调峰燃煤锅炉烟气污染物超净排放特性研究

李相佐

黑龙江龙唐电力投资有限公司大庆供热分公司    黑龙江省大庆市  163000

摘要: 电站燃煤导致的环境污染不仅制约了我国经济可持续发展,还威胁到人民群众的身体健康｡为了减少电站污染物排放量,避免燃煤对经济环境社会造成不良的影响,国家就此下发了全新的排放标准｡面对日渐严重的环境问题,还制定了诸多方针政策来限制火电行业污染物的排放｡该文将从资源､资金､管理方面分析我国燃煤锅炉烟气污染物超低排放现状,并提出合理化建议,以供参考｡旨在保护环境,实现人与自然的和谐发展｡

关键词:电站燃煤锅炉;烟气污染物;超低排放

电站燃煤导致的环境污染不仅制约了我国经济可持续发展,还威胁到人民群众的身体健康｡为了减少电站污染物排放量,避免燃煤对经济环境社会造成不良的影响,国家就此下发了全新的排放标准｡面对日渐严重的环境问题,还制定了诸多方针政策来限制火电行业污染物的排放｡

1电站燃煤锅炉烟气污染物超低排放现状

火电排放问题始终制约着电站实现可持续发展,迫于减排压力我国颁发了上大压小政策,推动火电机组向着大容量和大功率的方向发展｡大容量机组虽在污染物排放与耗能方面较小容量机组有更多的优势,但因受机组使用小时数少､设施发电负荷低等方面影响,导致大容量锅炉的污染物排放与运行效率都与初期设计的有较大差别｡面对严格的排放限值,很多电站在已有污染物脱出设施之上投入大量资金完成升级改建｡改建之后,1000MW的机组成本提高到1.25min/kW·h,600MW的机组提高到1.52min/kW·h,300MW的提升到1.96min/kW·h｡

1.1资源浪费问题

针对发电企业来讲,引进大容量机组不但能减少成本投入,还能增加发电量配额,上网电量指标的状态直接影响着电站的经济效益｡虽大容量机组使用小时要超过小容量机组,其设备却没有被充分利用｡另外,由于大容量机组的负荷率过低导致煤耗增加也是不可忽略的｡根据机组具体运行状况,机组负荷率提升15%,各种等级的机组影响供电煤耗也超过了6g/kW·h｡无形之中产生了资源浪费,而且随着大容量火电机组的不断引进,浪费情况会越来越严重｡

1.2资金浪费问题

就调峰方面而言,大容量机组并不占优势,而且调峰过程对地区电网会带来较大影响｡现在使用的小容量机组大部分比较陈旧,因此在调峰时依然离不开新设大机组的支持｡在此建设过程中没有及时开展调查与论证工作,导致大､小容量机组的配备不够科学､合理｡我国每次下发环保政策时,都会导致一些电站环保设备改建重造,出现重复投资的情况｡在升级改造过程中通常是对设施与管道进行调整设置,对一些电站来说建造结束时预留空间较小,新引进的设施布置也成为一大难题,包括很多正在整改的电站在新政策颁布后要重新设计已有方案,导致前期成本投入白白浪费｡

1.3管理工作问题

除了以上2种问题,火电企业超低排放为电站技术选用与管理方面也带来了巨大压力｡在已有技术水平的基础上实现超低排放需要添加相应的环保设施,利用系统完善､控制煤质等途径来完成,这将会出现系统可靠性下降,耗能增加,烟道阻力加大等问题,对企业资金投入和良好发展带来一定影响｡

2污染物排放特性研究

2.1燃煤机组概况

国内某电厂先后对6台燃煤机组进行了脱硝改造､脱硫增容和低氮燃烧器改造等一系列环保升级技术改造｡2015年,随着6#机组的改造工程竣工,6台燃煤机组全部完成超净排放改造,总装机容量2560MW｡改造后电厂超净排放技术路线如图1所示｡

图1 超净排放技术路线

2.2排放特性

2.2.1脱硝工艺

首先对烟气温度和总风量进行优化,结果分别见图2和图3｡

图2 烟气温度对 NOx 脱除效率的影响

由图1可知,烟气温度由368℃升至398℃的过程中,NOx脱除效率随烟气温度升高几乎呈线性增加,温度超过398℃后,NOx脱除效率反而下降｡理论上,烟气温度越高对脱硝系统越有利,但在实际工程运行中烟气温度并不是越高越好,因此烟气温度建议控制在377~407℃｡ 

由图3可知,总风量为1286t/h时,NOx脱除效率最高｡总风量对烟气流速的控制至关重要,而烟气流速是关键的反应条件｡在实际工程运行中,总风量宜控制在1100~1500t/h｡

图3 总风量对 NOx 脱除效率的影响

在烟气温度和总风量优化的情况下,考察了表1各工况下的脱硝效率,出口NOx质量浓度均可以控制在50mg/m3以下,能够达到GB13223—2011超净排放的脱硝标准｡图4对比了改造前后NOx的脱除效率,改造后相对改造前NOx平均脱除效率提升了6百分点｡

2.2.2脱硫除尘工艺

改造前后60%负荷工况下机组脱硫除尘对比情况如表2所示｡改造后,出口烟尘和SO2浓度均大大降低,其中出口烟气SO2质量浓度为28.7mg/m3,低于35mg/m3;出口烟尘质量浓度为3.4mg/m3,低于5mg/m3,均达到了GB13223—2011超净排放的标准｡

2.3经济性分析

该电厂日平均运行小时数为20h,年运行小时数为5500h｡电厂完成改造后每年可减少SO2及NOx排放量分别为2.7万､1.3万t,年缴纳的SO2和NOx排污费用可减少2526.3万元,具有显著的节能及经济效益｡

3结论

综上所述,电站燃煤锅炉烟气污染物超低排放是社会和谐发展的基本要求,相关人员要结合实际情况有针对性地选用优化对策｡可从重点控制区域率先发展超低排放技术､完善环保电价政策､加强违规电站惩罚等方面入手,不断提高空气质量｡

参考文献

[1]韩涛,潘卫国,王文欢.电站燃煤锅炉烟气污染物超低排放[J].应用能源技术,2016(1):14-18.

[2]党红艳,魏宁.电站燃煤锅炉硫排放检测方法的探讨[J].煤炭加工与综合利用,2017(5):72-74.