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国家煤电机组环保改造示范项目交出首份答卷

  • 发布时间:2015-04-28 01:31:13  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  4月8日9时,天津军粮城发电厂9号机组排放监测数据实时显示:二氧化硫9.2mg/Nm3、氮氧化物39.6mg/Nm3,烟尘排放浓度2.9mg/Nm3,达到煤电超低排放标准,其中烟尘排放已低于燃气轮机排放限值,实现了超低排放。

  “天津军粮城发电厂9号机组脱硫、脱硝、除尘改造项目于去年底完成,已稳定运行145天。” 中国华电工程(集团)有限公司董事长、党组书记孙青松接受采访时表示,该项目是2014年国家能源局确立的13个环保示范项目之一,改造完成后于2015年2月通过天津市环保局的验收,是13个项目中第一个交出“答卷”的。

  该项目由中国华电工程(集团)有限公司环保分公司承担,项目实施中采用自主创新的湿式静电除尘技术,自主研发并应用了国内第一个无外壳导电玻璃钢湿式静电除尘器。该项目的投运,也让华电军粮城电厂成为国内首个分别在线测量PM2.5、PM10和微尘总量的燃煤电厂。

  “超低排放”时代骤至

  2015年1月,“史上最严”环保法正式实施,“超低排放”时代骤至。2014年9月,国家发改委、环保部、国家能源局联合下发的《煤电节能升级与改造行动计划(2014—2020年)》(以下简称《行动计划》)更是将煤电排放的“版本”升级为国家意志。

  煤电行业是我国大气污染排放量最多、对大气污染环境影响最大的行业之一。调查数据显示:2013年,我国二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘排放总量分别为2044万吨、2227万吨和1500万吨,均居世界第一;其中煤电行业二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘排放量分别为777万吨、967万吨、218万吨,分别占到38%、43%和17%。

  《行动计划》中,明确提出严控煤电行业的大气污染物排放,要求新建燃煤发电机组(含在建和已纳入国家火电建设规划的机组)应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施,不得设置烟气旁路通道。明确要求东部地区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排放限值(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10、35、50毫克/立方米);中部地区新建机组原则上接近或达到燃气轮机排放限值;鼓励西部地区接近或达到燃气轮机排放限值。支持同步开展大气污染物联合协同脱除,减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。

  华电电力科学研究院副总工程师朱跃指出,从制定的目标看,《行动计划》明确新建燃煤电厂向燃气电厂看齐,现役机组通过5年改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时,发电企业作为责任主体,将要面对更加巨大的环保和改造压力。中国华电集团公司作为国内大型发电企业之一,未雨绸缪,首批确定天津军粮城电厂、山东章丘电厂、河北裕华电厂等进行超低排放改造。

  “除尘”成为煤电减排关键

  超低排放标准对于煤电行业来说是否过于严苛?环保改造在全行业内能否顺利铺开?

  有关专家在接受媒体采访时表示,我国现有的技术水平完全能满足煤电节能减排升级与改造的目标要求,关键在于产业创新与商业模式创新,特别是技术创新成果能够得到推广应用。

  中国华电工程(集团)有限公司环保分公司副总经理李苇林介绍,在煤电环保改造中,通过采用单塔单循环、双塔双循环等脱硫技术,采用加装低氮燃烧器、加装一层催化剂等脱硝技术,均能满足超低排放要求,但烟尘排放浓度小于10(5)mg/Nm3的要求较难达到。作为行业内公认的控制微细颗粒物等气溶胶排放最有效的手段之一,湿式静电除尘器可以满足烟尘排放要求。

  发达国家针对污染治理发展的需要,在湿式静电除尘器的研制及发展方面起步早、发展快。据不完全统计,已有50余套不同类型的湿式静电除尘器应用于美国、欧洲及日本的电厂,主要作为大气复合污染物控制系统的最终精处理技术装备,用于去除湿法烟气脱硫装置无法收集的酸雾、控制PM2.5 微细颗粒物及解决烟气排放浊度问题。国外电厂测试报告表明,湿式静电除尘器对PM2.5 的去除效率均高于70%,烟尘排放浓度低于5mg/Nm3,酸雾的去除率超过95%,烟气浊度能够降低到10%,甚至达到接近零浊度排放。

