燃煤熱電企業(yè)環(huán)保升級改造技術

韋啟康

（廣西方元電力服務有限公司來賓電廠 廣西來賓 546138）

燃煤熱電企業(yè)環(huán)保升級改造技術

韋啟康

（廣西方元電力服務有限公司來賓電廠 廣西來賓 546138）

本文介紹了燃煤電廠環(huán)境保護政策的國家，以及國內燃煤電廠環(huán)境改造技術，通過對各種環(huán)境改造技術的比較和分析，燃煤電廠環(huán)境升級優(yōu)先使用新技術，并提出了火電廠環(huán)境升級措施。

熱電廠；環(huán)保改造；技術路線；火電企業(yè)

1 引言

2011中國修訂了《大氣污染防治法”和“火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011），并根據重點領域和關鍵領域提供了更為嚴格的二氧化硫、氮氧化物和煙塵排放濃度限值，標準已于2014年7月1日正式實施。目前，火電廠，原來的除塵，脫硫設施很多已經無法滿足新的排放標準的要求，所以我們必須改造原有的環(huán)保設施。

2 國家對燃煤電廠的環(huán)保政策和要求（略）

3 國內燃煤電廠煙氣排放技術

（1）國務院“節(jié)能在第十二個五年計劃”的要求，積極推進電力行業(yè)脫硫脫硝和大氣細顆粒污染物減排（可入肺顆粒物）治理；加大工業(yè)煙粉塵污染防治力度，火電、鋼鐵、水泥等高排放行業(yè)和煤炭燃燒工業(yè)鍋爐，除塵改造的實施，2015火電行業(yè)的規(guī)劃要求，二氧化硫和氮氧化物的排放量是8億t和7億5000萬t的排放量，比2010減少16%和29%。

（2）國務院的“大氣污染防治十措施”的要求，重點行業(yè)加快脫硫脫硝除塵改造，大力推進清潔生產，重點行業(yè)的主要空氣污染物的排放強度2017年底下降30%以上。

（3）“火電廠大氣污染物排放標準，環(huán)境保護部”（GB13223-2011）已于2014年7月1日實施，重點區(qū)域實施特別排放限值。

（4）國家發(fā)展和改革委員會、環(huán)境保護部、煤的節(jié)能減排行動的升級和改造方案滿足國家能源局（2014-2020）的要求，新的燃煤發(fā)電機組（包括在建項目和已納入國家電力建設規(guī)劃單位）應先進的同步建設高效脫硫、脫硝和除塵設施應設置煙氣旁路通道。在東部11省市新的燃煤發(fā)電機組大氣污染物濃度排放達到燃氣輪機排放限值（即基準氧含量6%的條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度均低于10mg/m3，35mg/m3，50mg/m3）。新單位的中心區(qū)的原則上接近或達到燃氣輪機設置排放限值，西部地區(qū)鼓勵新單位接近或達到燃氣輪機排放限。支持同步空氣污染物減排，減少三，二氧化硫和砷等污染物的排放。

3.1 污染物排放控制技術

3.1.1 低溫靜電除塵

在靜電除塵器布置為加熱裝置時，煙氣溫度降低到接近或低于酸露點溫度，減少飛灰比電阻和減少氣量，能有效防止靜電除塵器的反電暈，提高除塵效率，除塵效率最高可達99.9%。

3.1.2 布袋除塵

含塵煙氣通過過濾袋和灰塵附著在袋表面，當煙霧和灰塵在袋表面粘附一定程度上，清洗系統(tǒng)和抖掉附著的灰沉積在過濾袋的表面，灰塵落入儲料斗，以達到過濾煙霧的目的。煙塵排放可穩(wěn)定20mg/Nm3下長時間的濃度，而不是由灰分含量和成分含量的影響。

3.1.3 電袋除塵

綜合靜電除塵器和布袋除塵器的優(yōu)點，在使用靜電除塵器除塵前80%、90%、后袋除塵器的使用。除塵器的排放濃度可穩(wěn)定在20mg/m3很長一段時間，而不是由灰分含量和組成的影響。

