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朱法華:煙塵超低排放技術(shù)獲得重大突破

發(fā)布時(shí)間: 2016-05-04   來源:中電新聞網(wǎng)

  在黨中央、國務(wù)院及國家相關(guān)部委與地方政府的推動下,我國的電力環(huán)保技術(shù)和裝備從“十二五”之前跟蹤學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)消化吸收,走向了結(jié)合國情的自主創(chuàng)新、深度開發(fā)、集成優(yōu)化,目前污染控制技術(shù)、裝備、指標(biāo)已經(jīng)跟國際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū)甚至處于領(lǐng)先地位,關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。特別是煙塵控制技術(shù)取得了一系列重大突破,形成了多種技術(shù)路線,給電廠的技術(shù)選擇帶來了很大困難。   
 
  煙塵超低排放技術(shù)的重大突破   
 
  “十二五”期間,我國燃煤電廠煙塵排放限值經(jīng)歷了從50毫克/立方米到30(20)毫克/立方米再到10(5)毫克/立方米的三級跳,標(biāo)準(zhǔn)倒逼技術(shù)進(jìn)步。低低溫電除塵、濕式電除塵、移動電極電除塵、新型電源(如高頻、高頻脈沖、三相脈沖)等電除塵系列新技術(shù)迅速發(fā)展,并取得重大突破,使得除塵效率大幅提高,除塵系統(tǒng)能耗大大降低;而濾材創(chuàng)新升級、結(jié)構(gòu)改進(jìn)、流場優(yōu)化等也為電袋復(fù)合除塵、袋式除塵技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了有利條件,為實(shí)現(xiàn)煙塵超低排放控制提供了技術(shù)支持和裝備保證。目前形成了以各類高效電除塵器、電袋復(fù)合除塵器和袋式除塵器為主的煙塵控制和濕法脫硫、濕式電除塵器為主的顆粒物深度脫除技術(shù)格局。   
 
  電除塵技術(shù)方面,“十二五”期間,通過優(yōu)化工況條件,改變除塵工藝路線、解決反電暈和二次揚(yáng)塵等方面的研究,開發(fā)出大批新型高效電除塵技術(shù),使電除塵技術(shù)適應(yīng)范圍擴(kuò)大、除塵效率持續(xù)提高、能耗顯著下降。   
 
 ?。?)低低溫電除塵技術(shù)?!笆晃濉蹦┢?,我國環(huán)保企業(yè)對低低溫電除塵器提效機(jī)理、電除塵效率與粉塵比電阻關(guān)系等進(jìn)行了深入研究,并攻克了余熱利用裝置與電除塵器有機(jī)結(jié)合、余熱利用裝置、煙溫調(diào)節(jié)與電除塵自適應(yīng)控制等關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)   際應(yīng)用表明,低低溫電除塵器除了能夠降低電廠供電煤耗、協(xié)同脫除煙氣中的三氧化硫、PM2.5、汞等污染物外,還可降低電除塵器的比集塵面積20%以上,減少電除塵器的設(shè)備投資;節(jié)約脫硫系統(tǒng)水耗;降低整個(gè)煙氣系統(tǒng)約10%的引風(fēng)機(jī)電耗。在超低排放的背景下,該技術(shù)也獲得了應(yīng)用。   
 
  (2)先進(jìn)的供電電源技術(shù)。國電環(huán)保研究院發(fā)明的基于超微晶材料的高頻電源,2010年成功在上海外高橋第三發(fā)電有限公司100萬千瓦機(jī)組上應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了電除塵器節(jié)能69.5%,提效51.5%。近5年來,該電除塵器高頻電源累計(jì)投運(yùn)5000套,減少煙塵排放30%~70%,同時(shí),減少電除塵器能耗50%~80%。高頻脈沖電源現(xiàn)已開發(fā)成功,30萬千瓦機(jī)組的應(yīng)用表明,節(jié)能與減排效果更加顯著。先進(jìn)的供電電源全面替代了傳統(tǒng)的工頻電源。此外,電除塵器的節(jié)能優(yōu)化控制等技術(shù)的快速發(fā)展,也推動了電除塵器節(jié)能減排性能的深度優(yōu)化。   
 
