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燃煤电厂如何实现“超低排放”？

中国能建 · 公众号 · 国企 · 2017-02-28 17:09

正文

燃煤电厂”超低排放“

还我蓝天白云

一

关于雾霾

近年来，像图中这样“雾霾围城”的情况我们都不陌生。

“到底是哪些原因导致这么严重的雾霾？”

“什么时候能一直呼吸洁净的空气？”

……

当空气重污染天气不断发生时，不少人发出这样的疑问。

面对持续来临的雾霾天气，如何有效减少雾霾？

答：防治雾霾需要全社会动员，综合整治。其中，实现煤炭清洁利用，对燃煤电厂进行烟气超低排放改造是重要的一环。

二

什么是烟气超低排放?

所谓烟气超低排放，是指燃煤锅炉大气污染物排放浓度达到甚至优于天然气燃气轮机组大气污染物排放浓度限值。燃煤锅炉的大气污染物排放浓度达到以下指标：氮氧化物排放浓度不大于50毫克每标准立方米，烟尘排放浓度不大于5毫克每标准立方米，二氧化硫排放浓度不大于35毫克每标准立方米。

三

实现烟气超低排放的4项关键技术

1、烟气高效脱硝技术

烟气高效脱硝技术通过实施锅炉低氮燃烧改造、SCR脱硝系统提效等技术措施来使整个系统的脱硝效率达到90%以上。同时，在SCR装置中加装改性催化剂，协同氧化单质汞，提高下游设备的脱汞效率。

2、低低温静电高效除尘技术

低低温静电高效除尘技术包含了两种设备，即无泄漏管式烟气-烟气换热器和低低温静电除尘器，并在低低温静电除尘器上使用高频电源。该技术除尘效率高，电耗和运行费用低，除尘效率可达99.9%以上，三氧化硫脱除效率可达85%以上，能有效减少“石膏雨”。

3、湿法烟气高效脱硫技术

湿法烟气高效脱硫技术是在原有烟气脱硫技术基础上，对脱硫系统进行提效，可采用增加均流提效板、采用交互式喷淋提高液气比、增加脱硫增效环等方式，可使整个系统的脱硫效率达到98%以上，提升联合除尘效率。

4、湿式静电深度除尘技术

湿式静电深度除尘技术是将湿式静电除尘器布置在脱硫吸收塔后，可以有效去除烟气中的超微颗粒、PM2.5、三氧化硫微液滴、汞及除雾器后烟气中携带的脱硫石膏雾滴等污染物，彻底消除“石膏雨”现象，是一种高效的静电除尘器。除尘效率可达70%以上，三氧化硫脱除效率可达60%以上。

四

实现烟气超低排放改造的法宝

1、脱硝系统

新增备用层新鲜催化剂

作为降低氮氧化物浓度的主要技术核心，通过在SCR反应器第三层预留空间内安装新鲜催化剂，将氮氧化物浓度从100毫克每标准立方米降至50毫克每标准立方米。

新增备用层声波吹灰器

SCR反应器布置于省煤器出口的高含尘区，催化剂易发生堵灰。为有效减少粉尘堆积，降低系统阻力，在新增催化剂上方配套安装一层声波吹灰器。

2、水媒式烟气换热系统

新增管式GGH

管式GGH主要包括两级换热器（烟气冷却器和烟气加热器）、热媒辅助加热系统、热媒增压系统及附属管道、阀门、附件等。热媒介质采用除盐水，闭式循环，增压泵驱动，热媒辅助加热系统采用辅助蒸汽加热。管式GGH利用烟气自身热量加热排放烟气温度至80℃左右，既实现低低温除尘，又消除烟囱排烟的烟羽，改善烟气排放条件。

管式GGH设备照片及安装过程

热媒增压系统

两级换热器之间的换热通过闭式循环的热媒水实现，通过热媒增压泵驱动。系统设置热媒水旁路，通过调节热媒水流量烟气冷却器出口的烟气温度控制在90℃左右，以满足低低温电除尘器入口烟气温度的要求。热媒循环管道材质为20号钢。

热媒辅助加热系统

为保证机组在低负荷工况下烟气加热器出口烟气温度不低于80℃，管式GGH系统增设热媒辅助加热系统。热媒辅助加热介质采用辅助蒸汽，辅助蒸汽从各机组辅汽联箱引接，蒸汽冷凝水进入锅炉疏水扩容器。热媒辅助加热器为管壳式。

热媒补水系统

当事故或停机检修需要疏放热媒水时，需要进行热媒水补充，为此设置热媒补充水箱。热媒水为闭式循环，正常工况下不进行热媒水的补充及疏放，为了防止长期运行时因结垢等问题带来热媒水的污染，考虑设置加药罐。

3.低低温电除尘改造

低低温电除尘的改造主要是改造现有的干式静电除尘器。由于烟气温度降低后灰的流动性变差，关键部位会产生结露爬电和腐蚀现象等，对灰斗和关键部位需要进行相应的改造。

强制热风吹扫装置

电除尘器所有绝缘件位置设置强制热风吹扫装置。强制热风吹扫装置主要有风机、蒸汽加热器及配管组成。强制热风吹扫装置安装于电除尘器顶部。

灰斗采用蒸汽加热

增设辅助蒸汽加热装置，辅助蒸汽从进入管式GGH热媒辅助加热器管道引接，拆除原有的电加热，所有灰斗全部采用蒸汽加热。保证全灰斗壁温不低于120℃，蒸汽冷凝水进入锅炉疏水扩容器。

4.脱硫系统改造

脱硫系统提效改造的技术路线比较多。在一定条件下，采用优化喷淋方式是一种比较简单经济的手段，具体案例如下：拆除原有的三层喷淋母管，将第二、三层标准型喷淋母管及喷嘴改为交互式喷淋系统；原第一层吸收塔浆液循环泵增加扬程后与原第二层吸收塔浆液循环泵构成第一层交互式喷淋系统；新增加的吸收塔浆液循环泵与原第三层吸收塔浆液循环泵构成第二层交互式喷淋系统。

在第一层喷淋母管拆除后留下的空间新增设一层合金均流增效板及支撑梁，与原有的一层均流增效板构成双均流增效板系统。同时安装吸收塔增效装置。

吸收塔浆液循环泵改造

由于喷淋层改为交互式，原有第一层吸收塔浆液循环泵的扬程有所变化，因此需进行改造。典型工程中需更换第一层循环泵叶轮，同时新增一台循环泵。

5.水平布置湿式电除尘

布置在脱硫吸收塔后烟道上的湿式静电除尘器，是一种末端高效的除尘方式，可以有效去除烟气中的超微微粒、PM2.5、三氧化硫微液滴、汞及烟气中携带的脱硫石膏雾滴等污染物。以水平板式湿式静电除尘器为例，其组成主要有本体部分、水冲洗系统等。

湿式静电除尘器本体

湿式静电除尘器本体部分主要结构包括：钢支架、壳体、阴极线及框架、阳极板、进出口烟箱、灰斗、平台扶梯、内部配管及喷嘴，气流均布板等。

水冲洗系统

水冲洗系统由喷淋水系统和循环水处理系统组成，喷淋水系统通过选择适合的喷嘴类型和喷嘴孔径，并经过合理的管道布置和喷嘴布置，可以确保极板极线的清洗效果。循环水处理系统将喷淋收尘后的水进行加碱中和处理，经过滤后循环喷淋使用。通过与湿法脱硫工艺水系统的联合循环，可将湿式电除尘排放水量降到最低，实现循环水利用的最大化。