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摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,火电厂建设越来越多。在现今社会,人们对于环境保护的重视程度增高,对于火电厂发电过程中污染排放控制措施的重视程度也在不断地提升。我国在发展的过程中需要更加注重对于火电厂污染物排放控制措施的研究,在最大程度上降低火电厂的污染,为我国的可持续发展做贡献。火电厂超低排放措施研究具有十分重要的意义以及实用性,我国在发展的过程中需要在超低排放方面投入更多的精力与资源。
关键词:火电厂;超低排放;措施
引言
中国是燃煤大国,燃煤电厂所占比例较大。目前燃煤电厂在污染物治理上一般都配置有脱硝系统、除尘系统和脱硫系统。随着国家环保标准的进一步提高,按照常规配置的这些系统很难达到现行的国家标准,对此,燃煤电厂开展了一系列污染物治理工作。
1技术路线的选择
燃煤电厂烟尘超低排放技术路线的选择,既要考虑一次性投资,也要考虑长期的运行费用;既要考虑投入,也要考虑节能减排的产出效益;既要考虑技术的先进性,也要考虑其运行可靠性;既要考虑超低排放的长期稳定性,也要考虑故障时运行维护的方便性;既要立足现在,也要兼顾长远。超低排放技术应用应充分考虑电厂的实际情况,“因地制宜、因煤制宜、因炉制宜”,必要时可采取“一炉一策”,同时还应统筹考虑各污染控制设备之间的协同处理作用。
2火电厂超低排放技术组成
2.1SO2超低排放技术路线
对于脱硫装置(FGD)而言,燃气机组标准要求达到的脱硫效率(FGD出口SO2排放浓度35mg/Nm3)要高于重点控制区域执行的特别排放限值需达到的脱硫效率(FGD出口SO2排放浓度50mg/Nm3),但随着FGD入口SO2浓度的提高,脱硫效率的差异越来越小,针对不同机组,路线选择如下:(1)已建燃煤机组。对于采用干法/半干法脱硫技术的机组,要达到燃气机组排放标准,需进行湿法改造,改造方案参照现有湿法装置改造路线。考虑到回转式GGH的泄漏,需执行燃气机组排放标准的脱硫装置均需拆除GGH,同时烟囱进行防腐。对于采用石灰石-石膏湿法脱硫技术的已建燃煤机组,根据燃煤含硫量的不同,改造路线如下:①燃烧低硫煤机组。原设计净烟气排放浓度相对较低,可通过进一步降低燃煤含硫量,满足燃气轮机组排放标准。②FGD入口浓度低于3000mg/Nm3机组。在此入口条件下,为实现SO2超低排放,要求脱硫效率不低于98.8%,可采取优化吸收塔设计,提高吸收塔液气比或者增加液气传质等措施。③FGD入口浓度大于4000mg/Nm3机组。在此入口条件下,为实现SO2超低排放,要求脱硫效率需稳定运行在99.1%以上。考虑到长期稳定运行,建议采用串联塔技术,一级吸收塔脱硫效率80%~90%,控制一级吸收塔出口浓度到500~700mg/Nm3,再利用脱硫效率约95%的二级吸收塔控制SO2排放浓度35mg/Nm3以下。实际改造中,为降低投资和缩短改造停机时间,可利旧原有吸收塔,在原有吸收塔之前增加预洗涤吸收塔。(2)新建燃煤机组。对于新建燃煤机组,为了达到35mg/Nm3以下的燃机排放标准,原则上考虑不设置GGH,脱硫技术需采用石灰石-石膏湿法脱硫技术。对于采用石灰石-石膏湿法脱硫技术的新建燃煤机组,根据燃煤含硫量的不同,技术路线如下:①燃烧低硫煤机组。若入口SO2浓度1000mg/Nm3以下,采用石灰石-石膏湿法脱硫技术,吸收塔一般只需设置三~四层喷淋层,即可控制SO2排放浓度35mg/Nm3以下。②FGD入口浓度低于3000mg/Nm3机组。在此入口条件下,为实现SO2超低排放,要求脱硫效率不低于98.8%,可采取优化吸收塔设计,提高吸收塔液气比或者增加液气传质等措施。③FGD入口浓度大于4000mg/Nm3机组。在此入口条件下,为实现SO2超低排放,要求脱硫效率需稳定运行在99.1%以上。
