環(huán)評過程中低熱值煤電廠煙塵超低排放可行方案研究

蒙耀誼

【摘 ?要】隨著我國現(xiàn)代化建設進程的逐漸推進，電力行業(yè)所面臨的環(huán)保形勢日趨嚴峻。如何能在保證煤炭資源利用率的前提基礎(chǔ)上創(chuàng)新低熱值煤“超低排放”技術(shù)，便成為當今電力企業(yè)發(fā)展所需要著重考慮的問題?；诖耍疚膶⒅攸c探討當前階段比較普遍的低熱值煤電廠廢氣治理措施，探究環(huán)評過程中低熱值煤電廠煙塵超低排放的可行方案。

【關(guān)鍵詞】環(huán)評;低熱值煤;電廠煙塵;超低排放

引言

隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，為了解決日趨緊張的能源緊張和環(huán)境污染問題，電力企業(yè)的工作人員逐漸將發(fā)展目光投向了煤矸石、煤泥、洗中煤等低熱值煤資源上。但客觀來說，雖然我國電力企業(yè)近些年來在低熱值煤資源的利用方面取得了一定成就，但整體發(fā)展還面臨設備磨損過快、機組效率偏低以及不必要的資源損耗問題，很難真正滿足低熱值煤轉(zhuǎn)化的需求。因此，電力企業(yè)必須立足于能源高效利用以及生態(tài)環(huán)境保護等兩項基本原則，推動低熱值煤電廠煙塵超低排放，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、低熱值煤超低排放概述

結(jié)合我國目前低熱值煤的應用情況來說，煤矸石、煤泥、洗中煤等是最主要的低熱值煤燃料，主要來源于煤炭的生產(chǎn)過程。在使用低熱值煤能源的過程中，由于燃料中的灰份較高，所以電力企業(yè)往往會選擇石灰石-石膏濕法對燃料進行脫硫處理，但是從某種角度來說，該方法的應用會使粉塵產(chǎn)生量大幅度增加，所以憑借已有的技術(shù)水平還很難徹底實現(xiàn)超低排放。根據(jù)國家頒布的相應節(jié)能減排改造行動標準，相關(guān)部門專門針對低熱值煤的超低排放發(fā)布了排放限制。在中部地區(qū)，新建燃煤發(fā)電機組的大氣污染物排放濃度不能超過燃氣輪機組的排放限制，具體來說也就是在6%的基準氧含量下，燃料燃燒所產(chǎn)生的二氧化硫濃度不得高于35毫克每立方米，氮氧化物排放濃度不得高于50毫克每立方米，而對于煙塵排放濃度的限制則在10毫克每立方米。但是一般情況下，燃煤電廠所在區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量相對來說較差，所以推動低熱值煤，電廠煙塵超低排放已然刻不容緩。在制定超低排放方案的過程中，電廠方面要盡可能將煙塵的排放濃度控制在5毫克每立方米以下，以此作為超低排放的基準，而氮氧化物和二氧化硫的排放濃度則依舊按照國家標準來限制。

二、參數(shù)選擇

在制定低熱值煤超低排放的可行方案時，電廠企業(yè)的相關(guān)負責人員必須綜合考慮飛灰性質(zhì)以及鍋爐特性的重要參數(shù)，確保此類參數(shù)不存在絲毫疏漏。具體來說，在考慮鍋爐特性的過程中，應該意識到低熱值煤燃燒所使用的為循環(huán)流化床鍋爐，這類鍋爐的燃燒溫度通常不低于850攝氏度，不高于950攝氏度，并始終保持在這個區(qū)間范圍內(nèi)，其中熱力型氮氧化物的量相對較少，燃料型氮氧化物的含量較多。所謂燃料型氮氧化物指的是低熱值煤燃料中的氮在600攝氏度以上高溫的作用下被氧化所形成的氧化物。原料中本身具有的氮化物會在高溫作用下被分解原料中本身具有的氮化物會在高溫作用下被分解成氨氣等中間產(chǎn)物，在缺氧的條件下，含有氮元素的中間產(chǎn)物會經(jīng)過多次結(jié)合最終生成氮氣;而在氧氣相對比較充足的情況下，含有氮元素的中間產(chǎn)物會逐漸氧化成一氧化氮。

低熱值煤燃料中的粉煤灰成分包含二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化碳、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷等多種成分。因此在考慮飛灰的性質(zhì)時，電力企業(yè)應該對同種燃料來源的電廠數(shù)據(jù)進行類比。一般情況下，通過對飛灰性質(zhì)等參數(shù)的考慮，可以判斷電力企業(yè)是否適合靜電除塵和電袋除塵。但是低熱值煤電廠的校核收到基灰分和設計煤種收到基灰分都較高，考慮到國家所發(fā)布的《燃煤電廠除塵技術(shù)路線指導意見》以及實質(zhì)的燃料灰分較高問題，電廠方面應該切實結(jié)合實際情況設置合理的評價指標，精準分析對不同煤種的除塵難易程度，切實保障各類除塵設施的運行穩(wěn)定性。所以，電力企業(yè)可以通過對飛灰性質(zhì)的分析來選擇袋除塵工藝等除塵方式。

