電站燃煤鍋爐超低排放及節(jié)能技術(shù)路線探討

甘　露　王濟(jì)平

（中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司重慶401122）

電站燃煤鍋爐超低排放及節(jié)能技術(shù)路線探討

甘露王濟(jì)平

（中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司重慶401122）

對(duì)超低排放的政策標(biāo)準(zhǔn)及主流技術(shù)進(jìn)行了介紹。結(jié)合目前已實(shí)現(xiàn)超低排放的電站鍋爐采用的技術(shù)方案，對(duì)我國電站鍋爐超低排放技術(shù)路線進(jìn)行了劃分、介紹與分析，指出了超低排放技術(shù)路線的發(fā)展趨勢(shì)。

電站鍋爐；超低排放；技術(shù)路線；環(huán)保

1　背景

以煤為主的能源結(jié)構(gòu)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(jìn)的污染物治理技術(shù)控制燃煤機(jī)組的污染物排放總量，并執(zhí)行更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。在2014年9月印發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014～2020年）》中，要求燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到或接近燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，即在基準(zhǔn)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(fā)的《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》里，要求東部、中部和西部地區(qū)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(shù)出發(fā)，結(jié)合目前已實(shí)現(xiàn)超低排放的電站鍋爐采用的技術(shù)方案，對(duì)我國超低排放技術(shù)路線及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了介紹與分析。

2　煙氣污染物治理技術(shù)

2.1NOX脫除技術(shù)

目前，用于控制NOX排放的主要途徑有低氮燃燒技術(shù)（LNB）和煙氣脫硝技術(shù)。因低氮燃燒技術(shù)能夠有效降低爐膛出口煙氣的NOX濃度，節(jié)省SCR脫硝技術(shù)的投資、運(yùn)行費(fèi)用，因此普遍采用LNB結(jié)合選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術(shù)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(tǒng)優(yōu)化、低氮燃燒改造及增加SCR催化劑。

2.2SO2脫除技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)SO2的超低排放，國內(nèi)各大環(huán)保企業(yè)在原有脫硫技術(shù)基礎(chǔ)之上相繼提出了各自的高效脫硫技術(shù)，主要包括沸騰式泡沫脫硫除塵一體化技術(shù)(YD-BFI)、單塔一體化脫硫除塵深度凈化技術(shù)(SPC-3D)、高效脫硫除塵托盤塔技術(shù)等。截至目前，各項(xiàng)技術(shù)均已取得一定數(shù)量的工程應(yīng)用業(yè)績(jī)。對(duì)于燃用高硫煤（St,ar＞3%）的鍋爐，遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保的單塔雙循環(huán)技術(shù)也已取得了應(yīng)用業(yè)績(jī)。綜上，我國現(xiàn)有脫硫技術(shù)已然能夠滿足SO2的超低排放需求，各新建或改造項(xiàng)目可通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比，選取合適的脫硫技術(shù)方案。

2.3煙塵脫除技術(shù)

煙塵的脫除主要有干式除塵、濕法脫硫協(xié)同除塵和濕式電除塵(WESP)。目前，電廠大多采用多個(gè)除塵技術(shù)協(xié)同除塵。在濕法脫硫系統(tǒng)中，脫硫塔在實(shí)現(xiàn)高效脫硫的同時(shí)，憑借漿液對(duì)煙塵的慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散等作用實(shí)現(xiàn)對(duì)煙塵的捕集。在前述高效脫硫技術(shù)中，沸騰式泡沫脫硫除塵一體化技術(shù)(YD-BFI)等正是國內(nèi)環(huán)保企業(yè)出于提升脫硫塔協(xié)同除塵能力的考慮研發(fā)出來的自主技術(shù)。使用YD-BFI脫硫除塵技術(shù)的南京金陵電廠為國內(nèi)首臺(tái)在不采用濕式電除塵技術(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)煙塵超低排放的百萬機(jī)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(nèi)。為了滿足國內(nèi)燃煤機(jī)組煙塵的超低排放需求，遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保、西安熱工研究院等企業(yè)也都相繼研發(fā)或引進(jìn)了各自的濕式電除塵技術(shù)，并均已取得工程應(yīng)用業(yè)績(jī)。

