（烟台龙源电力技术股份有限公司 北京 102211）
摘要：燃煤电厂将面临新一轮的环保技术改造。选择环保指标先进、技术路线可行、整体投资优越的改造方案尤为重要。
关键词：增效改造；除尘；脱硫；脱硝；技术路线
由于环保标准的提高，燃煤发电机组除尘、脱硫、脱硝等环保设施面临增效改造。选择合适的改造方案使得电厂能够达标排放，同时又投资合理，详细分析各种改造方案的优缺点，评价其能够达到的排放水平。
一、脱硫增效改造
根据硫分不同，各个机组改造的难度相差很大，部分低硫分燃煤机组可不改造即能实现50mg/m3标准。其他机组需要根据硫分不同，采取不同的改造方案。燃煤不稳定，造成改造方案不确定，裕量过大造成浪费，裕量小则可能在煤炭市场紧张时不能达标排放。以某地区为例，除烟煤外一般设计燃煤硫分1.5%，第一批脱硫装置按照9 5%效率设计。但由于煤炭市场波动，很多机组在煤炭紧张时期实际硫分可在2.5%以上，被迫进行改造，改造选取的设计硫分普遍很高，设计脱硫装置入口浓度在5000mg/m 3以上，对应硫分接近3%。但在近两年，电煤市场好转，硫分明显下降，可在1%左右。按目前硫分，大部分机组可控制二氧化硫排放浓度在200mg/m 3以下，从而无需进行改造，但一旦硫分波动，即面临超标。对于需要执行35mg/m 3特别限值的机组，则必须进行改造，改造方案除考虑硫分外，还应摸清现有脱硫装置的处理能力。循环流化床锅炉采用炉内脱硫，难以稳定在200mg/m 3以下，需要在尾部增加烟气脱硫装置。由于炉内脱硫的脱硫剂损耗大，建议循环流化床锅炉增加半干法脱硫装置，处理能力按照锅炉设计煤种设计，其设计上也应该主要考虑硫分波动的问题。
二、除尘器增效改造
1.电除尘改袋式除尘。袋式除尘器在正常运行时除尘效率高，排放浓度低，且不受灰分波动的影响，即使在锅炉吹灰时，也可以保证除尘器出口的低排放浓度。一台300MW机组电除尘器改袋式除尘器的费用在3000万左右，其改造范围大，改造彻底，需要配套进行引风机的增容改造。但改造中出现了较多的问题，主要有：（1）布袋数量多（300MW机组布袋数量近万条），个别布袋破损不易及时发现，反而造成烟尘排放浓度高。（2）在煤炭市场紧张时，高硫煤的大量使用，易造成除尘器在酸露点以下运行，给布袋寿命造成严重影响。（3）布袋除尘器阻力大，吹扫用气量大，且布袋寿命有限，运行费用较高。（4）更换下来的破损布袋没有较为适宜的处理手段，处置方式需要政策和技术的支持。（5）有部分机组进行袋式除尘器改造前，锅炉设备老化严重，烟气温度不稳定，有时会超出布袋的使用温度范围，部分设备漏风严重，烟气中氧量大，对滤袋造成损坏，缩短了使用寿命。
2.电除尘器电源改造。电除尘器电源改造一般采用高频电源和三相电源，一台300MW机组的四电场工频常规电源改造为高频电源或者三相电源大约在六七百万左右，高频电源稍高。但运行费用高频电源明显占优，其耗电量仅为三相电源的1/2-1/4，节能优势明显，且高频电源在原理上较为先进，对高比电阻粉尘具有良好的针对性，代表着电除尘电源技术的发展方向。但近年来，高频电源改造成功的案例较少，实现20mg/m3或者30mg/m3以下排放浓度难度较大，主要存在的问题有：（1）近年来的高频电源改造多数出于节能目的，对降低烟尘排放浓度的认知度不足，未能发挥出高频电源对高比电阻粉尘去除效率高的特点，对除尘效率没有帮助甚至是降低。（2）国产设备的可靠性有待提高。高频电源为国外在上个世纪九十年代所发明，到目前较为成熟，但进口设备较为昂贵。国产设备参数上已经接近甚至超过进口设备，但在实际效果仍有待考证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）实际生产运行中，现场人员出于小指标考核的顾虑，过度追求节能方式运行，降低了除尘效果，不能发挥高频电源的优势。高频电源改造需要解决的问题有：研究建立高频电源的运行规程，避免盲目从节能角度运行。研究开发高技术参数的高频电源设备。三相电源产生时间较长，能够提高电晕功率，对中、低比电阻粉尘具有良好的效果，但电耗过大，与追求节能的目标不符。且新型三相电源提供商较少，成功案例偏少，在目前阶段不建议采用，或者仅在部分电场使用。从已有改造案例看，单独通过除尘器电源改造实现新标准的达标，有较大难度，建议同步扩容除尘器。
