燃煤電廠超低排放改造是我國(guó)推動(dòng)煤炭清潔化利用、改善大氣環(huán)境質(zhì)量的重要舉措,以下從改造目標(biāo)、技術(shù)路線、實(shí)施情況、面臨挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略等方面展開(kāi)分析:
一、改造目標(biāo)
- 有組織排放控制:要求顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、氨排放濃度小時(shí)均值分別不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3、8mg/m3,且每月生產(chǎn)時(shí)間至少95%以上時(shí)段排放濃度小時(shí)均值需滿足要求。
- 無(wú)組織排放控制:物料輸送、儲(chǔ)存、制備等環(huán)節(jié)需采取密閉、封閉等措施,確保產(chǎn)塵點(diǎn)及生產(chǎn)設(shè)施無(wú)可見(jiàn)煙粉塵外逸,廠區(qū)整潔無(wú)積塵。
- 清潔運(yùn)輸要求:自備電廠、燃煤鍋爐燃料及相關(guān)物料運(yùn)輸需優(yōu)先采用鐵路、水路、管道等清潔方式,運(yùn)輸比例不低于80%;汽車(chē)運(yùn)輸部分需采用新能源或國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛,廠內(nèi)非道路移動(dòng)機(jī)械原則上采用新能源。
二、技術(shù)路線
- 除塵環(huán)節(jié):采用低低溫電除塵、濕式電除塵、高頻電源等技術(shù),將煙塵排放濃度嚴(yán)格控制在5mg/m3以下。例如,通過(guò)增設(shè)熱交換器降低煙氣溫度,優(yōu)化粉塵比電阻,可極大提高電除塵效率。
- 脫硫環(huán)節(jié):以石灰石-石膏濕法脫硫?yàn)橹?,結(jié)合增加均流提效板、提高液氣比等措施,確保二氧化硫排放濃度不超過(guò)35mg/m3。
- 脫硝環(huán)節(jié):采用鍋爐低氮燃燒改造、SCR脫硝裝置增設(shè)新型催化劑等技術(shù),使氮氧化物排放濃度穩(wěn)定在50mg/m3以?xún)?nèi)。
- 脫汞及脫三氧化硫環(huán)節(jié):SCR改性催化劑技術(shù)可使汞氧化率達(dá)到50%以上,脫汞后排放濃度不超過(guò)3μg/m3;應(yīng)用低低溫電除塵、濕式電除塵等技術(shù),使三氧化硫排放濃度不超過(guò)5mg/m3。
三、實(shí)施情況
- 整體進(jìn)展:截至2023年底,我國(guó)95%以上的煤電機(jī)組成功實(shí)現(xiàn)超低排放,建成全球規(guī)模最大的清潔煤電供應(yīng)體系。不同區(qū)域改造節(jié)奏有所差異,東部地區(qū)率先完成,中部地區(qū)緊隨其后,西部地區(qū)雖起步較晚,但也在2020年前完成大部分機(jī)組改造。
- 典型案例:
- 某東部大型燃煤電廠通過(guò)采用低低溫電除塵技術(shù)改造原有電除塵器,改造后煙塵排放濃度穩(wěn)定在3mg/m3左右。
- 中部地區(qū)一家燃煤電廠在脫硫改造中增加均流提效板,改造后二氧化硫排放濃度穩(wěn)定在20mg/m3左右。
- 南方一些燃煤電廠采用SCR改性催化劑技術(shù),在高效脫硝的同時(shí)促進(jìn)汞的氧化,有效降低了汞排放。
四、面臨挑戰(zhàn)
- 成本挑戰(zhàn):改造成本高,包括初期設(shè)備巨額投資和后期高昂的運(yùn)行維護(hù)成本。設(shè)備升級(jí)改造需大量資金投入,運(yùn)行過(guò)程中需消耗更多藥劑、電能等資源,且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維護(hù)難度大。
- 技術(shù)運(yùn)行挑戰(zhàn):部分技術(shù)對(duì)運(yùn)行條件要求苛刻,如SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑對(duì)溫度敏感,低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)脫硝效率易下降;一些技術(shù)對(duì)煤種適應(yīng)性差,高硫、高灰分煤種使用會(huì)顯著增加脫硫、除塵等環(huán)節(jié)處理難度。
- 管理挑戰(zhàn):超低排放系統(tǒng)涉及多個(gè)子系統(tǒng)和設(shè)備協(xié)同工作,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)運(yùn)行管理和技術(shù)人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求高,同時(shí)需要高精度在線監(jiān)測(cè)設(shè)備和先進(jìn)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。
五、應(yīng)對(duì)策略
- 成本控制策略:通過(guò)合理選型配置設(shè)備、鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新降低運(yùn)行成本、爭(zhēng)取政策支持和資金補(bǔ)貼緩解壓力。
- 技術(shù)優(yōu)化策略:加大研發(fā)投入,開(kāi)發(fā)寬溫區(qū)催化劑、優(yōu)化燃燒系統(tǒng)、提高煤種適應(yīng)性。
- 管理提升策略:加強(qiáng)運(yùn)行管理和技術(shù)人員培訓(xùn),提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì);完善在線監(jiān)測(cè)設(shè)備和控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。