  朱跃介绍,我国在湿式静电除尘器方面的研究工作起步虽晚,但近几年因PM2.5 污染治理形势逼迫,技术发展较快,国内各大环保企业或自主研发,或引进国外技术,已取得了可喜的成绩。

  湿式静电除尘“点亮”军粮城

  军粮城电厂9、10号机组分别于2010年7月、9月投产,当初配套布置了脱硫、脱硝、除尘等设施。环保改造前,每台锅炉配备了2台除尘效率为99.93%的布袋除尘器,除尘器出口设计烟尘浓度小于30mg/m3(标态、干基、6%O2)。

  2014年4月,军粮城9号机组环保改造工程开始立项建设,项目内容涉及脱硫、脱硝和除尘改造,脱硫脱硝均为常规改造,湿式静电除尘改造则成为项目亮点。

  天津军粮城示范项目湿式静电除尘器安装于新建二级脱硫吸收塔顶部,烟气从脱硫吸收塔顶部自下往上进入湿式静电除尘器,进一步去除细微颗粒与雾滴,净化后的烟气从顶部排出。湿式静电除尘器收集的悬浮液体及冲洗水重力自流回脱硫吸收塔浆液池。

  自2014年11月底项目投运开始,天津市环境监测中心进行了跟踪监测,并出具了监测报告,报告中指出:总排口废气三周期烟尘、氮氧化物最大小时排放浓度分别为3.28mg/m3、24.0mg/m3,二氧化硫监测结果全部低于方法检出限值。林格曼烟气黑度均小于1级,低于《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)表2中重点地区燃气轮机组特别排放限值。

  在完成湿式静电除尘器从研发到成功落地的同时,华电工程取得了刚性放电极除雾装置的实用新型专利授权,另外还申请了捕集湿法脱硫后烟气中的细颗粒物的电除雾方法和装置等3项发明专利。

  湿式静电除尘技术应用前景广阔

  近年来,面对日益明晰的超低排放要求,湿式静电除尘技术也成为电力行业解决控制微尘排放的首要选择。起初,业内普遍认可金属板和柔性材料作为阳极,但两种技术均存在造价高、耗水量大、耐腐蚀性不强等问题。

  “在军粮城电厂9号机组环保改造项目中,华电工程对湿式静电除尘设备也进行了升级。”李苇林介绍,该项目采用机制导电玻璃钢作为阳极材料,保证了除尘器本体耐酸和耐氯离子腐蚀的性能,使用寿命可达到甚至超过25年,同时大大强化了导电性能,实现了玻璃钢防腐性能和金属导电性能的完美结合。华电工程湿式静电除尘器阳极模块独家采用无金属外壳技术,不会出现常规的外壳腐蚀泄漏等问题;同时,湿式静电除尘器耗水量小,一台300MW机组,耗水量仅为1—2t/h,脱硫废水直接返回脱硫吸收塔,无需设独立的废水处理系统,而且也不会影响脱硫水平衡。

  李苇林在接受采访时表示,我公司湿式静电除尘器采用自主生产的机制导电玻璃钢产品,大幅提升了安装的精准度,既能保证性能又能够合理控制投资造价。通过军粮城电厂9号机组湿式静电除尘器实施经验的积累和总结,我们将对湿式静电除尘器的结构和工艺进一步优化,以大幅降低工程造价,便于进一步在电力、冶金、化工、钢铁等各行业环保行动中大力推广。

  项目大事记

  华电天津军电热电有限公司#9、#10(2×350MW)机组环保改造项目是华电工程的第一个湿电除尘项目,在国内首次采用无外壳湿电除尘器、并首次实现了在线测量PM2.5、PM10和微尘总量。

  2014年4月17日,可行性研究审查完成;

  2014年5月27日,初步设计完成、桩基施工图完成;

  2014年6月17日,电力规划总院初步设计审查完成;

  2014年7月2日,土建施工开始;

  2014年10月30日,#9各分子系统调试完成,具备通烟条件;

  2014年11月16日,#9带负荷通烟气完成,同时临时烟囱封闭完成;

  2014年11月23日,天津市环保局对#9机组进行了环保测试;

  2014年12月21日,#10带负荷通烟气完成,同时临时烟囱封闭完成;

  2014年12月24日,天津市环保局对#10机组进行了环保测试。

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