燃煤電廠超低排放改造技術(shù)路線優(yōu)化分析

樊樂++黎嘉慧

摘 要：文章主要圍繞燃煤電廠超低排放改造的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行闡述，在脫硫脫硝、除塵設(shè)備新技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，節(jié)能型超低排放技術(shù)，節(jié)能改造新技術(shù)、成熟技術(shù)及案例分析，因地而異節(jié)能改造新技術(shù)路線選擇和探討，更好的優(yōu)化燃煤電廠超低排放改造技術(shù)的路線方式。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；超低排放；改造技術(shù)

中圖分類號：TU993 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0014-02

在燃煤電廠超低排放改造技術(shù)路線的運(yùn)用中，要形成多樣化的綜合技術(shù)運(yùn)用，圍繞燃煤電廠超低排放技術(shù)路線的優(yōu)化創(chuàng)新，更好的推動(dòng)整個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的優(yōu)化。

1 燃煤電廠超低排放改造技術(shù)路線整體概述

1.1 燃煤電廠超低排放主要技術(shù)路線

技術(shù)路線一：低NOX燃燒器+SCR+低低溫電除塵器+濕法煙氣脫硫工藝+濕式電除塵器；

技術(shù)路線二：低NOX燃燒器+SCR+高效除塵器+濕法煙氣脫硫工藝+濕式電除塵器；

技術(shù)路線三：低NOX燃燒器+SCR+低低溫電除塵器+優(yōu)化后的濕法煙氣脫硫工藝（含高效除霧器）。

1.2 燃煤電廠超低排放的運(yùn)用方式

1.2.1 煙氣治理環(huán)保裝置協(xié)同技術(shù)

主要是低低溫電除塵器、降溫?fù)Q熱器、濕法煙氣脫硫協(xié)同除塵、脫SO3技術(shù)。通過在電除塵前加裝熱回收器，煙氣溫度降低至酸露點(diǎn)以下，此時(shí)，絕大部分SO3在煙氣降溫過程中凝結(jié)。由于煙氣尚未進(jìn)入電除塵器，所以煙塵濃度很高，比表面積很大，冷凝的SO3可以得到充分的吸附，對SO3去除率一般不小于70%，下游設(shè)備一般不會發(fā)生低溫腐蝕現(xiàn)象，同時(shí)實(shí)現(xiàn)余熱利用或加熱濕法脫硫裝置后的凈煙氣。低低溫電除塵器的出口粉塵粒徑會增大，普通電除塵器出口煙塵平均粒徑一般為1～2.5 μm，低低溫電除塵器出口粉塵平均粒徑大于3 μm，低低溫電除塵器出口粉塵平均粒徑明顯高于低溫電除塵器。當(dāng)采用低低溫電除塵器時(shí)，脫硫出口煙塵濃度明顯降低，可有效提高濕法脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵效果。如圖1所示。

1.2.2 各脫硫公司脫硫塔的設(shè)計(jì)優(yōu)化

針對燃低硫煤機(jī)組超低排放的主要塔型：包括：噴淋空塔、托盤塔、單塔雙循環(huán)等技術(shù)；針對燃中、高硫煤機(jī)組超低排放的主要塔型：包括：串塔、高效分級復(fù)合脫硫塔（托盤+噴淋層+薄膜持液層等技術(shù)。

1.3 燃煤電廠超低排放存在的主要問題

一是部分超低排放改造項(xiàng)目投資過高、廠用電率過高。部分項(xiàng)目急于實(shí)現(xiàn)超低排放改造，因此將各種技術(shù)堆積在一起，改造后NOX、SO2、粉塵排放滿足超低排放要求，但投資運(yùn)行成本過高，且煙氣治理部分能耗較高，廠用電率的提高無疑使全廠供電煤耗增加。

二是超低排放改造僅按滿足目前的要求進(jìn)行排放控制?；痣姀S煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)還在完善和發(fā)展階段，在這一階段，更要注意前瞻性分析和研究，否則對技術(shù)路線的發(fā)展將十分不利，包括對SO3、重金屬、PM2.5等的控制應(yīng)該是我們綜合考慮的問題。舉例：某2′300 MW機(jī)組“超低排放”改造項(xiàng)目，改造后NOX、SO2、粉塵排放滿足超低排放要求，但未考慮協(xié)同治理，結(jié)果測試SO3排放濃度在100 mg/Nm3以上。而SO3是造成低溫腐蝕、設(shè)備結(jié)垢的元兇。

三是采用低低溫電除塵器技術(shù)應(yīng)注意的主要問題。低低溫電除塵器+高效濕法煙氣脫硫協(xié)同控制由于理念先進(jìn)，節(jié)能及綜合環(huán)保性能好有望成為環(huán)保治理技術(shù)的主流工藝路線（包括對燃中硫中灰以上工程應(yīng)用）。但應(yīng)注意對低低溫電除塵器除塵體系進(jìn)行細(xì)致設(shè)計(jì)。

目前已有電廠由于采用低低溫電除塵器后引起一電場的灰量增加以及灰中SO3增加，引起的流動(dòng)性變差，造成輸灰困難，已有幾個(gè)工程出現(xiàn)上述問題，應(yīng)該在以后的輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)引起重視。

2 燃煤電廠超低排放改造技術(shù)路線的優(yōu)化

2.1 鍋爐本體與燃燒制粉系統(tǒng)及輔助設(shè)備

2.1.1 鍋爐受熱面改造

對于排煙溫度高、減溫水量大的鍋爐，可通過改變鍋爐相應(yīng)位置受熱面的面積，降低鍋爐排煙溫度和減溫水量，達(dá)到提高鍋爐效率的目的。

2.1.2 鍋爐煙氣余熱利用

鍋爐排煙余熱回收利用系統(tǒng)，是在空氣預(yù)熱器之后、脫硫塔之前煙道的合適位置通過加裝煙氣冷卻器，用來加熱凝結(jié)水、鍋爐送風(fēng)或者城市熱網(wǎng)低溫回水，回收鍋爐排煙的部分熱量，同時(shí)大幅度減少脫硫系統(tǒng)耗水量。

