燃煤電廠超低排放實證研究分析

劉麗青 張 俊 王 靈 張晶晶

（1 新疆天熙環(huán)保科技有限公司 新疆烏魯木齊 830000 2 新疆農(nóng)業(yè)大學林學與園藝學院 新疆烏魯木齊 830052）

引言

燃煤電廠是大氣污染物的主要排放源，也是二氧化硫和氮氧化物的重要貢獻源。隨著人民生活水平的提高，霧霾頻發(fā)引起的大氣污染問題以及涉及到人類的健康問題逐漸受到社會的重視。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》的數(shù)據(jù)顯示[1]，2019 年我國仍有53%的地級城市的環(huán)境空氣質(zhì)量仍然超標，當前我國的大氣環(huán)境治理任務艱巨。對燃煤電廠進行節(jié)能改造，實施脫硝脫硫工藝，實現(xiàn)超低排放顯得愈加重要。

1 我國燃煤發(fā)電行業(yè)政策、法規(guī)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，國家對環(huán)境保護越來越重視，不斷建立健全燃煤行業(yè)的法律法規(guī)體系（見表1），意在不斷改善人民的生活環(huán)境。為進一步提高煤電鍋爐環(huán)保水平，促進煤電行業(yè)清潔發(fā)展，各地政府分別響應國家號召，對區(qū)域內(nèi)電廠燃煤鍋爐進行超低排放改造，火電行業(yè)超低排放改造工作穩(wěn)步推進。

表1 燃煤發(fā)電大氣污染物處理相關(guān)政策法規(guī)

2 實證研究

2.1 項目工程概況

以新疆某熱電生產(chǎn)中心項目為例，進行超低排放達標情況分析。新疆某熱電生產(chǎn)中心建有4×480 t/h 高溫高壓煤粉鍋爐，配套2×60 MW 抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機組及余熱發(fā)電機組。為進一步減少排放總量，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，熱電生產(chǎn)中心投資7607萬元對發(fā)電機組實施超低排放改造，項目改造采用“脫硝改造+脫硫除塵一體化工藝”路線；升級優(yōu)化對象為脫硝系統(tǒng)和煙氣脫硫塔。項目基本情況見表2。

表2 基本情況

2.2 熱電中心燃煤鍋爐煙氣處理流程

燃煤鍋爐煙氣從省煤器引出，進入SCR 脫硝反應器，再進入空氣預熱器，經(jīng)靜電-布袋除塵器除塵后，經(jīng)引風機進入煙氣脫硫塔，最后通過煙囪排入大氣。煙氣處理工藝流程見圖1。

圖1 燃煤鍋爐煙氣處理工藝流程

2.3 鍋爐污染物監(jiān)測情況

燃煤鍋爐排放的大氣污染物主要為煙塵、二氧化硫、氮氧化物，鍋爐廢氣經(jīng)除塵、脫硫、脫硝治理措施處理后經(jīng)210m 高排氣筒排放。燃煤鍋爐運行工況見表3。

表3 鍋爐運行工況

改造后二氧化硫排放濃度由19 mg/Nm3降低為9.2 mg/Nm3，氮氧化物排放濃度由62 mg/Nm3降低為19.56 mg/Nm3，煙塵排放濃度由19.6 mg/Nm3降低為5.32 mg/Nm3，具體情況見表4。相對而言，超低排放改造對氮氧化物的減排效果最為突出。

表4 廢氣排放情況

2.4 效益分析

燃煤鍋爐每年工作時間約為8000 h，經(jīng)實測數(shù)據(jù)計算顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量為80.38 t/a、142.46 t/a、316.96 t/a；依據(jù)《排污費征收標準管理辦法》[8]規(guī)定，熱電生產(chǎn)中心鍋爐廢氣治理措施優(yōu)化后每年可為企業(yè)節(jié)省繳納排污費約102.5 萬元。實施超低排放改造，將大幅度降低大氣污染物排放總量，有助于企業(yè)走“綠色發(fā)展”之路，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益雙贏。

表5 燃煤鍋爐煙氣治理措施升級優(yōu)化后排放對比情況

結(jié)語

（1）熱電中心燃煤發(fā)電機組改造完成后，整個超低排放系統(tǒng)運行正常，對污染物的控制效果穩(wěn)定，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物平均去除效率分別為99.97%、99.05%、93.71%，污染物排放濃度分別為5.32 mg/Nm3、9.2 mg/Nm3、19.56 mg/Nm3，符合《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）標準[2]及《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發(fā)改能源〔2014〕2093號）標準[4]限值要求。

（2）超低排放改造對電廠污染物煙塵、二氧化硫、氮氧化物的減排作用較為顯著。根據(jù)本次新疆某熱電生產(chǎn)中心的超低排放改造項目，發(fā)現(xiàn)煤電機組超低排放改造后，煙塵、二氧化硫、氮氧化物年排放量分別減少了114.02 t、537.54 t 和1035.12 t，每年可為企業(yè)節(jié)省繳納排污費約102.5 萬元。根據(jù)改造項目的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)可知超低排放確實可降低污染物排放總量，對于污染減排有重大的意義，可為污染物排放治理提供有效的參考依據(jù)。

（3）燃煤電廠超低排放改造能有效減少污染物的排放，提升大氣污染防治水平，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量狀況。超低排放改造帶來的社會效益和環(huán)保效益十分顯著，對燃煤電廠的生存及可持續(xù)發(fā)展具有深遠的意義。