（山西漳山发电有限责任公司 山西长治 046021）
摘要：随着现代工业的发展，工业生产特别是煤电燃烧中的排放量越来越受到了大家的关注。为此，本文主要研究了超低排放改造及其对供电成本的影响。
关键词：超低排放；供电成本；脱硫；脱硝
目前，通过先进技术，在保证经济性的前提下，改造现有系统，使烟气中的排放量达到超低排放标准，甚至是超超低排放标准成为了每一位煤电研究人员和工作人员坚持不懈的研究课题。
1 超低排放改造
1.1 机组概况
该机组为超临界660MW直接空冷机组，2009年投入商业运营。机组建设配套双室四电场静电除尘器、石灰石-石膏湿法脱硫，设计脱硫效率≥95%。2015年年均燃煤煤质的硫分wt，ar（S）为0.4%、灰分war（A）为14.5%、挥发分wdaf（V）为37.23%、发热量Qnet，ar为22.24MJ/kg。
机组于2014年12月完成了超低排放改造工作。改造前，机组执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2011）中大气污染物特别排放限值的标准，即烟尘≤20mg/m3、二氧化硫≤50mg/m3、氮氧化物≤100mg/m3。
1.2 改造技术路线及创新
1.2.1 除尘技术
在空气预热器和静电除尘器之间加装低低温省煤器，将烟气温度由131℃降至90℃，降低了静电除尘器入口烟气温度，使静电除尘器除尘效率达到99.9%，确保湿式电除尘器入口烟尘质量浓度小于25mg/m3，湿式电除尘器出口烟尘质量浓度可达13.43mg/m3。
在脱硫吸收塔后增加1台刚性极板湿式电除尘器，该装置主要由电晕线（阴极）、沉淀极（阳极，材质316L不锈钢）、绝缘箱和供电电源组成，同时增加水系统、加碱系统、废水处理装置，改造烟道、配套热控装置。设计除尘效率大于80%，以实现深度脱除烟尘、PM2.5和SO3。
为治理石膏雨，采用烟囱冷凝液收集技术，在脱硫吸收塔出口和烟囱内安装液体收集器和排水器。结合吸收塔出口形状、烟道纵横比、烟囱进口设计和总体的烟气流速、液滴夹带量等设计液体收集装置，并设计二次流动和再循环区域，引导液膜流向水槽和排水渠，减少石膏雨排放。
1.2.2 脱硫技术
进行引风机、增压风机二合一改造，降低烟风系统能耗。在现有脱硫塔三层喷淋层下方，大约标高23.6m处增加1层喷淋层，增加1台浆液循环泵，使得脱硫效率提高至97.5%以上。将2层平板式除雾器改为2层屋脊式除雾器+1层管式除雾器，进一步消除吸收塔边壁逃逸现象，去除粒径大于400 m的雾滴，并均布烟气。
1.2.3 脱硝技术
通过采用高效低氮燃烧器，锅炉选择性催化还原（SCR）脱硝装置入口氮氧化物质量浓度可以控制在200mg/m3以下。采用分级省煤器技术，提高低负荷下SCR装置入口烟气温度，使脱硝装置能够在40%负荷以上稳定运行（满足调峰要求），提高了脱硝装置投运率。改造后264MW负荷时SCR脱硝装置入口烟气温度为300℃，660MW负荷时SCR装置入口烟气温度低于400℃，可以满足催化剂活性温度要求。另外，经过核算，催化剂维持在目前的2层就可确保脱硝效率达到80%以上，所以无需进行催化剂加层改造。
1.3 改造效果
实施超低排放改造后，在100%负荷下进行机组性能试验，各设备出入口主要污染物排放质量浓度见表1。表中数据均折算至含氧量6%下。
可见，通过技术改造，排放烟气的烟尘、二氧化硫、氮氧化物质量浓度分别达到3.16、17、37mg/m3，确保机组实现了超低排放。
