燃煤電廠環保改造思路淺析

李帥

（北京華能達電力技術應用有限責任公司，北京 100052）

隨著環保形勢的日益嚴峻，環保設施改進以及節能改造成為電廠首要解決的難題。在此形勢下，催生出節能環保市場的繁榮，大量節能環保技術出現，如何在諸多技術中尋求適合本廠條件的最優選擇，使得改造路線方法合理科學取得成效，考驗著火電廠的決策水平和能力。

1 影響節能環保效果的主要問題

我國的燃煤發電機組有著獨特的特點，這些特點對燃煤電廠運行情況影響較大，并且在一段時期內這種狀況仍會延續，總體來說，影響燃煤電廠環保改造運行效果的因素主要有以下幾個。

1.1 入爐煤種變化較大，偏離設計值嚴重

我國煤炭雖然儲量較大，但煤質較差，劣質煤占比較多，近些年，由于煤炭市場的變化，電廠在購買燃煤時可選擇性較低，導致入爐的煤種摻燒時劣質煤多，且波動明顯。入爐煤幾個關鍵指標，包括含硫量，灰特性，揮發分含量及熱值，實際入爐煤種與設計煤種偏差嚴重，對鍋爐燃燒造成不利的影響。煤的熱值影響煙氣量，揮發分含量對爐膛的溫度場影響較大，高含硫量使得尾部煙道的煙氣特性發生變化，腐蝕性和污染性更強，灰特性導致煙氣粉塵量增加，比電阻變化等等，這些關鍵參數對機組運行的經濟性和污染排放特性都產生較大影響。

但是一些電廠在改造技術時，由于信息不足，往往只提供設計煤種和校核煤種兩種，有時甚至只考慮設計煤種，對煤種變化帶來的節能環保影響估計不足，在項目后期運行中煤種發生變化時，原本進行的改造和優化變得不再適應，導致后期運行效果不佳。

1.2 發電負荷變動大

近些年上大壓小政策對小機組的淘汰，深度變負荷調峰的任務落到600MW甚至1000MW的大型發電機組上，一些電廠甚至在30%負荷運行，在低負荷條件下，機組的各項參數指標和高負荷偏差較大，燃燒溫度場和風煙流場都有較大變化，影響了機組的運行特性。

在電廠采用環保改造時，為考慮最大處理量，設計一般按滿負荷設計，同時按滿負荷運行情況考核，設備改造廠家進行設計時也僅考慮滿負荷情況，但在后期的實際運行中，尤其是低負荷的運行情況下，各項指標無法合理控制。運行效果較差。

1.3 管理水平落后，運行人員操作水平不夠

技術改造后，電廠作為設備的使用方，大部分控制要求還是要靠運行人員操作，因此，運行人員的素質對設備的使用效果影響很大。近些年，燃煤電廠的節能環保市場發展繁榮，技術進步較快，技術更新換代迅速，電廠設備的在改造過程中運行特性也在不斷變化，但是，針對于技術的培訓卻沒有跟上。

另外，尤其老電廠的管理模式仍然采用小指標控制的方式，某些指標的控制已經不再科學，并不是越低越好或越高越好，可以說電廠現階段的管理手段已經落后于現今的技術水平，包括檢修人員維護水平較低問題，都制約著環保設備后期的運行效果。

2 環保節能改造思路

2.1 持續性改造需求

近些年在大力推行超低排放后，在一些區域又提出“超超低排放”的理念，進一步降低粉塵、SO2、NOx出口限值，同時在一些省市提出全負荷脫硝，采取措施消除白煙等要求，隨著技術發展，SO3和汞的排放要求等也將更加具體。火電廠無疑面臨最大壓力，在改造后又要應對二次改造情況。一些電廠因為工藝條件限制，改造空間有限，再進一步改造時有很大局限性，不具備二次改造的條件，此后面對的問題可能更大。因此，當前形勢下，火電廠在選擇改造技術路線時要有一定前瞻性，對可能提高的指標早做估計，要優先選擇對主體設備影響小，改動靈活的改造技術，并對下一步改造預留空間位置。