考虑到长期稳定运行,建议采用双循环U型塔技术,前塔脱硫效率约80%,后塔脱硫效率约96%~98%,可以控制SO2排放浓度35mg/Nm3以下。
2.2脱硫改造
包括单塔一体化脱硫除尘深度净化技术、单塔双分区高效脱硫除尘技术、双托盘技术、高效渐变分级复合脱硫塔技术、双塔双循环技术等多项技术工艺。在这些技术中,单塔一体化脱硫除尘深度净化技术应用取得较好的成果,该技术可在一个吸收塔内同时实现二氧化硫浓度不超过35mg/m3、尘含量不超过5mg/m3,脱硫效率达99%以上,除尘效率可达90%以上。单塔双分区高效脱硫除尘技术与双塔双循环技术则属于异曲同工的两种脱硫方式,高效渐变分级复合脱硫塔技术则使超低技术有较宽的煤种适应性。
2.3超低电价与激励政策是重点
节能改造工程完成后,一般无须再进行投入,运行不仅可以降低煤耗,减少CO2排放,而且还具有一定的经济效益。环保治理工程、碳捕集工程则不同,工程运行一般均需要投入,如果环保设施运行成本不能内部化、体现在产品价格中,企业很难长期很好地运行环保设施,减排效果自然会打折扣。在燃煤电厂超低排放推行过程中,国家与地方政府出台了超低排放电价政策、财政补贴、税收刺激、排污权交易、增加环保资金投入、优先上网、提高机组利用小时等诸多激励政策和经济手段,鼓励企业从被动环保走向主动减排,促进电力企业技术创新、产业升级、管理增效,是环保技术发展的持续推动力。超低电价等激励政策不能因为超低排放工程的全面完成而废止,应进一步优化,以确保工程实施取得应有的减排效果。
2.4烟尘超低排放技术路线
采用干式除尘、湿法脱硫以及湿式电除尘等进行协同控制,建立烟尘控制大系统,并对各单元进行优化控制,实现烟尘超低排放。(1)烟囱出口烟尘浓度达到20mg/m3以下:①原除尘器出口烟尘浓度30mg/m3以上,可采取改造除尘系统,使除尘器出口烟尘浓度达到30mg/m3以下,经湿法脱硫后,烟囱出口烟尘浓度20mg/m3以下。除尘改造可采用增加除尘比收尘面积、低低温电除尘、新型高压电源等。②原除尘器出口烟尘浓度小于30mg/m3,可采取对除尘或脱硫进行改造,建议综合比较除尘改造与脱硫改造的技术经济性,确定最终技术路线。除尘改造可采用增加除尘比收尘面积、低低温电除尘、新型高压电源等;脱硫系统改造可采用增加喷淋层、串联塔等。(2)烟囱出口烟尘浓度达到5mg/m3以下:①脱硫系统可改造。改造湿法脱硫系统,使脱硫系统的除尘效率提高到60%~75%;同时改造除尘系统,使除尘器出口烟尘浓度达到20mg/m3以下,
结语
综上所述,燃煤电厂超低排放改造能有效减少污染物的排放,提升大气污染防治水平,改善区域环境质量状况。超低排放改造带来的社会效益和环保效益十分显著,对燃煤电厂的生存及可持续发展具有深远的意义。
参考文献:
[1]崔滨,丁法效,张景涛.火电厂超低排放措施研究[J].化工管理,2017(20):221,223.
[2]林伟,赵斌,武晟,等.火电厂超低排放措施研究[J].中国环保产业,2016(10):35-39.
[3]司杨.论火力发电厂超低排放技术[J].企业文化旬刊,2017(9):229-230.
[4]杨成博.环境监测质量管理的策略探讨[J].环境与发展,2018,30(11):149-150.
[5]程厚德,曹宝辰.燃煤电厂超低排放技术现状及发展路线[J].产业创新研究,2020(20):129-130.