 ?。?)移動電極電除塵技術(shù)。“十一五”末期,我國建成了熱態(tài)移動電極電除塵中試裝置、移動電極電場等試驗(yàn)裝備,完成了大量試驗(yàn)驗(yàn)證,全面掌握了核心技術(shù),攻克了設(shè)備的可靠性等多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn),并對陽極板同步傳動方式、清灰刷組件結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),提高了設(shè)備的可靠性。   
 
  (4)其它電除塵技術(shù)。粉塵凝聚、煙氣調(diào)質(zhì)、隔離振打、關(guān)斷氣流斷電振打等一批新型電除塵技術(shù),已成功應(yīng)用在大型燃煤機(jī)組。這些新型電除塵技術(shù)在不同煙氣工況條件下的組合應(yīng)用,也成為應(yīng)用電除塵實(shí)現(xiàn)超低排放控制的重要技術(shù)。   
 
  電袋復(fù)合除塵技術(shù)方面,解決了大型化應(yīng)用、氣流均布、荷電粉塵過濾機(jī)理、濾料選型配方等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題,工程推廣應(yīng)用十分迅猛。截至2014年底,累計(jì)配套應(yīng)用裝機(jī)容量突破20萬兆瓦,形成了一   個(gè)全新的除塵產(chǎn)業(yè)。實(shí)踐表明,電袋復(fù)合除塵器具有長期穩(wěn)定的低排放、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),并能實(shí)現(xiàn)5毫克/立方米以下的超低排放。   
 
  袋式除塵技術(shù)方面,隨著火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,袋式除塵器在濾料、清灰、系統(tǒng)阻力等方面均有很大突破,尤其是濾料在強(qiáng)度、耐溫、耐磨以及耐腐蝕等方面綜合性能有了大幅度提高。   
 
  濕法脫硫深度脫除顆粒物技術(shù)方面,隨著超低排放的推進(jìn),空塔噴淋層應(yīng)用越來越少,不少煤電機(jī)組將原來的空塔改為旋匯耦合塔、帶1~2層托盤的托盤塔、雙pH值循環(huán)塔、串聯(lián)塔、U型塔等,除霧器也改為管式除塵除霧器、3層屋脊式除霧器或2層屋脊式加1層管式除霧器,脫硫與除塵除霧效果均明顯提高。   
 
  濕式電除塵深度脫除顆粒物技術(shù)方面,近3年來濕式靜電除塵(WESP)技術(shù)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,已經(jīng)形成了金屬極板WESP、導(dǎo)電玻璃鋼WESP、柔性極板WESP三種主要技術(shù)流派,均得到了工程應(yīng)用,為超低排放的實(shí)現(xiàn)提供了可靠保障。   
 
  煙塵超低排放技術(shù)的使用狀況   
 
  2012年國電環(huán)境保護(hù)研究院牽頭在湖南益陽電廠建成了我國首臺30萬千瓦機(jī)組濕式電除塵器示范工程,采用的是柔性電極。與此同時(shí),福建龍凈牽頭在上海長興島電廠的65噸/小時(shí)的鍋爐上建成了首臺工業(yè)性的示范裝置,采用的是金屬極板。運(yùn)行檢測結(jié)果表明,濕式電除塵器對煙氣中的各種細(xì)顆粒物、三氧化硫、汞及其化合物等均具有很好的脫除效果。此后,各種形式的濕式電除塵器成為燃煤電廠超低排放的標(biāo)配。   隨著煙氣脫硫的要求越來越高,不少電廠采用旋匯耦合+管式除霧器工藝、雙pH值循環(huán)脫硫+3層屋脊式除霧器或2層屋脊式+1層管式除霧器等脫硫除塵一體化工藝,均起到了很好的除塵效果。因此也形成了多元化的煙塵超低排放技術(shù)路線。   
 
