Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＦＯｒｕｍ 燃煤火电厂超低排放解析 李柏峰 袁杭 （中国联合工程公司。 浙江杭州３１００５２） 【摘要】燃煤火电厂在生产过程中，燃料燃烧排放大量烟尘、 ＳＯ 、ＮＯｘ，对环境造成了严重破坏。随着社会环保意识的加强， 对热电厂污染排放的要求也越来越高。本文就热电厂超低排放展开 够满足二氧化硫超低排放要求。 ２．２氮氧化物 控制氮氧化物的排放，需根据炉型的不同采用不同的烟气脱硝” 分析。 【关键词】超低排放；脱硝；脱硫；除尘 根据数据显示，２０１４年以来，全国平均雾霾天数为５２年来之 最，安徽、湖南、湖北、浙江、江苏等ｌ３地均创下“历史纪录”。 大气污染在京津冀地区、长三角尤为严重。为遏制日渐严峻的大气 污染物排放形势，２０１４年９月１２日，国家发展改革委、环境保护 部、国家能源局联合下发了“关于印发《煤电节能减排升级与改造 行动计划（２０１４—２０２０年）》的通知”，提出了新建燃煤发电机组大 气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的行动目标。即在 基准氧含量６％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不 高于ｌＯ、３５、５Ｏ毫克／立方米，业界称其为超低排放，以下就燃煤 火电厂中的超低排放进行分析。 １燃煤火电厂大气污染物排放现状 燃煤火电厂的大气污染主要是二氧化硫、二氧化碳和一些硫化 物、Ｎ０ｘ及烟尘等。二氧化硫、硫化物、ＮＯｘ排入空气中之后，会形 成酸雨，进而破坏土壤和建筑；二氧化碳是引起温室效应的主要气 体，排入空气中后，会进一步加强温室效应现象；而烟尘进入空气 中后，主要是以悬浮物、尘埃形式存在的，会造成空气中细颗粒物 浓度较高，影响大气环境质量，甚至形成雾霾等现象。 目前，燃煤火电厂大气污染物排放执行的最新标准是《火电厂 大气污染物排放标准》（ＧＢ１３２２３—２０１１），该标准２０１２年１月１日起 执行。并于２０１３年２月２７日发布了《关于执行大气污染物特别排 放限值的公告》（公告２０１３年第１４号），明确了重点地区范围，要 求重点地区范围内的火电燃煤机组自２０１４年７月１日起执行烟尘特 别限值标准。结合前述的超低排放指标，各排放标准对比见表１ 表１各排放标准对比 序 污染物项目 环保部现行标 重点地区排放 超低排放标准 号 准（ｍｇ／Ｎｍ３） 标准（ｍｇ／Ｎｍ３） （ｍｇ／Ｎｍ３） ｌ 烟尘 ３０ ２０ ５ ２ 二氧化硫 １００ ５０ ３５ ３ 氮氧化物 １０Ｏ １Ｏ０ ５０ （以ＮＯ２计） ４ 汞及其化合物 ０．０３ ０．Ｏ３ Ｏ．０３ 说明：１、重点地区外，２０１２年１月１日前已建成投产或环境影 响评价文件己通过审批的燃煤锅炉火力发电机组的二氧化硫排放浓 度限值执行２００ｍｇ／Ｎｍ。的标准。 ２、自２Ｏ１５年１月１日起，燃煤火电厂执行汞及其化合物污染 物排放限值。 ２燃煤火电厂实现超低排放的措施 ２．１二氧化硫 为满足国家环保标准要求，国内燃煤火电厂基本设置了炉后烟 气脱硫装置。而仅靠原有烟气脱硫系统设计能力，难以满足二氧化 硫超低排放要求，必须对烟气脱硫系统进行增容改造。 