3　超低排放技術(shù)路線

結(jié)合國內(nèi)已完成超低排放改造的燃煤機(jī)組所采用的技術(shù)方案及改造后的污染物排放水平。不難看出，能夠?qū)崿F(xiàn)燃煤機(jī)組大氣污染物超低排放的技術(shù)方案或技術(shù)組合形式眾多，可選擇性較大。鑒于煙塵的超低排放較難實(shí)現(xiàn)，目前，電力行業(yè)普遍將煙塵的脫除方式視為各超低排放技術(shù)路線的主要?jiǎng)澐忠罁?jù)。

3.1濕式電除塵技術(shù)路線：

低氮燃燒+SCR+高效干式除塵+高效脫硫+WESP。本技術(shù)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(shù)和WESP。由于在脫硫后端設(shè)置有濕式電除塵，因此本技術(shù)路線對(duì)脫硫塔的協(xié)同除塵性能要求較低。主要運(yùn)行業(yè)績(jī)包括：浙能嘉華電廠2×1000MW機(jī)組，神華國華惠州電廠300MW機(jī)組等。

3.2污染物協(xié)同脫除技術(shù)路線

低氮燃燒+SCR+高效干式除塵+高效脫硫協(xié)同除塵。本技術(shù)路線的關(guān)鍵在于高效干式除塵技術(shù)的應(yīng)用及其與濕法脫硫技術(shù)對(duì)煙塵的協(xié)同脫除，難點(diǎn)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(xié)同除塵能力實(shí)現(xiàn)煙塵的超低排放。因此，高效脫硫協(xié)同除塵一體化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用是本路線成功的關(guān)鍵所在。主要運(yùn)行業(yè)績(jī)包括：華能金陵電廠2×1030MW機(jī)組，華能長(zhǎng)興電廠2×660MW機(jī)組，國家電投平頂山分公司1030MW機(jī)組等。

超低排放改造初期，由于技術(shù)相對(duì)單一，主要采用的是濕式電除塵技術(shù)路線。但由于新增濕式電除塵系統(tǒng)會(huì)造成投資、運(yùn)行成本的大幅增加，因此隨著國內(nèi)高效脫硫協(xié)同除塵一體化技術(shù)的日趨成熟，自2014年底起，污染物協(xié)同脫除技術(shù)路線逐漸成為超低排放改造的主流技術(shù)路線。截至目前，超低排放技術(shù)已相對(duì)成熟，宏觀層面已從是否能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放轉(zhuǎn)向如何高效經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)超低排放。

4　結(jié)語

分別介紹了現(xiàn)有NOX、SO2和煙塵的超低排放技術(shù)。結(jié)合目前已實(shí)現(xiàn)超低排放的煤粉鍋爐采用的技術(shù)方案，對(duì)我國電站鍋爐超低排放技術(shù)路線進(jìn)行了劃分、介紹與分析，給出了超低排放技術(shù)路線的發(fā)展趨勢(shì)。

[1]國家發(fā)展改革委數(shù)據(jù)庫.煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）（發(fā)改能源[2014]2093號(hào)）[EB/OL].http://bgt.ndrc. gov.cn/zcfb/201409/t20140919_626242.html,2014-09-12.

[2]國家環(huán)保部數(shù)據(jù)庫.關(guān)于印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》的通知（環(huán)發(fā)[2015]164號(hào)）[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(quán).新型M-PM低氮燃燒器在700MW機(jī)組的改造效果[J].中國電力,2015(4):77-81.

國家支撐計(jì)劃項(xiàng)目“燃煤電廠煙氣多污染物協(xié)同脫除關(guān)鍵技術(shù)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(shù)及節(jié)能技術(shù)的研究。