摘要：现如今，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，随着国家对火电厂污染物排放要求的日益严格，各火电企业开展了一轮大规模的火电厂烟气超净排放改造行动。列举了3种目前我国火电厂主流的超净排放改造技术方案，并分别对其特点进行分析，为电厂选择符合不同SO2排放质量浓度要求的烟气超净排放技术方案提供参考。
关键词：超低排放；技术路线；燃煤机组；循环流化床
引言
火电厂以煤为燃料发电，煤炭燃烧会排放烟尘、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物多种污染物，造成严重的大气环境污染，雾霾、酸雨等环境污染问题都和煤炭燃烧有关，为了减轻火电厂造成的环境污染，有必要对火电厂的超低排放措施进行研究。
1煤粉炉超低排放技术路线
1.1二氧化硫(SO2)超低排放技术路线
1.1.1 SO2超低排放改造技术现状
目前火电厂石灰石-石膏湿法FGD工艺主要有:石灰石/石膏湿法、海水法、氨水洗涤法、烟气CFB法及其他工艺(如MgO法、活性炭吸附法、一体化脱硫、旋转喷雾干燥法等等)。对于已投运的FGD装置来讲，要通过扩容改造提高其脱硫能力，最常用的方法主要有提高液气比和优化吸收塔的设置(如增加托盘、增加性能增强环等)等，此外，如氧化风量不够或浆池容积不够，还需做相应的改造。采用更高活性的吸收剂也是一种方法。
1.1.2 FGD超低排放改造优化技术
SO2超低排放技术的选择与锅炉燃煤含硫率即FGD系统入口的SO2浓度有直接关系。根据GB/T15224.2—2010《煤炭质量分级第2部分:硫分》规定(见表1)，煤中干燥基全硫分(质量分数)St，d＞3.00%的煤为高硫分煤，该标准适用于煤炭勘探、生产和加工利用中对煤炭按硫分分级。国家环保总局提出在煤炭流通和使用领域，St，d＞2.00%的煤就应该称为高硫煤。本研究中将电厂的煤按收到基硫分Sar分为三类:低硫煤，Sar≤1.00%;中硫煤，1.00%＜Sar≤2.00%;高硫煤，Sar＞2.00%，以此来选择SO2超低排放的FGD技术。由于锅炉烟气中SO2的实际排放浓度(文中污染物排放浓度均为质量浓度)和折算含硫量成正比，即科学地判断不同煤种的SO2排放浓度，不能只比较其收到基含硫量，而应比较其折算含硫量，即要和煤的发热量联系起来。因此对于相同容量的锅炉，燃用不同发热量的煤种，即使煤的收到基含硫量相同，其SO2的实际排放浓度是不相同的。
1.2氮氧化物超低排放技术路线
氮氧化物超低排放改造的技术路线是:a)炉内采用先进的低氮燃烧器改造技术，有效控制炉内NOx的生成;在锅炉高、低负荷时，优化燃烧器配风方式，保证燃烧器区域处于较低的过量空气系数，有效控制低负荷时NOx的排放;通过大量燃烧调整试验，包括:变氧量、变配风〔分离燃尽风(separatedover-fireair，SOFA)、紧凑型燃尽风(closecoupledover-fireair，CCOFA)〕、变磨煤机组合等方式，在保证锅炉效率和运行安全的前提下，尽量降低炉膛出口NOx的浓度。b)采用SCＲ脱硝技术，根据超低排放的要求，增加催化剂的层数，满足氮氧化物排放要求;满足超低排放下氮氧化物稳定达标排放要求，需要对脱硝热工自动控制进行优化改进，主要优化内容:对脱硝系统保护逻辑进行优化，提高脱硝系统投运率;对NOx生成端进行优化，减少锅炉侧NOx生成;对NOx脱除端进行优化，提高脱硝侧NOx控制水平。c)对于锅炉低负荷时，脱硝系统入口烟气温度达不到喷氨温度要求的实际情况，可以采用省煤器分级改造、高温烟气旁路、提高锅炉给水温度、旁路部分省煤器给水等技术手段。d)氮氧化物进行超低排放改造后，对于实际运行过程中发生空气预热器(以下简称“空预器”)硫酸氢铵堵塞，建议实际运行中做好SCＲ脱硝系统喷氨格栅调整，保证反应器出口较低的氨逃逸量;增强锅炉低氮技术改造效果，控制脱硝反应器入口NOx浓度，降低SCＲ脱硝系统减排压力;控制入炉煤的硫含量，保证锅炉较低的硫含量;在锅炉低负荷运行时，尤其要注意SCＲ脱硝入口烟气温度，不能使SCＲ脱硝系统长时间低负荷运行，防止出现低负荷下SCＲ脱硝效率降低，造成硫酸氢铵沉积。
