燃煤电厂环保岛烟气超低排放技术

燃煤电厂环保岛烟气超低排放技术

王广东

(华能吉林发电有限公司九台电厂吉林省长春市130501)

摘要：近年来，节能环保问题越来越受到关注。为了适应环保新形势，各种环保新技术层出不穷，电厂污染物控制技术路线出现多样化的发展趋势。本文对在超低排放技术进行了分析，为将来超低排放技术道路的挑选供给了参考。

关键词:燃煤电厂;烟气;超低排放;环保岛;智能一体化控制

1常规烟气治理技术及弊端

从现有的标准可以看出，我国燃煤电厂烟气治理经历了除尘、除尘脱硫、除尘脱硫脱硝、除尘脱硫脱硝脱汞等阶段，由于环保标准不断提高，燃煤电厂的环保设施也不断增加、改造。由于历史原因，环保设施除尘、脱硫、脱硝都是单独考虑，没有进行整体规划，常规烟气治理技术路线存在以下问题：有充分利用各设备间的协同工作效应。在达到相同处理效率的情况下，投资大、占地面积大、运行费用高、可靠性差。各系统的布置缺乏整体统筹，烟气流场设计不合理，导致综合能耗偏高。各系统之间相互留裕量，接口限制条件多，造成上下游系统和装置设计不合理，处理难度大;机组运行条件变化时，各个系统分包商之间扯皮多，找不到责任人。除尘、脱硝、脱硫分别控制，运行人员各管一段，做不到最优化运行。

2环保岛烟气超低排放综合治理工艺流程

按照不同的污染物排放标准及原环保设备配置，考虑投资、施工周期、运行费用等因素，提出明确的烟气综合治理工艺路线。

2.1对于基建项目的煤粉炉，可采用以下2种技术路线。技术路线1是以低低温电除尘器为核心的前端烟气治理和以脱硫装置为核心的终端烟气治理技术路线，流程为:锅炉低氮燃烧+选择性催化还原(SCＲ)脱硝+低低温电除尘器(含低低温烟气换热器)+引风机+湿法脱硫+烟气再热器(可选)+烟囱。技术路线2是以电袋(袋式)除尘器为核心的前端烟气治理和以脱硫装置为核心的终端烟气治理技术路线，流程为:锅炉低氮燃烧+SCＲ脱硝+高效电袋(袋式)除尘器+引风机+低低温换热器(可选)+湿法脱硫+烟气再热器(可选)+烟囱。

2.2对于环保技改项目，可采用以上2类技术方案，或同时对电除尘器进行改造，达到超低排放技术指标。

2.3对于老厂改造项目，如果由于燃用煤种、除尘器本体空间的限制而改造困难的项目，或环评批复要求上湿式电除尘器的项目，或对SO3脱除有要求的项目，可设置湿式电除尘器。这就是以湿式电除尘器作为终端烟尘控制设备的技术路线3。湿式电除尘器布置方式灵活，可与吸收塔一体布置，也可分开布置。

3烟尘协同治理技术路线

环保岛烟气综合治理系统中，烟尘的处理必须统筹考虑。适应超低排放的除尘技术主要包括前端本体除尘技术和终端除尘技术，其中前端本体除尘技术包括干式静电除尘技术(或旋转电极)和电袋/袋式除尘技术，终端除尘技术包括湿式电除尘技术和湿法脱硫装置协同除尘技术。影响烟囱入口烟尘质量浓度的主要因素有:干式除尘器:包括煤种、入口烟温、入口烟尘质量浓度、除尘方式等;湿法脱硫:包括入口烟尘的除尘效果以及出口液滴携带的石膏固体物等;湿式电除尘:包括出、入口烟尘指标。对于基建项目，采用高效电除尘器(含低低温换热器+低低温电除尘器、高效电源电除尘器等)，可将烟尘排放质量浓度控制在15～20mg/m3(标态)，经过湿法脱硫装置的协同处理，最终烟尘排放满足质量浓度低于5mg/m3(标态)的要求，此技术路线已经在多个项目上得到应用。目前，电厂电除尘的配置多为双室4电场，布置紧凑，空间有限。改造时遵循先电后袋的原则，优先考虑电除尘器的提效改造，原除尘器运行状态较好的机组优先考虑高效电源和分区供电改造，在高效电除尘器改造空间受限或投资过高时，可采用袋式除尘器改造方案。有条件的项目可采用低低温除尘技术。针对具体改造项目，当除尘设备或脱硫设备改造难度大、工程费用高、难以保证系统可靠性且现场有布置条件时，可以考虑设置湿式电除尘器。需要指出的是，如果以上技术方案采用湿式电除尘器，可通过湿式电除尘器和湿式脱硫装置的除尘参数来计算脱硫装置入口允许的烟尘质量浓度，适当提高此数值，可尽可能减少原电除尘器本体的改造范围，体现协同除尘的效果。