在日益严格的环保标准要求下，各个脱硫工艺供应商纷纷在自 有脱硫工艺基础上研发了满足二氧化硫超低排放指标的技术，石灰 石一石膏湿法烟气脱硫工艺如南京龙源采用单塔双循环技术，上海龙 净采用单塔双区技术，武汉凯迪采用单塔双托盘技术，以及通用的 双塔双循环技术等，均能满足二氧化硫排放浓度不大于３５ ｍｇ／Ｎｍ３ 的要求。对于氨法烟气脱硫工艺，与石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺 相比，有更高的脱硫能力，其脱硫效率可以做到不小于９８％，再采 用增加一级喷淋层、优化空气氧化系统、加高吸收塔等措施后，能 ３６２ Ｉ华东科技 工艺路线。（１）煤粉锅炉 控制煤粉锅炉火电厂的系统出口氮氧化物排放浓度，首先应从 根源上降低ＮＯｘ的生成量，一般采用空气分级低氮燃烧技术。其主 要原理是将燃料的燃烧过程分段进行。即将燃烧用风分为一、二次 风，减少煤粉燃烧区域的空气量（一次风量），提高燃烧区域的煤粉 浓度，推迟一、二次风混合时间，这样煤粉进入炉膛时就形成一个 过剩空气系数在０．８左右的一级燃烧区，使燃料在富燃料区进行欠 氧燃烧，使得燃烧速度和温度降低，从而抑制了燃料型和热力型Ｎ０ｘ 的生成，同时由于不能完全燃烧，部分中间产物如ＨＣＮ和ＮＨ 等会将 部分己生成的Ｎ０ｘ还原成Ｎ ，从而使燃料型Ｎ０ｘ的排放量也有所降 低。然后欠氧燃烧产生的烟气再与二次风混合，使燃料燃烧完全， 但由于此区域的温度已经降低，新生成的Ｎ０ｘ十分有限。燃料在进 行低氮燃烧之后，炉膛出口Ｎ０ｘ生成量能够降低３０％ ４０％。 在省煤器出口设置ＳＣＲ烟气脱硝装置后（催化剂首次填充２层， 预留一层），脱硝装置出口ＮＯｘ排放浓度基本可以控制在５０ｍｇ／Ｎｍ。 以内。低氮燃烧技术仅需较低的一次性投资，就能够达到降低ＮＯｘ 排放浓度的目的，与提高ＳＣＲ烟气脱硝装置脱硝能力相比，可大大 节约运行成本。 （２）循环流化床锅炉 循环流化床锅炉作为一种洁净燃烧技术，具有良好的环保效果， 是一种相对清洁的燃烧方式。在ＣＦＢ锅炉中，燃烧及脱硫发生在由 大量灰粒子所组成的温度相对较低（接近８７０℃）的床层内，平均燃 烧温度通常控制在８５０￣Ｃ￣９００￣Ｃ的范围内，低的燃烧温度及配风方 式使燃料型ＮＯｘ和热力型ＮＯｘ的生成量大幅度降低。在采用ＳＮＣＲ烟 气脱硝工艺后，基本可以满足现行环保标准要求，但无法满足超低 排放对ＮＯｘ排放浓度的要求。需在锅炉尾部设置ＳＣＲ烟气脱硝装置 对ＮＯｘ进一步脱除。ＳＣＲ烟气脱硝装置的设置位置根据催化剂反应 温度问确定。 采用ＳＮＣＲ＋ＳＣＲ脱硝工艺后，循环流化床锅炉火电厂ＮＯｘ排放浓 度均能满足超低排放指标要求。 ２．３烟尘 干式电除尘器（Ｄｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｒｏｔ，以下简称 ＤＥＳＰ）虽然能达到很高的收尘效率（即除尘器出Ｅｌ＜２０ ｍｇ／Ｎｍ３）， 但是由于ＤＥＳＰ布置在脱硫系统之前，对脱硫系统本身由烟气带出的 颗粒物无法收集 传统的改造方案把焦点放在原电除尘设备上，工 艺流程是烟气经电除尘设备后流经脱硫系统，再通过烟囱排放。前 端电除尘设备是否达标、脱硫带来的颗粒物排放、蓝烟酸雾、重金 属汞等多种污染物，导致脱硫后超低排放难以实现。 为了适应新的排放标准，真正终端方式解决排放问题，可以采 用新的除尘工艺，开发出新型结构的电除尘器。目前，国外主要采 用湿式电除尘器（Ｗｅｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｏｒ，以下简称ＷＥＳＰ） 来降低最终排放浓度，除去石膏（硫铵晶体）、微细粉尘和Ｓ０。。