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1.3粉尘超低排放技术路线
1.3.1粉尘超低排放改造技术现状
目前的除尘新技术主要有:低低温电除尘、旋转电极式电除尘、湿式电除尘、电袋复合除尘、袋式除尘，以及SO3烟气调质、微细粉尘凝聚长大等技术。根据国内电除尘器应用现状及新技术研发和应用情况，为了实现超低排放的技术要求，我国现各燃煤电厂可通过提效改造电除尘器，结合湿法FGD系统以及加装WESP来实现。电除尘器改造可采用的主要技术有:电除尘器扩容、低温电除尘技术、旋转电极式电除尘技术、细颗粒物团聚长大预处理技术、高频高压电源技术、电袋复合除尘技术、袋式除尘技术、WESP技术等。除尘器提效改造技术路线可分三大类:电除尘技术路线(包括电除尘器扩容、采用电除尘新技术及多种新技术的集成)、袋式除尘技术路线(包括电袋复合除尘技术及袋式除尘技术)、WESP技术路线。
1.3.2超净吸收塔技术
烟气处理的“协同脱除”，即每个烟气处理子系统在脱除主要污染物的同时，也考虑脱除其他污染物的可行性，或为下一流程烟气处理子系统更好地发挥效能创造条件。
2 CFB锅炉超低排放技术路线
2.1 SO2超低排放技术路线CFB锅炉可以通过炉内加石灰石来进行脱硫，但对于达到SO2小于35mg/m3的超低排放要求，本研究推荐采用“炉内脱硫+尾部湿法FGD”的技术，而不采用许多研究者推荐的干法或半干法技术。只有在特殊条件下，如严重缺水或寿命短的老机组、采用半干法脱硫又能满足当地环保要求的，才考虑选用半干法FGD技术。
2.2 NOx超低排放技术路线
对于CFB锅炉NOx的超低排放，单纯的SNCＲ有时还难以满足要求，例如当原始NOx的排放浓度为200mg/m3时，要到达50mg/m3要求，至少需要75%的脱硝效率，SNCＲ不一定能保证，这时可以采用“SNCＲ+SCＲ”混合法，即将SNCＲ工艺的还原剂氨(或尿素)喷到旋风分离器入口，逃逸的氨可在SCＲ催化剂反应，进一步脱除NOx。它是把SNCＲ工艺的低费用特点同SCＲ工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺，特别适合现有CFB锅炉脱硝的分步实施，即先安装SNCＲ工艺，当环保要求越来越严格后，再安装SCＲ装置。对于新建大型CFB锅炉，建议将SNCＲ作为常规配置，而至少要在尾部预留“1+1”SCＲ催化剂的空间;当SNCＲ满足不了环保要求时，再安装1层SCＲ装置;当催化剂的活性降低或者要求更高的脱硝效率时，布置第2层催化剂。
2.3粉尘超低排放技术路线
同煤粉炉一样，采用常规的电除尘器技术以及电除尘新技术，包括低低温电除尘技术、新型高压电源和控制技术、移动电极电除尘技术、机电多复式双区电除尘技术、烟气调质技术、粉尘凝聚技术等，除尘器出口烟尘排放或许能达到20mg/m3重点地区的环保要求;而即使采用电袋复合除尘或纯袋式除尘器，烟尘排放还是难以达到5mg/m3的超低排放要求，此时必需采用WESP技术。因此对CFB锅炉，采用干式除尘器先将湿法吸收塔入口烟尘控制在30mg/m3以下，且吸收塔设计要求不增加烟尘含量即可，最后只需通过1个电场的WESP，使烟尘排放浓度达到5mg/m3以内的超低排放要求。对于新建CFB锅炉，即使暂不上WESP，尾部烟道上也一定要预留WESP装置的空间。
3结语
超低排放路线设计落实过程中要注意保证装置主要目标污染物脱除效率的同时，协同脱除其他污染物，或者创造下游装置污染物脱除的有利条件，综合考察技术的稳定性、可靠性、可行性、成本、运行维护、协同作用，优化技术组合方案，超低排放和低成本兼顾。
参考文献
[1]李兴华,何育东.燃煤火电机组SO_2超低排放改造方案研究[J].中国电力,2015（10）.
[2]赵永椿,马斯鸣,杨建平,张军营,郑楚光.燃煤电厂污染物超净排放的发展及现状[J].煤炭学报,2015（11）.
论文作者:刘寅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：技术论文; 超低论文; 锅炉论文; 烟气论文; 路线论文; 浓度论文; 火电厂论文; 《基层建设》2018年第29期论文;