2.1.3 空氣預(yù)熱器密封改造

針對回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，各電力企業(yè)普遍采用先進(jìn)的密封技術(shù)進(jìn)行改造，取得了很好的節(jié)電效果。

2.1.4 增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合并改造

當(dāng)引風(fēng)機(jī)或（和）增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低，可通過引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合并改造，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率，降低廠用電率。

2.1.5 CFB爐冷渣器熱量回收

部分CFB爐機(jī)組冷渣器采用開式或閉式冷卻水冷卻，熱量排入大氣或江河海中。

改造方案采用凝結(jié)水冷卻冷渣器，以回收熱量，對于采暖機(jī)組，采暖期可用熱網(wǎng)循環(huán)水冷卻冷渣器，非采暖期用凝結(jié)水冷卻冷渣器。

2.2 汽輪機(jī)本體與汽水系統(tǒng)及輔助設(shè)備

2.2.1 汽輪機(jī)通流部分改造

通過汽輪機(jī)本體技術(shù)改造，提高汽輪機(jī)各缸效率、降低汽輪機(jī)熱耗率、提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

2.2.2 先進(jìn)高效汽封改造

多種成熟、先進(jìn)的汽封技術(shù)可供選擇。

2.2.3 汽輪機(jī)低壓缸排汽通道改造

在凝汽器喉部增加耐沖刷的不銹鋼導(dǎo)流裝置，使低壓缸排汽盡量均勻進(jìn)入凝汽器冷卻區(qū)。

2.2.4 凝汽器真空泵工作水降溫提效改造

在真空泵工作水管路上增設(shè)一套壓縮制冷裝置，在環(huán)境溫度較高的時(shí)候投入運(yùn)行，降低工質(zhì)水溫度，提高真空泵抽吸能力和凝汽器真空度。

2.3 主要技術(shù)路線分析

純凝機(jī)組供熱改造可降低供電煤耗40 g/kWh左右，投資較少，投資回收期短，是提高機(jī)組能效水平和經(jīng)濟(jì)性的最佳途徑。

城市（工業(yè)園區(qū)）周邊具備集中供熱條件的亞臨界純凝發(fā)電機(jī)組應(yīng)優(yōu)先實(shí)施供熱改造。

汽輪機(jī)通流部分改造是提高機(jī)組效率的有效途徑，從單位降耗成本、單位年節(jié)煤量成本看，“不改變進(jìn)汽參數(shù)方案”與“小幅提升進(jìn)汽參數(shù)方案”基本相當(dāng)，對于熱耗率明顯偏離保證值、尚在還貸期內(nèi)的亞臨界機(jī)組可根據(jù)具體情況選用上述方案。

2.4 節(jié)能及低成本型高效（電）除塵系列技術(shù)

通過一系列的綜合優(yōu)化和科技創(chuàng)新技術(shù)，有效減少機(jī)組煙氣量；采用高頻電源技術(shù)對靜電除塵器的電源裝置進(jìn)行改造；基于中溫省煤器技術(shù)的低低溫電除塵改造。

在電除塵進(jìn)口增設(shè)中溫省煤器，實(shí)現(xiàn)節(jié)能型低低溫電除塵改造，滿負(fù)荷煙溫降至100 ℃ 以下。大幅降低電除塵進(jìn)口煙溫，在降低煙塵比電阻的同時(shí)，進(jìn)一步減小煙氣流速，大幅減小煙氣攜帶動(dòng)能，增加煙氣在電除塵停留時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)高效除塵。

煙氣流程的并聯(lián)設(shè)置方式有效降低了煙氣系統(tǒng)阻力，降低引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)電耗，同時(shí)提升了煙氣熱能回收效率，綜合性地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。中溫省煤器改造后，電除塵出口煙塵的實(shí)際濃度由12 mg/Nm3降至7 mg/Nm3。煙氣中的SO3濃度由10 mg/Nm3降低至2.74 mg/Nm3。

2.5 節(jié)能型高效脫硫系列技術(shù)

以“零能耗脫硫技術(shù)”為核心的高效脫硫系列技術(shù)，目前的石灰石-石膏濕法脫硫，需耗用約1%以上的廠用電，此類系統(tǒng)實(shí)際為“耗能減排”。研發(fā)并加裝了基于碳素鋼的脫硫煙氣熱能回收裝置，并將這部分熱量送回?zé)崃ο到y(tǒng)以替代汽輪機(jī)抽汽加熱凝結(jié)水，減少汽輪機(jī)的熱耗，從而平衡脫硫系統(tǒng)的能耗。

煙氣熱能回收裝置布置于增壓風(fēng)機(jī)與脫硫塔之間，不但能回收鍋爐的排煙熱能，還能回收引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)的做功導(dǎo)致的煙氣焓升（8～10 ℃），顯著提升了項(xiàng)目的邊際效益。

3 結(jié) 語

因此，通過對燃煤電廠超低排放改造技術(shù)路線的整體優(yōu)化，可以形成多方面的技術(shù)控制，尤其是在整個(gè)技術(shù)改造的過程中，要針對性的形成對整個(gè)技術(shù)的全面優(yōu)化，可以更好的推動(dòng)燃煤電廠超低排放改造技術(shù)的整體應(yīng)用創(chuàng)新。

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