欧 美和日本等发达国家已经应用此工艺使烟囱出口排放在５ｍｇ／ｍ 以 内。 早期的湿式电除尘器主要应用于硫酸和冶金工业生产中，１９８６ 年后，国外燃煤电厂也开始采用湿式电除尘器，用于除去烟气中粉 尘等污染物，取得了良好的效果。半个世纪来，湿式电除尘器广泛 应用于冶金、化工等行业，在控制烟气中的酸雾、细微颗粒方面效 果显著。目前全世界范围内投入运行的湿式电除尘器超过１０００台。 （下转第３６５页） 科技论坛 财务决算表等，保证数字的清晰准确。此外为了提高竞争力，企业 可以把近些年来竞标成功的项目列举出来，并对相关的技术人员进 行简单的介绍，注明其工作年限、学历状况、获奖情况等，这都有 助于企业在激烈的竞标中拔得头筹。 ３．５投标承诺 投标文件承诺要和招标文件的要求保持一致，同时其内容涵盖 全面，在投标文件编制时，要把承诺内容详细准确的列举出来，避 免出现理解错误的现象，对于合同条款的承诺应当确认全部的条款， 同时保证用词恰当准确，提高投标文件的合理性和承诺力度。 ３．６施工组织设计 施工组织设计方案是投标文件中最重要的环节，也直接反应了 企业的综合实力，因此在施工组织方案的编制时，要遵守以下的原 则：①要对现场进行详细的调查，对于整个工程状况也充分的了解， 保证施工组织设计方案的准确性，同时要结合施工项目的特点调整 组织方案，尤其是对于施工过程中的难点、重点进行深入的分析； ②严格规划工程的工期，并编写相关的工期“网络图”，保证施工工 期的流畅性，对于特殊的工期要求，要采取相应的加强措施，保证 工程工期不出现拖延；③详细规划工程现场，当前在施工现场的规 划中，常采用“工程平面图”来提高现场布置合理性，要综合考虑 现场不同施工因素之间的影响，规划好施工规模、施工方案、施工 工期之间的关系，因地制宜的优化现场资源配置，保证施工工期的 紧密性和连贯性。此外要协调不同施工部门之间的配合，根据工程 进度调整施工队伍配置，保证各项施工流程的连贯性；④在施工过 程中，需要用到大量的机械设备，而在某些工程项目施工中，由于 受到施工空间的影响，大型机械很难再施工现场同时展开，这就需 要投标方设置合理的组织方案，严格检测不同设备型号和种类，保 证施工流程和施工工期不受拖延，此外要保证工程原材料的使用和 （上接第３６２页） 预算表的统计相吻合。⑤对于特殊施工项目的规划，在投标文件中 的施工组织设计中，要充分考虑到季节变化对于施工的影响，尤其 是季节变化对于地基施工、混凝土施工项目的影响，对于要穿越河 流的桥梁隧道，也要设计专门的施工组织计划，并保证施工项目的 质量指标、施工要求于招标文件的一致性；⑥施工组织方案遵守质 量管理模式，要结合现行的相关质量管理条例，对不同施工流程进 行质量控制，提高特殊施工的施工质量，同时在投标文件中展示相 应的质量检测设备，满足招标文件中对于实验仪器等硬件条件的要 求；⑦保证安全生产，安全生产是施工项目的头等大事，因此要建 立安全保障体系，同时配备相关的安全防护设备，对于特殊工种施 工采取特种保护措施，在投标文件中应当做出安全生产的承诺，必 要时可以对企业安全生产的相关数据进行列举，提高投标文件的竞 争力。 ４总结 总而言之，在当前投标竟标模式逐渐规范化的今天，提高企业 的投标文件编制能力有助于提升企业的竞争力，增大企业中标的概 率，因此相关的施工部门应当提高其投标文件的编制能力，并重视 编制中容易出现的问题，提高投标文件的可信度、全面性和合理性。 