低排放改造[2～3]。

本文從NOX、SO2和煙塵的超低排放技術出發，結合目前已實現超低排放的電站鍋爐采用的技術方案，對我國超低排放技術路線及發展趨勢進行了介紹與分析。

2　煙氣污染物治理技術

2.1NOX脫除技術

目前，用于控制NOX排放的主要途徑有低氮燃燒技術（LNB）和煙氣脫硝技術。因低氮燃燒技術能夠有效降低爐膛出口煙氣的NOX濃度，節省SCR脫硝技術的投資、運行費用，因此普遍采用LNB結合選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術的方式來控制NOX的排放。就目前已完成超低排放改造的燃煤電廠而言，脫硝改造方案基本類似，多為系統優化、低氮燃燒改造及增加SCR催化劑。

2.2SO2脫除技術

為了實現SO2的超低排放，國內各大環保企業在原有脫硫技術基礎之上相繼提出了各自的高效脫硫技術，主要包括沸騰式泡沫脫硫除塵一體化技術(YD-BFI)、單塔一體化脫硫除塵深度凈化技術(SPC-3D)、高效脫硫除塵托盤塔技術等。截至目前，各項技術均已取得一定數量的工程應用業績。對于燃用高硫煤（St,ar＞3%）的鍋爐，遠達環保的單塔雙循環技術也已取得了應用業績。綜上，我國現有脫硫技術已然能夠滿足SO2的超低排放需求，各新建或改造項目可通過技術經濟對比，選取合適的脫硫技術方案。

2.3煙塵脫除技術

煙塵的脫除主要有干式除塵、濕法脫硫協同除塵和濕式電除塵(WESP)。目前，電廠大多采用多個除塵技術協同除塵。在濕法脫硫系統中，脫硫塔在實現高效脫硫的同時，憑借漿液對煙塵的慣性碰撞、攔截、擴散等作用實現對煙塵的捕集。在前述高效脫硫技術中，沸騰式泡沫脫硫除塵一體化技術(YD-BFI)等正是國內環保企業出于提升脫硫塔協同除塵能力的考慮研發出來的自主技術。使用YD-BFI脫硫除塵技術的南京金陵電廠為國內首臺在不采用濕式電除塵技術的情況下實現煙塵超低排放的百萬機組。WESP用于國外燃煤電廠煙塵的治理由來已久，排放濃度普遍控制在5mg/Nm3以內。為了滿足國內燃煤機組煙塵的超低排放需求，遠達環保、西安熱工研究院等企業也都相繼研發或引進了各自的濕式電除塵技術，并均已取得工程應用業績。

3　超低排放技術路線

結合國內已完成超低排放改造的燃煤機組所采用的技術方案及改造后的污染物排放水平。不難看出，能夠實現燃煤機組大氣污染物超低排放的技術方案或技術組合形式眾多，可選擇性較大。鑒于煙塵的超低排放較難實現，目前，電力行業普遍將煙塵的脫除方式視為各超低排放技術路線的主要劃分依據。

3.1濕式電除塵技術路線：

低氮燃燒+SCR+高效干式除塵+高效脫硫+WESP。本技術路線中，煙塵的脫除主要依靠低溫電除塵、電袋除塵等高效干式除塵技術和WESP。由于在脫硫后端設置有濕式電除塵，因此本技術路線對脫硫塔的協同除塵性能要求較低。主要運行業績包括：浙能嘉華電廠2×1000MW機組，神華國華惠州電廠300MW機組等。

3.2污染物協同脫除技術路線

低氮燃燒+SCR+高效干式除塵+高效脫硫協同除塵。本技術路線的關鍵在于高效干式除塵技術的應用及其與濕法脫硫技術對煙塵的協同脫除，難點在于在不采用濕式電除塵的前提條件下，憑借濕法脫硫裝置的協同除塵能力實現煙塵的超低排放。因此，高效脫硫協同除塵一體化技術的研發與應用是本路線成功的關鍵所在。主要運行業績包括：華能金陵電廠2×1030MW機組，華能長興電廠2×660MW機組，國家電投平頂山分公司1030MW機組等。

超低排放改造初期，由于技術相對單一，主要采用的是濕式電除塵技術路線。但由于新增濕式電除塵系統會造成投資、運行成本的大幅增加，因此隨著國內高效脫硫協同除塵一體化技術的日趨成熟，自2014年底起，污染物協同脫除技術路線逐漸成為超低排放改造的主流技術路線。截至目前，超低排放技術已相對成熟，宏觀層面已從是否能夠實現超低排放轉向如何高效經濟的實現超低排放。

4　結語

分別介紹了現有NOX、SO2和煙塵的超低排放技術。結合目前已實現超低排放的煤粉鍋爐采用的技術方案，對我國電站鍋爐超低排放技術路線進行了劃分、介紹與分析，給出了超低排放技術路線的發展趨勢。

[1]國家發展改革委數據庫.煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）（發改能源[2014]2093號）[EB/OL].http://bgt.ndrc. gov.cn/zcfb/201409/t20140919_626242.html,2014-09-12.

[2]國家環保部數據庫.關于印發《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》的通知（環發[2015]164號）[EB/OL].http://www. zhb.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201512/t20151215_319170.htm_sm_au_= iVVR2PCFSksVLj6H,2015,12,11.

[3]袁力,張殿平,余偉權.新型M-PM低氮燃燒器在700MW機組的改造效果[J].中國電力,2015(4):77-81.

國家支撐計劃項目“燃煤電廠煙氣多污染物協同脫除關鍵技術研究與示范”2013BAC13B02。

甘露（1987—），男，博士研究生，重慶彭水人，主要從事于燃煤電廠煙氣治理技術及節能技術的研究。