根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011》，全國(guó)重點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)有燃燒鍋爐的煙塵排放濃度限值為20mg/m3。燃煤電廠國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的污染物控制工藝路線如圖1所示，熱煙氣首先通過SCR選擇性催化脫硝，干式電除塵器DESP除塵前煙氣溫度通過空預(yù)器降低到120-140?C左右，為提高脫硫效率和控制水霧排放在濕式脫硫FGD塔前后加裝熱交換器GGH使煙氣溫度首先降低到70-90?C左右再進(jìn)入脫硫塔，脫硫后的煙氣通過再加熱從60度左右提高到70-90?C左右排放，歐洲電廠至今仍采用此技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)煙囪出口顆粒物排放5mg/m3左右。我國(guó)因早期排放標(biāo)準(zhǔn)低，采用此技術(shù)路線顆粒物排放一般在50mg/m3左右。

上世紀(jì)90年代初，日本為控制煙塵排放不高于10mg/m3,主要采用圖2所示的技術(shù)路線[2]，在傳統(tǒng)工藝路線的基礎(chǔ)上加裝了濕式電除塵WESP，WESP安裝在脫硫塔FGD后與煙氣加熱交換器GGH前，并在1000MW大型燃煤機(jī)組上得到推廣應(yīng)用，當(dāng)時(shí)提出采用WESP的主要目的是控制煙塵和SO3酸霧的排放[2]。歐洲燃煤電廠所采用的SCR催化劑對(duì)SO2的氧化率約在0.6%左右，燃煤電廠至今仍是采用圖1所示的工藝路線實(shí)現(xiàn)低排放。

為降低電廠環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行和投資費(fèi)用，上世紀(jì)90年代末在日本開始推廣應(yīng)用低低溫電除塵技術(shù)，主要技術(shù)路線如圖3所示，在同樣實(shí)現(xiàn)低于10mg/m3顆粒物排放的前提下，圖3與圖2所示的技術(shù)路線主要區(qū)別有兩點(diǎn)：1)在DESP后裝的GGH改裝在DESP前，ESP的煙氣溫度從120-140?C左右降低到煙氣酸露點(diǎn)以下(約90?C)實(shí)現(xiàn)低低溫電除塵;2)脫硫后不再采用WESP來控制顆粒物和SO3的排放，加熱后的煙氣可直接排空。降低電除塵器入口煙溫不僅可改善電除塵的除塵效率而且可利用煙塵高效吸附煙氣中的SO3氣溶膠，部分早期安裝了的WESP也已被關(guān)停，如日本新日鐵住金鹿島電廠507MW燃煤機(jī)組在采用低溫省煤器后，WESP已不在運(yùn)行，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)在日本利用此技術(shù)路線的燃煤電廠總裝機(jī)容量已超過15000MW，其中也包括多臺(tái)1000MW等級(jí)的燃煤機(jī)組，從實(shí)際運(yùn)行看電廠的顆粒物排放一般都低于5mg/m3。國(guó)內(nèi)電力集團(tuán)只在最近兩年才開始推廣低低溫電除塵技術(shù)，如2013年華能北京熱電對(duì)四臺(tái)250MW燃煤機(jī)組開展了低低溫電除塵改造，四電場(chǎng)低低溫電除塵配套8臺(tái)ZH三相高壓電源，在國(guó)內(nèi)首先實(shí)現(xiàn)了電除塵出口煙塵排放10mg/m3,為進(jìn)一步推廣應(yīng)用低低溫電除塵積累了經(jīng)驗(yàn)。

神華國(guó)能集團(tuán)有限公司提倡污染物超低排放和綠色發(fā)電，成功開展對(duì)現(xiàn)役燃煤機(jī)組環(huán)保設(shè)備改造和合理提出新建機(jī)組環(huán)保技術(shù)路線有著非常重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。根據(jù)國(guó)內(nèi)外燃煤電廠污染物控制的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，落實(shí)三部委(國(guó)家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家能源局)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》精神[發(fā)改能源[2014]2093號(hào)]，我們采用圖4所示的技術(shù)路線，滿足環(huán)保設(shè)備建設(shè)或改造如下三個(gè)基本原則：

1)污染物長(zhǎng)期穩(wěn)定超低排放;

2)環(huán)保設(shè)備可適應(yīng)多種燃煤特性;

3)系統(tǒng)建設(shè)(改造)的投資、運(yùn)行成本的投入產(chǎn)出和環(huán)境績(jī)效最優(yōu)。

在科技部藍(lán)天工程863計(jì)劃資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域“重點(diǎn)行業(yè)PM2.5過程控制與減排技術(shù)與裝備”主題項(xiàng)目的支持下，我們也積極開展對(duì)燃煤電廠PM2.5的排放控制示范研究，先后在135MW、300MW、600MW和1000MW等級(jí)的機(jī)組開展了集成低省、電除塵和脫硫塔煙塵趨零排放技術(shù)路線的示范電廠研究，不僅積累了煙塵趨零排放的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，而且為實(shí)現(xiàn)燃煤電廠PM2.5排放低于2.5mg/m3創(chuàng)造了成功的案例，實(shí)際證明通過對(duì)電除塵本體小分區(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)和采用高效三相高壓電源，圖4所示的技術(shù)路線可完全滿足煙塵低于5mg/m3、NOx低于35mg/m3、SO2低于50mg/m3的排放要求。如大港電廠綜合采用煙氣調(diào)質(zhì)、低溫省煤器、高效電除塵、高效除霧器等改造和煤質(zhì)控制、運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整等煙氣全流程六項(xiàng)措施，以低成本實(shí)現(xiàn)了全廠四臺(tái)機(jī)組大氣污染物排放達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)，其中在天津大港3號(hào)機(jī)組的應(yīng)用表明，電除塵出口和煙囪出口的顆粒物排放均低于5mg/m3,同時(shí)PM2.5的排放低于神華環(huán)保示范電廠標(biāo)準(zhǔn)2.5mg/m3的要求。四臺(tái)機(jī)組靜電除塵器改造與電袋除塵相比節(jié)省投資約6000萬元，且不增加維護(hù)費(fèi)用;與濕式靜電除塵器相比，節(jié)省投資約1.4億元。初步測(cè)算，全廠四臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)省各項(xiàng)運(yùn)行成本合計(jì)支出節(jié)約300萬元左右。

神華國(guó)能集團(tuán)有限公司同時(shí)對(duì)現(xiàn)役電廠也要求開展廢水和廢渣處理系統(tǒng)的升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)趨零排放，為新建燃煤電廠綠色發(fā)電奠定技術(shù)基礎(chǔ)和改善空氣質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。

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