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现有热电企业环保减排改造刍议
来源:江苏省可再生能源行业协会-中国绿色能源网 浏览:4042次 发布于2012-12-17

 现有热电企业环保减排改造刍议 

 今年1月1日起实行的新《火电厂大气污染物排放标准》,加大了对燃煤电厂的污染物减排力度,同时也增加了热电厂污染物减排的压力。

  新标准要求:现有燃煤锅炉SO2排放浓度限值200mg/m3,现有燃煤锅炉NOX排放浓度限值100mg/m3。因此对于新标准颁布前投产的机组来讲,在脱硫系统的设计、选型和设备质量、施工工艺、安装调试等方面都与新颁布的有较大的差距,已不能满足新的标准要求。特别是NOX对于循环流化床来讲本身就是低温少氮燃烧的设计,设计上就没有进行另外处理。现新标准实行后,对于热电厂来讲,应有一个全新的改造技术的思路和方法,来达到新标准的要求。

  烟气污染物控制技术应用趋势

  烟气脱硫技术主要分半干法、干法和湿法烟气脱硫,半干法烟气脱硫主要包括喷雾旋转干燥吸收工艺,循环流化床烟气脱硫工艺等,湿法烟气脱硫技术主要包括:石灰石-石膏湿法工艺,氨法烟气脱硫工艺,氧化镁湿法工艺等。

  目前国内烟气脱硫技术湿法应用最为广泛的为石灰石-石膏法,半干法应用最为广泛的为循环流化床法。其中湿法脱硫技术共占全世界烟气脱硫装置总量的85%,石灰石-石膏法约占36.7%,其他湿法占48.3%,半干法脱硫技术约占全世界烟气脱硫装置的10%。另还有部分干法脱硫技术,包括循环流化床锅炉内喷钙技术和离子脱硫技术等。

  燃煤机组NOX排放控制技术主要分两大类:一类是采用控制燃烧的方式,如低NOX燃烧技术等,另一类是对燃烧后生成的NOX进行脱除,主要有SCR和SNCR法。

  在烟气污染控制技术多样化、高效化的发展趋势下,烟气污染控制的选择应从能带来环境和经济效益的可资源化方面来考虑。如:石灰石-石膏法脱硫技术——石膏回收利用技术,氨法脱硫技术——硫胺回收利用技术,活性焦法烟气脱硫硝技术——硫酸回用技术,等离子体烟气脱硫脱硝技术——硫胺肥生产技术等一系列新的技术方法应用。

  湿法脱硫受青睐

  当前,以煤为燃料的热电机组与大型火电机组一样,同样面临新标准的考验。

  以浙江湖州地区为例。所有热电企业锅炉以前均执行的是根据省环保厅审核的燃煤烟气排放标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)时的标准,具体控制标准值为烟尘<50mg/Nm3, SO2<400mg/Nm3,NO2<450mg/Nm3(目前尚未执行,但设计中已预留位置)。而新标准,具体控制标准值为:烟尘<30mg/Nm3,SO2<100mg/Nm3(新建锅炉,现已有锅炉允许在2014年7月1日前执行SO2<200mg/Nm3标准,以后也执行此标准),NO2<100mg/Nm3,汞及其他化合物<0.03mg/Nm3,由此看来,要执行新标准,目前仅靠循环流化床炉内脱硫要达到SO2<200mg/Nm3是不可能的。

  到2011年底,浙江全面完成了市、县(市)热电联产规划修订编制工作。到2012年底,通过全面改造升级,热电企业基本只保留一台抽凝机,基本淘汰拆除链条炉、抛煤炉和中压及以下机炉,背压机组化达到40%以上,高效环保锅炉化达到60%以上。

  “十一五”期间,热电企业全面达到达标排放,循环流化床锅炉炉内喷钙干法脱硫,脱硫率达到75%以上,投运率达到90%以上,低温燃烧NOX产生量低于标准400mg/m3以下,其余的非循环流化床锅炉进行尾部加装脱硫,脱硫率达到75%以上,投运率达到90%以上。

  目前,浙江省的杭州、绍兴地区根据“十二五”的规划要求,热电厂基本采用流化床燃烧脱硫技术和尾部烟气脱硫两级方法,脱硫率达到90%以上,两级脱硫的第一级应用中采用湿法占多,半干法占8%左右,但半干法脱硫易引起积灰,总的损失约为0.4%,锅炉效率低约1%,由于钙的喷入及再循环,使粉尘量增大,对除尘器的性能要求更高,能耗增加,在原有的循环流化床上改造投资大,难度也大,除尘也需改造。

  从技术层面讲,湿法烟气脱硫技术相比其他几种方式,该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,特别是石灰石-石膏法工艺已经研究开发出第二代、第三代工艺系统,传统湿法工艺中的堵塞污垢得到很大改善,脱硫率不但可达到90%以上,并且经两级脱水浓缩的石膏产品为含水量小于10%的优质脱硫石膏。另外石灰石-石膏法降低吸收塔中的湿度,可更高提高脱硫率,一般进口烟温要低于35℃,热电厂可利用这一特点在其进入脱硫塔前增加尾部烟气余热回收,做到节能减排。

  另外,湿法石灰石脱硫工艺中可脱近50%的NOX,对于循环流化床来讲,低NOX燃烧器产生的NOX本来就不到400mg/m3,因此石灰石湿法脱硫投入后即可降低到目前的国家新标准要求,所以不必紧跟脱硝,实际酸雨的形成硫氮比为10:1,这样可很好的治理酸雨,同时让大气处理循环利用于植物尤其农业,氮元素是农作物及植物不可或缺的营养元素。

  美国密歇根理工大学森林资源和环境科学学院的科学家经过对密歇根州北部阔叶林20多年的研究发现,大气污染造成的气温和氮含量的适度增加实际上有利于森林生产力的提高,树木在较高温度下生长更快,且如果湿度条件适合,树木在较高氮浓度下能储存更多的碳。

  热电企业的减排亟待政策扶持

  热电联产作为十大节能工程之一,建议各级地方政府主管部门切实做好服务工作,全力推进热电行业改造提升,做到“四坚特”,即坚持规划先行,推进可持续发展;坚持企业为主,增强发展活力;坚持创业创新,提升发展后劲,努力做大做强热电行业,确保热电行业发展走在前列;坚持国家政策支持,为企业实现节能减排发挥更加积极的支撑作用。

  从成本层面上讲,热电企业因脱硫造成电厂厂用电率上升企业亏损、盈利下降,再加上脱硝,电厂雪上加霜,发电成本增高,工业企业用电成本增高,又将引起其他行业一系列经济、价格波动,将影响经济发展,使可持续发展战略不可持续。以上状况,期望引起当地政府有关部门的高度关注及政策支持。

  “十二五”期间,期望相关政府部门对环保减排项目落实好政府专项资金补贴,落实好热电企业的脱硫和脱硝电价,在定价时应考虑热电企业电、热的摊比,真正做到电价政策的落实。例如,脱硫脱硝电价应与大火电一样补贴到企业,否则绝大部分的成本必然要摊到热电企业及下游用热企业,这也不符合国家【2009】115号文件建议指出的“按照合理补偿成本合理确定收益,并维护消费者利益的原则,”核定热力发电价格。不应把政府应承担的责任,绝大部分摊到热电企业和下游用热单位上,要做到对维持所有企业正常生产起到积极作用,有效保障所有居民采暖和企业生产用汽。

 

  作者简介

  蔡明灯,浙江湖州织里长和热电厂副总经理;张春芳,浙江德清中能热电厂总工程师;卢炳根,浙江湖州市电力行业协会副主任。

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