1050MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放技術(shù)路線的綜合選擇

　　摘 要：本文介紹了神華萬(wàn)州電廠為實(shí)現(xiàn)超低排放所采取的綜合除塵技術(shù)路線，對(duì)濕式靜電除塵器和管束式除塵裝置的工作原理及兩者的技術(shù)性能進(jìn)行了比較和分析,同時(shí)就常規(guī)靜電除塵器除塵提效改造和吸收塔內(nèi)部流場(chǎng)均布優(yōu)化工作做了闡述，重點(diǎn)分析了管束式除塵裝置改造實(shí)施方案和運(yùn)行效果，為其他火電機(jī)組實(shí)施超低排放改造技術(shù)路線的選擇提供了有利借鑒和經(jīng)驗(yàn)支持。

　　關(guān)鍵詞：環(huán)保 電除塵器 吸收塔 流場(chǎng)優(yōu)化 除塵 管束式 超低排放

1 概述

　　隨著環(huán)保要求日益提高，燃煤電廠煙氣除塵排放已得到各級(jí)部門(mén)的高度重視。通過(guò)三十多年的發(fā)展，我國(guó)在燃煤電站煙塵排放控制領(lǐng)域，除塵設(shè)備和技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，煙塵排放逐步得到有效控制。

　　為加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，國(guó)家環(huán)保部推行了新的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，即《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223-2011)，該標(biāo)準(zhǔn)允許的污染物排放限值較2003年第二次修訂的限值更為嚴(yán)格。

　　一些發(fā)電企業(yè)為了爭(zhēng)取更加廣闊的發(fā)展空間，積極與設(shè)計(jì)單位、環(huán)保企業(yè)進(jìn)行合作，研究或引進(jìn)一些能夠進(jìn)一步降低污染物排放水平的技術(shù)，如濕法脫硫后增加濕式電除塵器。通過(guò)一些電廠的應(yīng)用和實(shí)施，排放濃度達(dá)到了更加低的效果，甚至優(yōu)于燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，“超低排放”技術(shù)得到了業(yè)內(nèi)的高度贊賞。為進(jìn)一步推廣和發(fā)展超低排放技術(shù)，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等三部委下發(fā)了《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》，要求火電機(jī)組有條件的執(zhí)行燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)(也稱(chēng)為超低排放標(biāo)準(zhǔn))。即污染物排放限值按照二氧化硫35 mg/m3(標(biāo)，6%O2)、氮氧化物50 mg/m3(標(biāo)，6%O2)，煙塵10 mg/m3(標(biāo)，6%O2)執(zhí)行。

　　從環(huán)保角度而言，煙氣污染物“超低排放”的提出對(duì)于燃煤發(fā)電機(jī)組是一個(gè)重要課題和新的發(fā)展要求。神華集團(tuán)作為央企，帶頭做好環(huán)保工作是義不容辭的社會(huì)責(zé)任，要求在建項(xiàng)目嚴(yán)格按照超低排放的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，重慶神華萬(wàn)州電廠2臺(tái)1050MW機(jī)組作為2015年投產(chǎn)的項(xiàng)目必須按照集團(tuán)公司要求，對(duì)煙氣排放的環(huán)保設(shè)施進(jìn)行提效改造，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的超低排放。

2 超低排放技術(shù)路線的選擇

2.1煙塵處理設(shè)施現(xiàn)狀

　　神華神東電力萬(wàn)州發(fā)電廠一期工程建設(shè)2×1050MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組鍋爐采用低氮燃燒器，同步配套建設(shè)兩臺(tái)三室五電場(chǎng)高效電除塵器，一套石灰石—石膏濕法煙氣脫硫裝置和一套SCR脫硝系統(tǒng)。其中，脫硫系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)以最高含硫量的燃煤，即鍋爐校核煤種(含硫量0.8%)作為脫硫設(shè)計(jì)煤種進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)脫硫效率≥96%，SO2排放濃度≤76mg/Nm3。脫硫吸收塔由國(guó)電清新環(huán)保技術(shù)股份有限公司進(jìn)行設(shè)計(jì)供貨，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝旋匯耦合技術(shù)，不設(shè)GGH。工程實(shí)施過(guò)程中考慮燃煤含硫量的變化，脫硫系統(tǒng)又按含硫量為1.2%進(jìn)行擴(kuò)容設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)脫硫效率≥96.5%。

　　本工程設(shè)計(jì)煙塵排放濃度小于20 mg/Nm3，NOx排放濃度小于27mg/Nm3 ，SO2排放濃度小于47mg/Nm3。除脫硝設(shè)施外脫硫和除塵的設(shè)計(jì)指標(biāo)與超低排放的要求差距很大，選擇合理的技術(shù)路線對(duì)煙氣處理設(shè)施進(jìn)行改造已刻不容緩。

2.2提高常規(guī)靜電除塵器除塵效率的措施

　　為了提高除塵器的除塵效率，在除塵器的設(shè)計(jì)階段，就多次召開(kāi)設(shè)計(jì)優(yōu)化研討會(huì)，確定了電除塵的設(shè)計(jì)諸多細(xì)節(jié)，重點(diǎn)做了以下幾個(gè)方面的工作：

　　1增大截面，降低煙氣流速，提高除塵效率。

　　萬(wàn)州電廠除塵器內(nèi)部的設(shè)計(jì)煙氣流速為0.817m/s，停留時(shí)間為24.46s，煙氣流速的降低，意味著在煙氣量、電場(chǎng)長(zhǎng)度不變的情況下，煙氣在電場(chǎng)內(nèi)的處理時(shí)間延長(zhǎng)了，除塵效率便能提高。截面積大一是可降低電場(chǎng)風(fēng)速，延長(zhǎng)煙氣在電場(chǎng)中的停留時(shí)間，減少振打二次揚(yáng)塵，提高電除塵器的收塵效率;二是可降低煙塵對(duì)極板、極線的磨損沖刷，延長(zhǎng)電除塵器內(nèi)部構(gòu)件的使用壽命。

　　2較大的比集塵面積，提高除塵效率，降低出口排放。

　　萬(wàn)州電廠的比集塵面積設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為126.62m2/m3/s，較國(guó)內(nèi)常規(guī)的除塵器相比，比集塵面積選的較大。一般情況下除塵效率是隨著比集塵面積增加而提高，一定量的比集塵面積是保證除塵效率的一個(gè)必要條件。因此，這一定量的比集塵面積是根據(jù)大量相類(lèi)似工程的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)理論推導(dǎo)得出的。同時(shí)，集塵面積大可從根本上克服高比電阻粉塵所帶來(lái)的惡劣工況對(duì)電除塵器高效運(yùn)行所造成的危害。