摘要：在我国能源结构中，煤炭占主要地位，占能源需求总量的75%，这一能源结构决定了燃煤火电机组的绝对主导地位，然而燃煤机组的运行也带来了严重的环境污染问题。根据我国特有的该能源资源禀赋条件，发展高效节能超低排放燃煤火电技术，对于经济与环境协调可持续发展具有重要的意义。因此，本文对660MW超超临界燃煤机组超低排放综合技术进行分析。
关键词：660MW；超超临界燃煤机组；超低排放综合技术
1.引言
目前火电机普遍存在的SCR脱硝系统低负荷需退出运行这一世界性难题。常规电除尘器在处理高比电阻粉尘时容易引起反电晕，振打清灰方式易引起二次扬尘，对细微颗粒的捕捉难度大。传统的单塔单循环湿法脱硫采用常规的浆液循环喷淋的方法，脱硫效率难以达到98%以上。
基于上述情况，淮北申皖发电有限公司积极履行企业社会责任，根据660MW超超临界机组特点，围绕环保、安全、保效、节能的主线，在机组设计阶段以及工程建设阶段对脱硝、除尘、脱硫等项目进行了一系列技术创新和综合优化，建成具有示范效应的高效、绿色的660MW超超临界机组。
2.技术原理
2.1脱硝部分
采用升级版弹性回热系统，是上海申能能源科技有限公司在外三1000MW超超临界机组已成功投运弹性回热系统版本基础上，根据新建660MW机组高压缸的特点，再进行二次研发，主要原理：在高压缸上优化选择一个抽汽压力相对高的抽汽口及相应抽汽管道并增设一个高压给水加热器，将做过功的一部分蒸汽通过增设的抽汽管道引至该附加给水加热器，用以加热锅炉的给水，利用调阀对抽汽进行节流，在负荷变化范围内保持阀后的压力基本不变，以维持给水温度。该技术可在低负荷时，提高省煤器出口烟温，最终实现机组全天候脱硝运行。
为提高进一步锅炉的脱硝性能，锅炉燃烧方式采用复合式空气分级低NOx燃烧技术，将SOFA风的比例从25%提高到了35%左右。该燃烧技术在获得较高的燃烧效率、确保煤粉安全稳定燃烧的同时能有效降低NOx的排放，大大缓解炉后脱硝的压力。同时炉后烟道采用SCR脱硝技术，选用板式催化剂，初装2.5层催化剂布置。
2.2除尘部分
1）基于中温省煤器的低低温除尘：在现有的空预器进口和出口之间连接一路烟气通道，分离一定量的烟气至中温省煤器系统，降低进入电除尘的进口烟温，回收烟气热量，实现机组经济性的提高，同时提高除尘效率。
2）旋转电极式电除尘技术：本工程采用 “4级常规电场+末级旋转电极电场”的配置形式，靠近烟气入口端的4个电场为常规电场，末端为旋转电极电场。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆旋转电极电场中阳极部分采用旋转的阳极板和旋转的清灰刷，附着于旋转阳极板上的粉尘在尚未达到形成反电晕的厚度时，就被旋转清灰刷彻底清除，因此不会产生反电晕现象。
3）烟尘预荷电微颗粒增效捕集技术：本工程采用预荷电微颗粒捕集增效装置，安装在电除尘器前置烟道中，含尘气体进入除尘器前，先利用正、负高压对其进行分列荷电处理，使相邻两列的烟气粉尘带上正、负不同极性的电荷，然后通过聚合区的的扰流作用，使带异性电荷的不同粒径粉尘有效聚合，形成大颗粒后被电除尘器有效收集。最终减少PM2.5等细微粉尘的排放和烟尘总排放量。
另外，吸收塔入口粉尘浓度即为干式除尘器出口粉尘浓度，吸收塔内由于浆液喷淋对粉尘的冲洗、液滴与粉尘的碰撞和凝并等作用可进一步降低粉尘浓度。有研究表明，对于1～2μm的烟尘，吸收塔的分级除尘效率较小，上升较慢，2μm的烟尘粒径对应的吸收塔除尘效率仅为50%左右；对于3～5μm的烟尘，吸收塔的分级除尘效率较大，上升较快，对应吸收塔除尘效率达到70~85%左右，远大于50%的除尘效率；对于大于5μm的烟尘，分级除尘效率区趋于稳定接近100%。因此2μm烟尘的占比对脱硫除尘效率的影响非常关键。
2.3脱硫部分
采用单塔单循环石灰石－石膏湿法脱硫（FGD），设置5层喷淋层，3层屋脊式+1层管式除雾器。同时，采用单塔多pH分级喷淋控制脱硫工艺，在不改变吸收塔整体结构的基础上，将脱硫效率提高1个百分点，即达到99%及以上的脱硫效率。主要通过增设多级石灰石浆液分配系统、两相高效静态混合器等，实现吸收塔内多pH分级喷淋层pH值可调，随喷淋层自下而上逐步升高，并且每层喷淋层设置一定数量的高效均一雾化螺旋喷嘴。
3应用情况
淮北申皖发电有限公司2×660MW超超临界机组自商业运行以来，机组运行稳定，脱硫、脱硝、除尘等数据均达到设计要求（脱硫效率＞99%，脱硝效率＞93.3%，除尘效率>99.967%），同时#1、#2炉烟塔入口综合排放数据均达到不高于10、35、50mg/m3 的超低排放限值标准，并一次通过了环保验收及超低排放验收。
4结语
燃煤机组超低排放综合技术在淮北平山电厂一期工程2×660MW超超临界机组上的成功应用和实践具有重大意义，集成多项创新技术：国内首台采用凝聚器+低低温静电旋转极板除尘器结合的方案，“863计划”项目首个示范工程，除尘效率达到99.967%；国内首次应用单塔多pH分级喷淋控制脱硫技术，突破单塔单循环湿法脱硫效率难以达到98%以上的难题。此类集成创新技术综合应用为国内燃煤机组超低排放改造、优化等起到了很好的示范效应，为国内同类型机组电厂的超净排放提供了借鉴。
参考文献：
[1]雷秀坚，李昱喆，时正海，谢泽良，谢雄，邱建能，孙献斌，高洪培.2×660 MW超超临界锅炉方案选型研究[J].工业加热，2017，46（06）：43-46.
[2]高嵩，赵洁，黄迪南.1000 MW超超临界二次再热燃煤发电技术[J].中国电力，2017，50（06）：6-11.
[3]辛胜伟.超超临界CFB锅炉可行性及超低排放技术探讨[J].神华科技，2017，15（01）：61-64+69.
论文作者:王林伟,潘宏坤
论文发表刊物:《河南电力》2018年11期
论文发表时间:2018/11/29
标签：机组论文; 效率论文; 粉尘论文; 吸收塔论文; 技术论文; 淮北论文; 超低论文; 《河南电力》2018年11期论文;