三、方案制定

為了切實保障低熱值煤電廠超低排放達到國家規(guī)定標準，電廠方面應該在專業(yè)的脫硫系統(tǒng)前放置電袋除塵器，基本每臺鍋爐至少要配置兩臺電袋除塵器，每個店區(qū)至少設置兩個電場，并在適當?shù)奈恢梅胖贸瑑魹V袋?？陀^來說，在電廠中放置的電袋除塵器的除塵效率在理論上不應該低于99.97%。與此同時，在每一臺鍋爐的脫硫系統(tǒng)出口處，相關(guān)負責人員也應該結(jié)合實際情況安排一臺電廠濕式靜電除塵器，并做好相應的預備工作，確保靜電除塵器的除塵效率始終維持在80%以上。在系統(tǒng)實際運行的過程中，脫硫洗滌塔的除塵率大約能夠達到50%，所以幾乎能夠保證整個系統(tǒng)的除塵率高于99.99%.而在燃用設計煤種和校核煤種的過程中，煙塵排放濃度雖然不盡相同，但是基本都穩(wěn)定在3～3.5毫克每立方米左右，能夠滿足超低排放所要求的5毫克每立方米以下的排放要求。

為了保證低熱值煤的脫硫效率，電廠方面不僅要借助循環(huán)流化床鍋爐開展爐內(nèi)脫硫作業(yè)，還應該在鍋爐后續(xù)作業(yè)中特別設置石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，或者是打造一爐一塔方案。也就是說使用單塔雙區(qū)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，對鍋爐內(nèi)的煙塵進行全面的脫硫處理。在爐內(nèi)細節(jié)設置方面，既然是采用單塔雙區(qū)模式，那么應該盡量在塔中設置5個噴淋層，但是就不需要在煙氣系統(tǒng)中設置煙氣旁路和增壓風機等?？偟膩碚f，在實際方案制定的過程中，低熱值煤電廠既要考慮到方案的適應性，也要考慮到該方案的投資成本和運行成本，盡可能在滿足國家要求標準的前提基礎(chǔ)上，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

四、除塵方案要點

（一）電袋除塵

結(jié)合我國現(xiàn)階段各低熱值煤電廠的循環(huán)流化床鍋爐執(zhí)行超低標準排放的情況來說，環(huán)保驗收結(jié)果相對來說不容樂觀。因此，在展開電袋除塵作業(yè)的過程中，相關(guān)負責人員務必要保證出口煙塵濃度設計值、電設置、袋設置、袋區(qū)過濾風速以及電出口濃度等各設計參數(shù)都考慮到位，結(jié)合實際情況選擇效率最高的脫硫工藝和除塵工藝，保障脫硫效率和除塵效率。

（二）濕式靜電除塵

在低熱值煤超低排放的過程中，電廠方面可以結(jié)合實際情況對燃爐機組進行恰當?shù)母脑欤热缯f對機組進行實施電除塵器環(huán)保改造，限制濕式電除塵器設計入口的煙塵，令其始終低于20毫克每立方米的濃度，并將煙氣的流速控制在三米每秒以下，最終對機組的整體運行狀態(tài)進行測試報告，以保障濕式電除塵器出口煙塵濃度和濕式電除塵器的除塵效率，都能夠達到讓人滿意的狀態(tài)，大幅度提升低熱值煤煙塵超低排放方案的可行性，促使低熱值煤燃燒網(wǎng)更加環(huán)保的方向發(fā)展。

（三）脫硫

在電廠方面使用單塔雙驅(qū)脫硫工藝的過程中，應該結(jié)合實際需要選擇單塔雙區(qū)石灰石-石膏濕法，在塔中適當?shù)奈恢迷O置5個噴淋層，并且結(jié)合除硫的實際需求合理安排機組規(guī)模，保障低熱值煤煙氣的整體脫硫率，提高單塔雙驅(qū)脫硫工藝的環(huán)保性和穩(wěn)定性，促進低熱值煤電廠的可持續(xù)發(fā)展。

五、結(jié)束語

綜上所述，在低熱值煤電廠踐行煙塵超低排放可行方案時，電廠方面應該注意設置合理數(shù)量的電袋除塵器，合理控制電廠排布，確保除塵效率，滿足國家所發(fā)布的相關(guān)標準。同時，可以綜合采用單塔雙驅(qū)石灰石-石膏濕法，進一步提高除塵脫硫的作業(yè)效率，降低煙塵排放量，實現(xiàn)低熱值煤燃燒的環(huán)保發(fā)展。

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（作者單位：陜西能源麟北發(fā)電有限公司）