3.电除尘旋转极板改造。旋转极板在防止二次扬尘有明显的效果，一台300MW机组将末级电场改造成旋转极板的费用小于1000万。但现有案例来看，故障率较高，且难以达到20mg/m3以下，建议旋转极板改造同步扩容除尘器。
4.以循环流化床锅炉为主的小机组。现有200MW以下（不含）机组多数为循环流化床锅炉，一般离市区较近，环保部门监管较为严格，多数已经采用袋式除尘器或电袋复合除尘器，除尘效果较好，正常运行能够满足新标准的要求。且循环流化床锅炉是炉内脱硫，加之热力型氮氧化物生成量较少，烟气中硫氧化物、氮氧化物含量低，对除尘器布袋的腐蚀、氧化破化很小，布袋的使用寿命较长。另外，小机组普遍起停机频繁，发现个别布袋破损可以及时更换。总体而言，小机组尤其是循环流化床锅炉机组采用袋式除尘器较为适宜，但应避免烟气超温和过高的烟气含氧量。
5.除尘器改造建议。（1）建议除尘器改造前应对锅炉设备进行检修和改造，减少漏风，避免烟气温度波动过大。（2）在新的排放标准面前，所有除尘器改造都必须保证高水平的安装质量才有可能实现达标排放。（3）高频电源、三相电源、旋转极板、低低温省煤器等除尘器改造方式，如果想达到新排放标准，都必须保证除尘器处理能力足够大，尤其是提高比集尘面积。（4）综合节能和环保效益考虑，建议除尘器改造以提升除尘器容量+新型高频电源改造为主。（5）我国现行烟尘测试标准以不适应当前低浓度测试的要求，建议尽快组织修订该标准。
三、氮氧化物脱除技术路线
煤粉炉机组氮氧化物脱除应遵循“先降后脱”原则，首选低氮燃烧技术进行氮氧化物控制，当采用低氮燃烧技术后氮氧化物排放浓度不达标时，应建设烟气脱硝设施。低氮燃烧技术、SNCR和SCR这三种脱硝技术的需要进行整体优化组合。目前单台300MW机组低氮燃烧技改费用在1000万元左右，而同一单元两台300MW机组新建SCR装置需要配套建设氨区或者尿素制备区，总费用在1.2亿左右，SNCR装置价格便宜，但运行效率不高，一般在5 0%以下。煤粉炉中，燃用烟煤的机组初始排放浓度低，经过低氮燃烧调整后，最低可达到250mg/m 3以下，这部分机组仍然安装SCR脱硝装置，脱硝装置投入产出比较低。燃用贫煤和无烟煤机组须先进行低氮燃烧调整，但个别难以达到合同保证值。如果低氮燃烧调整和SCR改造同步进行，则容易造成SCR入口浓度值选取过低。一旦实际参数与设计值相差过大，容易造成SCR效率低，氨逃逸多等。在实施锅炉环保技术改造中，锅炉热效率不应有明显降低。特别是采用低氮燃烧系统实施技术改造后，锅炉排烟中的飞灰可燃物含量与CO含量不应明显升高。因此，要平衡好低氮燃烧系统的NO x控制指标与锅炉热效率变化之间的关系，低氮燃烧系统改造与SCR改造协同考虑。目前实施的改造中，锅炉热效率一般都会有一定的降低。循环流化床锅炉本身燃烧产生的氮氧化物浓度低，排放浓度普遍可控制在150 m g/m 3-200m g/m 3，因此循环流化床锅炉可以采用SNCR方式进行烟气脱硝。
在燃煤机组环保设施增效改造时，煤炭的因素始终具有重要影响，但煤炭市场具有不确定性，给改造的技术路线选择带来了难题，但技术路线的选择应至少考虑到未来数年内煤炭市场的变化。
参考文献：
[1]胡忠．浅谈燃煤发电机组环保设施增效改造技术路线.2017.
论文作者:王超,张朋飚
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/16
标签：除尘器论文; 机组论文; 电源论文; 锅炉论文; 浓度论文; 布袋论文; 烟气论文; 《河南电力》2018年23期论文;