火電廠煙塵、二氧化硫、氮氧化物達標排放分析及應對

張曉東

摘 要：依據國家相關標準，火電廠煙塵、二氧化硫、氮氧化物必須達標排放，本文對西北某電廠的電除塵、脫硫設備、脫銷設備在建設過程中的設計選型、設備改造等方面的情況進行了說明，提出了改造方案，經過機組的運行，證明改造方案是可行的，為高海拔地區(qū)的火電機組建設提供了經驗。

關鍵詞：火電廠；煙塵；二氧化硫；氮氧化物；達標排放

中圖分類號：X322.012 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0136-01

西北某火電廠2×660MW超超臨界機組工程為新建工程，廠址位于青海省，是世界上上海拔最高的火電機組，同步建設FGD脫硫及SCR脫硝設施，主要大氣污染物排放指標，煙塵、二氧化硫、氮氧化物實現了達標排放，指標優(yōu)于現行國家標準。

1 工程概況

靜電除塵器：采用了福建龍凈環(huán)保股份有限公司生產的電除塵設備，設備型式為雙室五電廠靜電除塵器。

脫硫：采用了中電投遠達環(huán)保工程有限公司的脫硫設備，脫硫系統為石灰石-石膏濕法脫硫，由遠達公司EPC總承包。

脫硝：采用了上海電氣集團股份有限責任公司的脫硝設備，采用選擇性催化還原脫硝（SCR）工藝。

2 事件經過

在2012年12月份初步設計階段，依據國家相關標準，確定了大氣污染物排放標準，并進行了設備招標，但是在2013年10月份，青海省環(huán)保廳發(fā)函，要求提高大氣污染物排放標準，這樣我們招標的電除塵、脫硫設備不符合環(huán)保標準的要求，需要重新確定技術方案。具體事件經過如下：

2.1 初步設計階段

在初步設計階段，依據國家標準GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》附表1火力發(fā)電鍋爐及燃氣輪機組大氣污染物排放濃度限值的要求，確定了本項目的排放標準，即煙塵≤30mg/m3；二氧化硫≤100mg/m3。

2.2 設備招標階段的排放標準情況

（1）靜電除塵器：除塵器的效率為99.85%，除塵器出口濃度為：48mg/Nm3（設計煤），按照濕法脫硫系統有50%的除塵效率，煙囪出口的煙塵排放濃度為：24mg/Nm3（設計煤），滿足煙塵濃度排放≤30mg/Nm3的要求。

（2）脫硫設備：脫硫效率為：97.3%，出口濃度應為：97.12 mg/NM3，滿足SO2濃度排放≤100mg/Nm3的要求。

2.3 大氣污染物排放標準提高的起因

在2013年10月25日，青海省環(huán)保廳發(fā)函明確要求本火電項目廢氣排放須按GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》附表2中大氣污染物特別排放限值標準進行設計、建設。

3 處理方案

3.1 靜電除塵器提效方案

（1）采用全電場高頻電源并采用小分區(qū)供電方案，改為電除塵器出口煙塵濃度≤35.2mg/Nm3保證效率：≥99.89%（設計/校核煤質1/校核煤質2）。

（2）方案說明：將技術協議簽訂的供電方式即原一、二電場8臺2.0A/72kV高頻電源，三、四、五電場12臺工頻電源供電改為第一電場采用8臺1.0A/72kV高頻電源小分區(qū)供電，第二、三、四、五電場32臺1.2A/72kV高頻電源小分區(qū)供電。

3.2 脫硫系統提效方案

即FGD出口SO2濃度由降低至50mg/Nm3。BMCR工況時不小于98.61%。脫硫塔噴淋層由原來的4層增加至5層，原吸收塔直徑為19.6m，脫硫提效設計將塔徑改為20m。吸收塔總高度由41.4米提高至44.6米，降低煙氣流速。

3.3 脫硝系統提效方案

（1）性能要求：脫硝效率不小于85%，脫硝裝置在附加層催化劑投運前，脫硝裝置出口煙氣中NOx含量不大于45mg/Nm3（標態(tài)，干基，O2=6%，以NO2計）。

（2）主要變化：對SCR區(qū)部分維持2+1層不變，通過增加脫硝催化劑用量來保證脫硝效率提升。氨區(qū)部分，由于氨耗量提高，液氨蒸發(fā)槽氣化量增加為450kg/h/臺，共設兩臺，一用一備。

4 高海拔對于除塵器、脫硫、脫硝系統的影響

相對于平原地區(qū)，高海拔地區(qū)對除塵器、脫硫、脫硝的影響主要表現在需要處理的煙氣量應進行修正，若使用與平原地區(qū)的相同型號，將會導致設備達不到額定輸出功率。對煙氣量應進行了修正，修正系數為37%左右。

5 機組運行結果

在168小時試運滿負荷期間兩臺機組的大氣污染物排放濃度：FGD入口煙塵29mg/Nm3（技術協議35.2mg/Nm3），FGD出口煙塵13mg/Nm3（國家標準20mg/Nm3），二氧化硫10mg/Nm3（國家標準50mg/Nm3），氮氧化物45mg/Nm3（國家標準100mg/Nm3）范圍內，指標均優(yōu)于國家規(guī)定的排放標準。

6 結語

（1）高原地區(qū)氣壓降低，等溫氣體體積將發(fā)生膨脹，雖然請西安熱工院進行了專題試驗研究，并根據設計規(guī)范對于煙氣量進行了修正，但由于只是理論研究，無成熟經驗可以借鑒，對于煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放指標是否能夠達到設計值，當時還有一定擔心，但經過本臺機組的投運，證明當初的煙氣放大系數是可行的，為以后高海拔地區(qū)的火電廠建設積累了經驗。

（2）經過實踐證明：靜電除塵器采用全電場高頻電源并采用小分區(qū)供電方案是可行的；煙氣脫硫系統，采用托盤技術、增加脫硫塔噴淋層數、降低煙氣流速是可以降低二氧化硫排放濃度的；脫硝系統通過增加脫硝催化劑用量是能夠保證脫硝效率的提升。

本項目由于在基建階段進行了環(huán)保標準的提效，脫硝系統滿足新的要求，又由于預留了濕式除塵器位置，為以后改造降低煙塵、二氧化硫的排放濃度提供了方便條件，減少了投資。