分析表1中数据可知：1）在烟尘去除方面，脱硫塔对烟尘去除作用较小，在试验条件下其去除效率为16.6%，而湿式电除尘器对烟尘的去除作用相对较大，去除效率为71.8%；2）在PM2.5去除方面，脱硫塔对PM2.5的去除作用较小，在试验条件下其去除效率为14.21%，而湿式电除尘器对PM2.5的去除作用相对较大，其去除效率为55.62%；3）在三氧化硫去除方面，脱硫塔对三氧化硫的去除作用较小，在试验条件下其去除效率为16.7%，而湿式电除尘器对三氧化硫的去除效率为36.13%；4）在雾滴去除方面，湿式除尘器对雾滴具有一定的去除作用，在试验条件下其去除效率为67.14%；5）在汞去除方面，颗粒汞通过干式静电除尘器后基本完全去除，在脱硫装置入口未检出，脱硫塔对氧化汞具有一定的去除作用，其去除效率为85.75%，气相元素汞浓度在脱硫装置入口至湿式电除尘器出口几乎不发生变化，可见脱硫塔和湿式电除尘器脱除气相元素汞的作用不明显。
2 改造对供电成本的影响
2.1 资产折旧（摊销）增加
本改造项目工程总投资12800万元（包括建筑工程费、设备购置费、安装工程费及其他设计费用等），各分项投资情况见表2。
按照95%的固定资产形成比例和5%无形资产形成比例计算，上述工程投资形成固定资产12160万元、无形资产640万元。这些资产均应按照年度折旧（或摊销）到年度供电成本中。
2.2 运行材料增加
1）脱硝系统液氨用量
在催化剂用量没有增加的情况下，为提高氮氧化物脱除效率，运行时脱硝剂液氨的用量由532t/a提高到750t/a。
2）脱硫系统石灰石和工艺水用量
为降低二氧化硫排放，经过技术改造后，脱硫剂石灰石用量由改造前的11000t/a提高到14000t/a，水耗由改造前的600000t/a提高到700000t/a。
3）湿式电除尘器水耗、碱耗和电耗
根据运行统计，为满足设备需求，湿式电除尘器消耗水量约为62500t/a，厂用电率提高0.07%。在运行过程中，为防止酸性烟气对极板的腐蚀，金属极板表面需要加碱性添加剂调整连续喷淋冲洗水，以使其pH值维持在6~8。因此，需加入质量分数30%的NaOH溶液以中和烟气中酸雾凝结形成的酸液。NaOH的消耗量≤0.086t/h，其年消耗量约为430t（按机组年利用小时5000h）。
4）加装低低温省煤器节约煤耗加装低低温省煤器后，由于回收利用了烟气中的部分热量，试验测定可节约供电标准煤耗0.95g/（kW•h）。
2.3 设备检修维护费增加
根据公司检修维护费管理规定，按照固定资产2%的比例提取检修维护费。在工程总投资12800万元的情况下，检修维护费每年约为243万元。
2.4 节省排污费
经过超低排放改造，机组大气污染物排放量比达标（特别排放限值）排放时的排放量有所降低。该机组2014年实际缴纳排污费84万元，由于2015年排污交费单价提高1倍，2015年实际缴纳排污费107万元。剔除涨价因素，按照2014年可比单价，由于排放量减少，2015年缴纳排污费53.5万元，比2014年降低30.5万元。
2.5 其他税费
其他税费包括增值税、所得税、公积金和保险费等。改造对人工成本等管理费不产生影响。
3 结 语
总之，面对我国日益严峻的环保要求，现运行的技术根本无法满足污染物排放要求，超低排放改造事业发展如火如荼。因此，很有必要研究超低排放改造及其对供电成本的影响，以适当调整运行方式，控制运行成本增加，降低总体供电成本。
参考文献：
[1]姜曼迪.生态文明建设背景下我国核电与火电生产效率比较研究[D].南华大学，2017.
[2]朱法华，王临清.煤电超低排放的技术经济与环境效益分析[J].环境保护，2014，42（21）：28-33.
作者简介：
李磊（1981-），男，工程师，毕业于武汉大学，热能与动力工程专业，本科，主要从事火电厂调度运行管理工作。
论文作者:李磊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/5
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