電廠煙氣超低排放改造項目的內(nèi)容探討

任紅梅　曹瓊　任開才

摘 要：我國大片區(qū)域霧霾天氣頻出，環(huán)保形勢非常嚴(yán)峻，國家發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部、國家能源局聯(lián)合下發(fā)的“發(fā)改能源[2014]2093號關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》的通知”，文中明確指出鼓勵其他地區(qū)現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組實施大氣污染物排放濃度達(dá)到或接近燃?xì)廨啓C組排放限值（即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米）的環(huán)保改造[2]。另外，為了確保實現(xiàn)節(jié)能減排約束性目標(biāo)，促進(jìn)企業(yè)減少污染物排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，安徽省政府提高了煙氣污染物排污費的征收標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：電廠；燃煤機組；減排升級與改造；大氣污染物；環(huán)保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.151

1 引言

以銅陵市A電廠為例，1000MW超超臨界壓力燃煤機組3012t/h超超臨界參數(shù)，露天布置、采用固態(tài)排渣的鍋爐。鍋爐設(shè)計燃用淮南集煤。爐后尾部布置兩臺轉(zhuǎn)子直徑為Φ16370mm的三分倉容克式空氣預(yù)熱器。煙氣超低排放主要涉及到爐體后的煙風(fēng)系統(tǒng)：脫硝系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、濕法脫硫系統(tǒng)、引風(fēng)機系統(tǒng)等。

2 A電廠煙氣超低排放改造的主要項目及效果分析

2.1 脫硝系統(tǒng)改造

A電廠原脫硝系統(tǒng)SCR是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù)，利用還原劑（NH3，尿素）在金屬催化劑作用下，選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O。

針對脫硝區(qū)域的性能保證值及原脫硝裝置的條件，脫硝區(qū)域的主要改造方案如下：

對原流場進(jìn)行校核，進(jìn)行流場改造；加裝備用層催化劑；加裝備用層聲波吹灰器12套；更換原反應(yīng)器氨噴射系統(tǒng)；從長遠(yuǎn)運行角度考慮，建議對現(xiàn)有的一層催化劑進(jìn)行再生。

建議新增催化劑的材料和體積跟原脫硝系統(tǒng)保持一致，超低排放初裝單層催化劑量作為備用層催化劑添加量，可實現(xiàn)“2+1”的輪換模式，優(yōu)勢明顯。

2.2 除塵系統(tǒng)改造

以A電廠除塵系統(tǒng)改造為例，具體改造過程：

（1）對靜電除塵器進(jìn)行高效電源改造。在脫硫塔頂部布置濕式電除塵器本體。

（2）不加低溫省煤器時，濕式電除塵器設(shè)計收塵極面積22155.36 m2，比積塵面積21.67 m2/m3/s，電場風(fēng)速2.54 m/s。設(shè)備運行時采用定期間斷噴水沖洗收塵集和陰極放電線，每1～2天沖洗一次，沖洗水壓力0.3 MPa，每次沖洗時間5 min左右，每臺爐耗水量10 m3/次，排水匯總后排放到脫硫漿液地坑中，通過漿液循環(huán)泵打回到脫硫漿液循環(huán)系統(tǒng)中。

目前，國內(nèi)超低排放除塵方案主要有兩條技術(shù)路線，即以高效干式除塵技術(shù)為核心的煙氣協(xié)同控制技術(shù)路線和采用末端治理的濕式電除塵技術(shù)路線。A電廠采用的是濕式電除塵技術(shù)路線[1]。更換布袋除塵系統(tǒng)濾袋為超低濾袋、將原有除塵電源更換為高頻電源等，都是以高效干式除塵技術(shù)為核心的煙氣協(xié)同控制技術(shù)路線。所以方案對比時，要求在滿足超低排放要求下，選取的改造方案能耗低，投資少，環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益較好等。

2.3 脫硫系統(tǒng)改造

以A電廠為例， 具體改造過程：

（1）原吸收塔入口煙道上沿距最下層噴淋層僅有3.26 m的距離，利用此空間，在此處增設(shè)一層2205雙相不銹鋼材質(zhì)，3 mm厚度的合金托盤；

（2）新增一層噴淋層及一臺與之對應(yīng)的漿液循環(huán)泵，新增噴淋層布置在原頂層噴淋層上方，噴淋層間距為2 m。新增漿液循環(huán)泵流量為13000 m3/h；

