660MW火電機組降低NOx排放策略探討

陳振新 曲宗雨

【摘? 要】隨著我國電力事業的不斷發展，從單純大機組高參數推進，到現在綜合考慮排放、環保等多方面進行綜合考慮。特別是近年來，我國環境問題日益凸顯，作為我國電力生產占比最大的火力機組，如何能夠經濟高效地進行排放物控制，成為各大電力企業探索的重點之一。本文通過660MW火電機組生產實際出發，討論大型機組控制氮氧化物排放的可行方案。

【關鍵詞】火電行業，氮氧化物;控制策略

氮氧化物（NOx）是大氣的主要污染物之一。它對人體的致毒、對植物的損害以及對酸雨的形成和臭氧的破壞都有很大的影響作用。我國的氮氧化物（NOx）排放70%來自于煤炭的燃燒，隨著火力發電的發展，氮氧化物（NOx）排放量越來越大，所以近年來，國家及地方相關部門對環保的要求與監管日益提高，不斷提高超低排放的標準，要求對現有機組進行超低排放改造，新造機組必須滿足全新環保要求。由于火力發電仍舊是我國目前主要的電力供應方式，在火力發電過程中形成的氮氧化物也已經成為環境污染的主要來源之一。本文將在對于火電行業氮氧化物控制技術經濟性現狀進行分析的基礎上，進一步對于如何提升其經濟性進行探討。

1當前主要氮氧化物控制技術的經濟性分析

1.1低氮燃燒技術

西方發達國家在上世紀七十年代就已經開始了對低氮燃燒技術的研究，其主要研究方向主要有空氣分級燃燒、煤粉濃淡燃燒以及各種類型的低氮燃燒其。我國則是在上世紀八十年代開始引進低氮燃燒技術。近二十年來，我國對于氮氧化物控制技術的研究應用已經取得了快速發展，在實際應用中，低氮燃燒技術體現出來技術應用成熟、設備建設與運行投入較少以及對于氮氧化物控制效率較高等優點，其綜合經濟性十分良好。所以在火電行業對于老舊發電機組的改造中對于低氮燃燒技術的應用十分普遍，據不完全統計，截止2017年，低氮燃燒技術已經在新建的522臺裝機容量為125MW～1000MW燃煤發電鍋爐上應用。此外，由于低氮燃燒技術已將的自主性與經濟性較高，所以其已經成為我國火電行業進行氮氧化物控制的主要的技術途徑。

1.2煙氣脫硝技術

煙氣脫硝技術也是當今世界上應用比較普遍的氮氧化物控制技術，目前國內對于該技術的應用方式主要是通過選擇性催化還原法與選擇性非催化還原法兩種方式。煙氣脫硝技術的主要原理是通過還原劑在特殊條件下與所排放煙霧中的氮氧化物進行氧化還原反應，生成氮氣和水。這種技術的托效率較高，一般可以維持在70%左右，且技術應用已經比較成熟，但是由于其對于設備安裝的技術要求較高，設備運行維護成本較高，所以其整體經濟性較低。我國第一臺投入實際運營的煙氣脫硝機是在2006年在國畫太倉發電有限公司600MW機組上建立的，這一系統中的關鍵設備，如脫硝反應器、供氨系統等已經完全實現了國產化，其實際應用成本在短期內有望大幅降低，從而有效提升煙氣脫硝技術在火電行業進行氮氧化物控制的經濟效益。

2提升氮氧化物控制技術經濟性的策略探討

2.1對于原有燃煤機組進行選擇性技術改造

對于原有燃煤機組進行選擇性的技術改造，是現階段提升火電行業氮氧化物控制技術經濟性的主要方式之一。在黨中央指定的“十二五”規劃中，為實現經濟的可持續發展，減少電力能源供給環節對自然環境造成的破壞，明確指出要將200MW以下的燃煤機組進行關停，對于200kW以以上的燃煤機組，則應該選擇2005年以后建成投產的機組應用低氮燃燒技術進行整體改造，而對于在2006年以后建設完成的燃煤機組則應應用煙氣脫硝技術進行改造。這種對于不同階段的燃煤機組應用不同方式進行氮氧化物控制的方式，能夠在提升氮氧化物控制效率的基礎上，綜合提升火電行業進行氮氧化物控制的經濟效益。

此外，政府近年來頒布了200mg/m的全新火電排放標準，一般火電機組如果只是僅僅應用一種技術對于氮氧化物進行控制將無法達到國家排放標準。所以在對2005年以后投入生產的燃煤機組進行低氮燃燒改造時，也可以根據實際情況對于小型的煙氣脫硝裝置進行結合應用。

2.2綜合應用低氮燃燒技術與煙氣脫硝技術

在火電行業進行氮氧化物控制技術的選擇應用時，應該對于低氮燃燒技術與煙氣脫硝技術進行綜合應用。綜合看來，無論是從設備建設投資費用的角度考慮還是從設備日常運行費用的角度考慮，低氮燃燒技術都占有一定的優勢。但是作為一種新興的氮氧化物控制技術，我們也應該看到煙氣脫硝技術的應用潛力，并在實際應用中充分挖掘其經濟性潛能。在實際應用中，如果采取低氮燃燒技術對于氮氧化物控制后難以達到最新頒布的火電行業排放標準，那么火電廠則應通過建設煙氣脫硝系統對氮氧化物進行有效控制。

2.3提升煙氣脫硝核心技術的國產化程度

目前火電行業對于氮氧化物控制技術應用成本較高的主要原因之一，是脫硝技術體系中的核心技術設備國產化程度不高，嚴重依賴技術進口，這種現象的長期存在嚴重降低了火電行業氮氧化物控制技術應用的經濟性。由于脫硝技術體系中能夠對于氮氧化物控制效果與應用經濟性產生影響的變量因素較多，這也為火電行業在對其技術系統的實際應用的指標調試環節增加了大量負擔，不利于提升系統整體運行效率與設備經濟性的提升。所以在對煙氣脫硝技術進行研究應用時，相關政府部分應該從資金與政策兩個發面鼓勵各個企業對其核心技術進行科研攻關，并且由國家權威科研部門或者大型企業牽頭，提升煙氣脫硝系統中核心技術的國產化水平。進而提升系統在實際應用中的經濟性。

與此同時，在應用選擇性非催化還原法進行氮氧化物控制時，應該注意到催化劑對經濟性提升的制約作用。催化劑不僅價格昂貴，占整個系統造價的40%左右，并且使用周期短。所以注重于催化劑的創新研發對于提升煙氣脫硝技術在實際應用中的經濟性具有重要意義。

3結語

在當今環境問題日益嚴峻的背景之下，加強火電行業氮氧化物控制技術的研究應用已迫在眉睫。火電行業在提升氮氧化物控制效率的同時，也應當注重氮氧化物控制技術在實際應用中的經濟性，所以應該對于當前主要應用的兩種氮氧化物控制技術進行合理改進與綜合應用。只有積極創新，才能有效提升氮氧化物控制技術的經濟性，促進社會經濟的可持續發展。

參考文獻：

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（作者單位：國電建投內蒙古能源有限公司）