2.2 源頭處理

燃煤電廠排放的污染物有一次污染物和二次污染物，無論哪種污染物，產生污染物之后再處理的方式都要花費更大代價，因此減排應該從產生的源頭開始，從觀念上摒棄先污染再治理或邊污染邊處理的思想。電廠的一次污染物主要包括煤粉燃燒產生的粉塵、SO2、NOx等，對于此類污染物，應該采取有效措施從煤質和燃燒控制，合理選煤配煤，控制燃煤灰分和含硫量，對燃燒器采用低氮燃燒處理等技術路線。二次污染物包括脫硝氨逃逸產生的硫酸氫銨，脫硫設備攜帶脫硫副產物，要采取有效手段控制二次污染物的形成，脫硝系統應合理優化流場和噴氨方式，控制氨逃逸，脫硫出口要安裝可靠的除霧裝置。

2.3 特性互補

電廠為了實現一種污染物的排放達標，有時會采用多種技術相配合的路線，例如脫硝采用低氮燃燒器+SNCR+SCR技術，除塵采用電除塵器+布袋除塵器+濕式除塵器技術。不同技術路線效率特性各有區別，對煤種或負荷變化時適應能力和敏感性不同，如果采用單一路線或特性相同的技術，適應性較差，運行效果不穩定。在選取技術路線時，應該選取特性能夠實現互補的技術路線，這樣在負荷或煤種變化時，有更強的適用性，不會發生排放超標情況。

2.4 一爐一策

一些電廠在論證技術改造路線階段，經常性對其他電廠相應技術進行考察，以判斷該技術在本電廠的可行性，規避一定改造失敗風險。但是對于不同電廠，機組容量和鍋爐廠家不盡不同，煤種特性也有不同，在考察時，如果只關注單一設備的效果，而對其他設備或煤種特性不做考察時，容易出現經驗主義錯誤，導致本廠的改造效果和考察廠的改造效果很可能發生偏差。任何技術都有適用的機組條件，在其他機組上成功的案例不一定適用于本機組，在其他幾組上失敗的案例也有一定的可行性，在方案論證時應綜合考慮，因此要堅持一爐一策的原則。

2.5 節能與環保的取舍

對于火力發電系統，在節能改造時，煤耗降低，污染物排放減少；在進行環保改造時，新增設備調節參數后，一般伴隨著增加能耗，降低運行經濟性。因此，節能項目往往是環保的，而環保往往意味著不節能的，節能可以為電廠帶來實際的經濟收益，所以一些電廠在進行改造時，會過多考慮節能性。但是從社會效益和環保效益來看，環保項目所帶來的收益是即時的，且相比于環保技術，節能技術有更多的路線可供選擇。因此，在進行環保項目時，要對節能環保進行取舍，應優先考慮環保效益，在達到環保要求的同時，盡可能選擇降低能耗的技術手段。

2.6 全系統考慮

火力發電是一整個系統，各設備之間緊密聯系，對某一設備或環節的改造往往是牽一發而動全身的，在改造時，如果只考慮某一設備，對其他設備帶來的副作用，可能影響整個機組系統的良好運行。這要求在進行技術改造時，應全系統考慮，防止因為某一個改動而對整個系統或其他設備的正常運行不利。

2.7 提高管理水平

電廠在技術改造中，要多次安排與設備供應廠家的培訓和技術答疑，設備改造之后要成立專門的責任小組，包括設備管理人員，檢修維護人員和設備運行人員，制定完善的管理制度，并監督運行執行情況，定期檢查，對相關人員定期進行培訓。同時，為了保證工作能夠高效率完成，還要制定完善的激勵政策和考核政策，對指標進行考核，督促相關部門對環保工作的落實。通過設立專項獎金，對于完成了節能減排目標的部門進行獎勵，對沒有實現預期目標的部門進行通報批評，可以很好的提高工作人員對工作的重視程度和積極性。

3 結語

電廠的環保改造是一個系統性的工程，技術路線選擇的合適與否直接關系到機組改造效果，因此，電廠在面對市場上不同流派的技術時，要綜合考慮，全面把握本廠的設備特點和參數特點，結合技術適用性，做出最優化選擇。