以上是本人的粗浅之见，但是由于本人的知识水平及文字组织能力 有限，因此文中如有不到之处还望不吝赐教。 参考文献： ［１］谭雁璋．浅谈编制投标文件应注意的问题Ⅱ］．山西建筑，２００７（３）． ［２］孙雷．浅谈投标文件编制注意事项Ⅱ】ｌ建设与施工，２００８（３）． ［３］潘锡雄．工程投标文件编制应注意的细节卟建筑工程，２０１１（２９）． ［４】徐鹏．论工程投标文件编制中注意的几点问题Ⅱ】＿科技资讯， ２０１３（３５）． ｆ５１何荣银．浅谈编制投标文件Ⅱ１．现代装饰，２０１１（０３）． 中高压喷嘴喷出的荷电雾滴碰撞凝聚成更大的颗粒，在电场力的作 用下向集尘极运动，进而随集尘极上的水膜流进灰斗而被除去。 ３工程实例 采用湿式电除尘器能有效脱除粉尘和气溶胶，烟尘浓度控制在 ５ｍｇ／ｍ。内。改善烟囱透明度；有效脱除ｓＯ。，缓解下游烟道、烟囱的 腐蚀；解决烟气携带的石膏（硫铵晶体）等环境问题。湿式电除尘 器的性能不受煤灰性质的影响，内部没有运动部件，性能稳定可靠， 效率高，可实现接近零排放，彻底解决烟囱排放问题。同时，湿式 电除尘器对重金属（汞及其化合物）也有很好的脱除效果。 湿式电除尘的工作过程分为电晕放电和粉尘荷电、荷电粉尘颗 粒的捕集以及沉积的粉尘从集尘极上清除三个过程。含尘烟气在进 以河北某电厂为例，该厂一期工程安装两套２×３５０ＭＷ汽轮机发 电机组，其中锅炉为一次中间再热、单炉膛、切圆燃烧亚临界控制 循环燃煤汽包锅炉。改造前烟气依次经过ＳＣＲ烟气脱硝装置、静电 除尘器、引风机、石灰石一石膏湿法烟气脱硫，最终经烟囱排入大气。 为满足超低排放要求，分别对锅炉本体进行了低氮燃烧改造、脱硫 增容提效技术改造，并在湿法烟气脱硫装置后部增设了湿式静电除 入电除尘器后，在高压直流电的作用下，粉尘会带上电荷，与电场 项目 炉膛出口ＮＯｘ 改造前 尘器。改造前后参数对比见下表２。 改造后 ≤２００ （全工况） 单位 ｍｇ／Ｎｍ 表２改造前后烟气参数对比 ≤４５０ （设计值） 烟囱出口ＮＯｘ排放浓度 脱硫装置出口Ｓ０２排放浓度 烟囱出口烟尘排放浓度 １ＯＯ ５０ ５０ ３３ ３１ ４．４ ｍｇ／Ｎｒａ ｍｇ／Ｎｍ ｍｇ／Ｎｍ ４结语 放，进一步提升煤电高效清洁发展水平，能够有效解决煤炭资源利 用和环境承载能力之间的矛盾，是推动能源生产和消费革命的具体 行动，对大气污染防治和电力行业可持续发展有着重要意义。 深入，人类社会最终会可持续的合理发展，人们的生活会更加美好。 参考文献： 超低排放就是通过多污染物高效协同控制技术，使燃煤机组的大气 主要污染物排放标准达到天然气燃气机组的排放标准。实施超低排 （上接第３６３页） 据不同水质要求，综合平衡，串流使用，同时改进水质稳定措施，不断 提高水的循环利用率 （４）发展适合工业废水特点的新的处理工艺和 技术，如用磁法处理钢铁废水具有效率高，占地少，操作管理方便等 优点。 川１邹家庆，工业废水处理技术ｆｊ 化学工业出版社２００３． ［２］高延耀，顾国雄．水污染控制工程［Ｍ１．北京：高等教育出版社，１９９９． ３唐受印，戴友芝，汪大晕．废水处理工程【Ｍ］．北京：化学工业出版 社．２００４． ５结束语 随着人类社会的发展，科技的进步，带来了许多污染，但同时， 人们保护环境意识的提高，科技的进步，进行环境保护的研究不断 ［４］赵天亮工业含酚废水治理进展及前景Ｕ］．环境科学与技术，２００８（６）． ２０１５ ０２ Ｉ ３６５