  技術(shù)路線選擇的基本原則   
 
  考慮到我國的環(huán)境狀況,國家對煤電企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管日益嚴(yán)格,燃煤電廠在選擇超低排放技術(shù)路線時(shí),應(yīng)選擇技術(shù)上成熟可靠、經(jīng)濟(jì)上合理可行、運(yùn)行上長期穩(wěn)定、易于維護(hù)管理、具有一定節(jié)能效果的技術(shù)。鑒于以上要求,筆者提出煙塵超低排放技術(shù)路線選擇時(shí)應(yīng)遵循“因煤制宜、因爐制宜、因地制宜、統(tǒng)籌協(xié)同、兼顧發(fā)展”的基本原則。  
 
  因煤制宜,不僅要考慮設(shè)計(jì)煤種、校核煤種,更要考慮隨著市場變化,電廠可能燃燒的煤種與煤質(zhì)波動,要確保在燃用煤質(zhì)條件下,煙塵能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放。對于煤質(zhì)較為穩(wěn)定、灰份較低、易于荷電、灰硫比較大的煙氣條件,選擇低低溫電除塵器+脫硫除塵一體化的脫硫工藝,不失為一種經(jīng)濟(jì)合理的選擇。對于煤質(zhì)波動大、灰份較高、荷電性能差、灰硫比較小的煙氣條件,可選擇電袋復(fù)合除塵器或袋式除塵器,后面是否加裝濕式電除塵器,則取決于除塵器的出口濃度及后面采用的脫硫工藝的除塵效果。   
 
  因爐制宜,主要考慮不同爐型對飛灰成份與性質(zhì)的影響。如循環(huán)流化床鍋爐,一般用于燃燒煤矸石等劣質(zhì)燃料,灰份含量高,且燃燒過程添加石灰石脫硫,會造成飛灰中鈣成份較高,降低飛灰的荷電性能,一般宜采用電袋復(fù)合除塵器或袋式除塵器。燃用無煙煤或低揮發(fā)份煤的W型火焰鍋爐或者煤粉爐,則要關(guān)注飛灰中的含炭量,炭的存在影響電除塵器的除塵效率。   
 
  因地制宜,既要考慮改造機(jī)組的場地條件,也要考慮機(jī)組所處的海拔高程。如采用雙塔雙循環(huán)脫硫工藝、加裝濕式電除塵器等一般都需要場地或空間條件。對于高海拔的燃煤電廠,還應(yīng)考慮高程的空氣影響煙氣條件,從而影響電除塵器的性能?! ?br/> 
  統(tǒng)籌協(xié)同。煙氣超低排放是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,各設(shè)施之間相互影響,在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行過程中,要統(tǒng)籌考慮各設(shè)施之間的協(xié)同作用,全流程優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)控制效果好、運(yùn)行能耗低、成本最經(jīng)濟(jì)的最佳狀態(tài)。   
 
  兼顧發(fā)展,不僅要滿足現(xiàn)在的排放要求,還應(yīng)考慮排放要求的發(fā)展以及技術(shù)、市場的發(fā)展變化。如目前我國對煙氣中的三氧化硫排放沒有要求,對汞及其化合物的排放要求還比較寬松,技術(shù)路線選擇時(shí)應(yīng)考慮下一步排放限值的發(fā)展。此外,污染防治技術(shù)也在不斷發(fā)展,需要考慮技術(shù)進(jìn)步及其改造的可能性。煤炭市場、電力市場等均處于不斷變化之中,煤質(zhì)穩(wěn)定性有無保障、電力負(fù)荷的變化、煤電深度調(diào)峰對煙氣成份的影響等也應(yīng)綜合考慮。   
 
  總之,燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)路線的選擇不是一件容易的事,既要考慮一次性投資,也要考慮長期的運(yùn)行費(fèi)用;既要考慮投入,也要考慮節(jié)能減排的產(chǎn)出效益;既要考慮技術(shù)的先進(jìn)性,也要考慮其運(yùn)行可靠性;既要考慮超低排放的長期穩(wěn)定性,也要考慮故障時(shí)運(yùn)行維護(hù)的方便性;既要立足現(xiàn)在,也要兼顧長遠(yuǎn);是對決策者能力與智慧的綜合考驗(yàn)。

      關(guān)鍵詞: 超低排放,火電,節(jié)能環(huán)保

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