燃煤電廠超低排放改造技術(shù)路線優(yōu)化分析

樊樂(lè)++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(kāi)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(lèi)號(hào)：TU993 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guò)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(guò)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(duì)SO3去除率一般不小于70%，下游設(shè)備一般不會(huì)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(huì)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(duì)燃低硫煤機(jī)組超低排放的主要塔型：包括：噴淋空塔、托盤(pán)塔、單塔雙循環(huán)等技術(shù)；針對(duì)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(jí)復(fù)合脫硫塔（托盤(pán)+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(wèn)題

一是部分超低排放改造項(xiàng)目投資過(guò)高、廠用電率過(guò)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(mǎn)足超低排放要求，但投資運(yùn)行成本過(guò)高，且煙氣治理部分能耗較高，廠用電率的提高無(wú)疑使全廠供電煤耗增加。

二是超低排放改造僅按滿(mǎn)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(duì)技術(shù)路線的發(fā)展將十分不利，包括對(duì)SO3、重金屬、PM2.5等的控制應(yīng)該是我們綜合考慮的問(wèn)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(mǎn)足超低排放要求，但未考慮協(xié)同治理，結(jié)果測(cè)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(wèn)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(duì)燃中硫中灰以上工程應(yīng)用）。但應(yīng)注意對(duì)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(chǎng)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(wèn)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(duì)于排煙溫度高、減溫水量大的鍋爐，可通過(guò)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(guò)加裝煙氣冷卻器，用來(lái)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(duì)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(guò)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(kāi)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(duì)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(guò)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(duì)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(guò)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(duì)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(mǎn)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(lèi)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(yǔ)

因此，通過(guò)對(duì)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(guò)程中，要針對(duì)性的形成對(duì)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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