3.1.4 旋轉電極除塵

靜電除塵器的最后一個階段的陽極板分為多個矩形板，鏈是用來連接和旋轉和移動，使用旋轉刷連續(xù)去除陽極板粉塵，可以消除二次粉塵和防止反電暈現象，提高除塵效率。煙塵排放濃度可穩(wěn)定在30mg/Nm3以下。

3.1.5 濕式靜電除塵

塵埃粒子通過電場力的作用吸附到除塵器上，并將平板上的灰塵沖進料斗中，通過噴霧。同時，要在水中噴煙，可以捕捉到微小的灰塵和塵埃，可以降低電阻率，有利于板塊移動。該裝置通常位于后端的脫硫系統(tǒng)，除塵效率達到70～80%，能有效去除可入肺顆粒物微粒和石高微液滴。

3.1.6 雙循環(huán)脫硫

與常規(guī)單周脫硫的原理基本上是相同的，不同的是吸收塔循環(huán)漿液分為2個獨立反應池，形成2個循環(huán)，每個循環(huán)運行在不同的pH值，在理想條件下脫硫反應。可采用單塔雙循環(huán)或雙塔雙循環(huán)，雙循環(huán)脫硫效率高達98.5%。

3.1.7 低氮燃燒

采用先進的低氮燃燒技術，能顯著降低氮氧化物的濃度。在爐膛出口氮氧化物濃度可控制在200mg/Nm3。

3.2 國內燃煤電廠煙氣排放普遍采用的技術

國內燃煤電廠通常采用可控硅脫硝技術，脫硝效率為80%和85%。目前，國內大型燃煤機組低氮燃燒技術，鍋爐出口NOx排放濃度小于200mg/m3，與脫氮效率80%，可以保證煙氣NOx排放濃度低于50mg/m3。國產燃煤電廠除塵低溫電除塵脫硫塔的濕式除塵法，低溫電除塵效率大于或等于99.85%濕式電除塵效率大于或等于70%。在使用低溫（或移動電極電除塵器技術）的情況下，對于大多數國內動力煤，在15mg/Nm3控制電除塵器出口粉塵濃度；通過與濕式靜電除塵器70%，確保煙氣粉塵排放濃度小于5mg/m3。在國內燃煤電廠，石灰石-石膏濕法脫硫法脫硫效率通常為98～98.5%。目前，脫硫廠家進行技術升級，通常采用的主要是提高噴層，增加了氣液比、更新噴嘴型、提高噴涂的均勻性和覆蓋率；從目前的形勢看，脫硫效率可以達到98.5%是可行的，確保煙氣中SOx排放濃度低于35mg/m3。

3.3 國內燃煤發(fā)電廠煙氣超低排放技術

多種污染物協(xié)同脫除系統(tǒng)集成技術將從煙氣脫硝技術去除、低溫電除塵技術（不含漏管式水介質加熱器和溫度EP）、煙氣脫硫技術、濕式靜電除塵器技術通過管道優(yōu)化和有機整合的優(yōu)化布置，廣泛應用于各種燃煤發(fā)電廠。其煙氣排放流程布置見圖1。

圖1 煙氣排放流程布置

4 火電企業(yè)核算結果及主要指標空間分布

4.1 火電企業(yè)分布

我國火電企業(yè)在地級市的分布主要集中于沿海省份、西南地區(qū)和中部地區(qū)，其中重慶、淄博、杭州、鄭州、濟寧、無錫、濱州、榆林和泰安市的火電企業(yè)相對較多。

4.2 機組容量分布

2007年從單位容量的火電企業(yè)分布可以看出，企業(yè)的高產能主要集中在經濟在城市的東部比較發(fā)達，包括超臨界600MW及以上燃煤機組在蘇州，寧波，淮安，張家口，太原市，包頭和上海比較，降低了企業(yè)的單位的能力，更多的是集中在經濟在城市的東北部和西部比較發(fā)達，其中6MW及以下燃煤機組在運城、佳木斯、承德巴音郭楞，焦點，肇慶，如表1。