（3）為防止吸收塔邊壁煙氣逃逸，每兩層噴淋層間設(shè)置塔壁聚氣環(huán)，共設(shè)置四層；

（4）將現(xiàn)有兩級屋脊式除霧器更換為三級屋脊式除霧器增加相應(yīng)的沖洗管路。

根據(jù)改造方案，脫硫改造方案采用增加合金托盤方案。目前脫硫超低排放方案，主要有單塔單循環(huán)方案、單塔雙循環(huán)方案、雙塔雙循環(huán)方案等，上述3種方案改造后，脫硫系統(tǒng)出口煙氣指標(biāo)均能滿足要求。

在選擇合適的脫硫改造方案時，應(yīng)充分考慮到改造后新增的系統(tǒng)阻力、對引風(fēng)機系統(tǒng)動力的影響以及改造后的預(yù)期效果等。

2.4 引風(fēng)機系統(tǒng)校核

脫硝、除塵以及脫硫系統(tǒng)改造后，應(yīng)對引風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行阻力校核，校核風(fēng)機風(fēng)壓和動力是否滿足改造后系統(tǒng)運行的要求，同時可考慮引增合一方案，若改造前引風(fēng)機電機運行曲線已在馬鞍形區(qū)域，在此區(qū)段運行有時會出現(xiàn)風(fēng)機的流量、壓頭和功率的大幅度脈動，引起風(fēng)機及管道出現(xiàn)“喘振”現(xiàn)象。建議改造時充分驗證引風(fēng)機是否滿足改造后的壓力和風(fēng)量要求。

3 煙氣超低排放改造后減排效果及發(fā)電主要指標(biāo)變化情況

機組超低排放改造工程完成后，NOx排放濃度不大于50 mg/m3、SO2排放濃度不大于35 mg/m3、粉塵排放濃度不大于5 mg/m3，符合國家《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》嚴(yán)控大氣污染物排放要求[2]。

4 存在的問題

發(fā)電項目煙氣超低排放跟設(shè)計煤質(zhì)有較大關(guān)系，日常發(fā)電過程中，煤質(zhì)的變化較快，煙塵、二氧化硫、氮氧化物等相關(guān)指標(biāo)也跟著相應(yīng)變化，對脫硝、除塵、脫硫以及引風(fēng)機系統(tǒng)都有一定裕量要求，所以設(shè)計煤質(zhì)應(yīng)盡量跟實際運行煤質(zhì)相近。

而發(fā)電企業(yè)要求有相應(yīng)的煤炭置換方案，建議在煙氣超低排放改造過程中，可考慮低溫省煤器的改造、考慮汽輪機通流改造、小汽機換型、回?zé)嵯到y(tǒng)改造以及發(fā)電機擴容提效改造等，從而最終降低機組熱耗率，提高機組經(jīng)濟(jì)性。

5 結(jié)論

煙氣超低排放類項目為環(huán)保改造項目，減少煙塵、二氧化硫、氮氧化物年排放量，環(huán)境效益十分明顯。工程的實施將起到改善區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量，降低區(qū)域大氣環(huán)境容量壓力的作用。跟改造前相比，廠用電率和項目供電煤耗均有所上升，即改造后A電廠廠區(qū)綜合用電量有所增加，經(jīng)濟(jì)效益為負(fù)，需進(jìn)一步結(jié)合節(jié)能改造項目，如汽輪機通流改造一起實施，達(dá)到煤炭置換平衡。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙磊，周洪光.超低排放燃煤火電機組濕式電除塵器細(xì)顆粒物脫除分析[J].中國電機工程學(xué)報，2016（02）：468-473.

[2]煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）[S].發(fā)改能源，2014，2093號.

[3]火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].GB13223-2011.

[4]綜合能耗計算通則[S].GB/T2589-2008.

[5]皖能銅陵發(fā)電有限公司5號機組超低排放改造工程節(jié)能評估報告[S].

[6]燃煤煙氣脫硝技術(shù)裝備[S].GB21509-2008.

作者簡介：任紅梅（1989-），女，安徽利辛人，本科，研究方向：節(jié)能環(huán)保。endprint