4环保岛智能一体化控制

在环保岛各污染物处理系统监控方面，形成一套完善的环保岛监控方案，即各污染物处理系统采用智能一体化控制方案。设置环保集控岛，对多污染物处理系统进行集中监控，使整个工艺系统形成炉、机、电、环(智能一体化环保控制系统)、辅网5大板块。智能一体化控制的环保岛，可实现系统整体以自动启/停控制(APS)方式运行、就地无人值守以及一体化监控平台(包括各污染物的协同处理、优化节能、报表智能分析、故障处理等)。传统环保设施由于工艺特点和功能不同，在脱除特定污染物时，对其他协同去除的污染物没有进行整体考量和计算，各系统较为独立，各系统的能耗、污染物脱除效果、设备及消耗品的消耗等均为独立核算。采用智能一体化环保岛控制方案后，在脱除常规污染物的同时，还能根据各系统的脱除特性，将各系统联系起来，形成“耦合”效果。如低低温电除尘器温度降低可以增加烟尘和SO3脱除效果，吸收塔在脱除SO2的同时兼有除尘的效果，机组负荷变化会影响湿电除尘器电源电压及浆液循环泵的投入数量等。

5环保岛优势

在统一设计、综合治理、智能控制、一体管理的理念下，环保岛具有明显的优势。

5.1整体设计:优化布置，节约场地。某2×1000MW新建机组通过环保岛优化，将循环泵房及氧化风机房布置在湿式电除尘器下方，循环泵房、氧化风机房与湿式电除尘器支架采用联合构筑物，统一布置、设计，减少工程量，腾出空间设置脱水综合楼。与招标文件相比，减少占地面积800m2。

5.2协同脱除:控制裕量，提高脱除效果。根据前文描述，突出环保岛系统综合脱除的理念，整体上节约成本。

5.3高效运行:装置最佳运行，灵活应对煤种、负荷变化。采用低低温换热器和低低温静电除尘器作为前端除尘装置，运行时针对煤质和锅炉负荷变化，自动调整供电方式及振打频率，控制出口烟尘指标，达到稳定运行和节约电耗的目的。后端除尘控制以烟囱入口烟尘和SO2质量浓度为最终控制指标，结合脱硫装置或湿式电除尘器的运行情况，在保证达标排放的同时，调整静电除尘器运行电压、循环泵运行台数以及湿式电除尘器的供电方式，达到降低电耗的目的。根据环保岛能流规律和能耗特点等进行环保岛的效能优化，使之更为节能减排。环保岛采用一体化分散控制系统，系统设备运行管理由专门的环保运营人员负责，使得监控及问题处理更专业、更快捷。在各污染物处理系统的各个环节均设置监控测点，系统经济运行分析以及故障分析更方便。结合各污染物处理系统以及污染物总排放的技术指标，协同控制各污染物处理系统的效能，总排放合格的同时还能兼顾节能。

结束语

进行超低排放技术的选择时，需要结合具体工程实际情况，从运行的长期可靠稳定性和投资运行经济性两方面进行考虑。影响设备长期可靠稳定运行的因素主要有煤质因素和工况变化情况以及超低排放技术对电厂运行的影响。影响投资运行经济性的主要是投资成本和运行成本。

参考文献

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