表1 火電企業(yè)不同容量機組分布前10位的地級城市

4.3 能源利用分布

各單位在所有火電企業(yè)約91.52%使用煤作為燃料發(fā)電和5.03%的單位使用天然氣，焦爐煤氣和其他氣體燃料，2.94%的單位使用燃料油和其他石油燃料，其余0.48%的單位與各種生物質燃料發(fā)電。中國的火電企業(yè)，煤炭作為主要能源，特別是在東部和中部城市，西安，保定，淄博，上海，寧波和蘇州地區(qū)的煤炭使用量比較大；使用天然氣作為主要燃料的企業(yè)主要集中在中國北方和中國西北。

4.4 二氧化碳排放分布

我國火電企業(yè)由于燃料燃燒產生的二氧化碳約占二氧化碳排放總量的99.99%。而電廠脫硫產生的二氧化碳微乎其微，幾乎可以忽略不計。因此，火電企業(yè)排放的二氧化碳主要集中于華北地區(qū)和沿海地區(qū)，其中上海，蘇州，寧波，唐山和濟寧的火電企業(yè)排放二氧化碳相對較多。

4.5 單位發(fā)電量的二氧化碳排放量

單位發(fā)電量的二氧化碳排放量是火電企業(yè)結構的重要指標，可用來解釋火電廠各機組的節(jié)能效果。由于二氧化碳的排放量直接關系到火電機組的能耗，每一個發(fā)電單位的二氧化碳排放量基本上是相同的發(fā)電單位的能源消耗。所有火電機組的二氧化碳排放量和單位容量均為分散，如圖2所示，單位發(fā)電量的二氧化碳排放量和火電機組容量顯著負相關關系，消防能力較高，較低的二氧化碳排放量每單位產生的電力，火電機組的能力較低，每單位發(fā)電的二氧化碳排放量較高。因此，在我們國家在未來一段時間內電力仍然是煤炭作為主要能源，消除小容量單位。“大一代小”是提高能源效率，減少二氧化碳排放的有效手段。

圖2 單位發(fā)電量的二氧化碳排放量與火電機組容量的關系

5 二氧化碳排放控制建議

5.1 加強電力規(guī)劃，積極推進電力結構調整

在生態(tài)保護和水電和核電有序發(fā)展的基礎上，大力發(fā)展可再生能源，主要是風能；建設大，高效，環(huán)境友好的火電機組，通過加強操作規(guī)范和市場競爭，促進小火電關閉。

5.2 加大火電企業(yè)常規(guī)污染物減排的規(guī)定，提脫硫設施的效率

近年來，中國的火電企業(yè)脫硫設施建設，雖然它已經發(fā)展非常快，但由于脫硫設施的設計，施工，質量不高，中國的火電企業(yè)脫硫設施的運作效率比較低，不能滿足相應的要求。

6 結束語

目前，節(jié)能減排的火電企業(yè)只考慮數據的關鍵企業(yè)，但也依賴于企業(yè)的申報，所以統(tǒng)計信息的及時性和準確性不高。應引導企業(yè)建立二氧化碳排放監(jiān)測系統(tǒng)，并敦促企業(yè)，以促進節(jié)能技術，清潔生產和其他方式的生產，有效地減少二氧化碳排放量。

[1]國務院對燃煤電廠的環(huán)保政策和要求.

[2]中國電力企業(yè)聯(lián)合會．2007年電力工業(yè)統(tǒng)計數據.

[3]全國污染源普查.

[4]胡秀蓮．中國電力生產及環(huán)境問題[J]．中國能源，2005（11）.

X773

A

1004-7344（2016）12-0057-02

2016-4-10

韋啟康（1982-），男，助理工程師，本科，主要從事火電廠環(huán)保工作。