《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223—2011)發(fā)布之初,受到了廣泛的質(zhì)疑。電力行業(yè)普遍認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)排放限值過于嚴(yán)格。但隨著環(huán)境空氣污染的日益加重,特別是長三角、珠三角、京津冀等重點(diǎn)區(qū)域的灰霾頻發(fā),以及國務(wù)院《大氣污染防治行動計劃》的出臺,電力行業(yè)已逐漸認(rèn)識到該標(biāo)準(zhǔn)的重要性與必要性,不僅積極采取措施,盡可能實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,而且有不少集團(tuán)公司已著手實施燃煤電廠符合燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的研究,并進(jìn)一步提出燃煤電廠超低排放的概念。本文擬從燃煤電廠超低排放的技術(shù)集成與對策方面進(jìn)行研究,分析得出超低排放技術(shù)的有效性和可達(dá)性。
現(xiàn)行煙氣排放及治理概況
“十一五”以來,火電行業(yè)在自身大發(fā)展的同時,火電環(huán)保實現(xiàn)了跨越式發(fā)展,無論是煙氣治理還是污染物減排,其成效非常顯著,為我國
節(jié)能減排任務(wù)作出了巨大貢獻(xiàn)。
煙氣除塵
2012年我國火電行業(yè)煙塵排放量為151萬噸,同比下降2.58%在我國火電裝機(jī)容量同比增長7.02%、火力發(fā)電量同比增長0.34%的情況下,全國火電廠煙塵平均排放績效值達(dá)到0.4克/千瓦時,基本與2011年持平,與美國同期水平0.15克/千瓦時相比,我國火電廠煙塵平均排放績效還是偏高。隨著《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223—2011)的執(zhí)行,我國火電煙塵減排還有空間。
在我國電力工業(yè)快速發(fā)展、發(fā)電量持續(xù)增長、燃煤量不斷增加的情況下,隨著除塵技術(shù)的提高,目前新建電除塵器的效率一般均高于9.8%
,燃煤電廠煙塵排放績效也逐年下降,由1980年的16.5克/千瓦時降至2000年的2.9克/千瓦時、2012年的0.4克/千瓦時。截至2012年,全國燃煤機(jī)組安裝靜電除塵器的比例達(dá)到94.0%,袋式除塵器和電袋除塵器的比例分別為5.5%和0.5%。
煙氣脫硫
2012年我國火電行業(yè)SO2排放量為883萬噸,同比下降3.29%。與2005年相比,2012年火電SO2排放量下降了32.08%。電力行業(yè)SO2排放量占全國SO2排放量的比例由2005年的51.0%下降到41.7%。全國電力行業(yè)SO2排放績效值由2005年的6.7克/千瓦時下降到2.3克/千瓦時。單純從數(shù)據(jù)比較而言,我國電力SO2排放績效已好于美國的2.8克/千瓦時。
截至2012年底,我國脫硫機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)到7.18億千瓦,同比提高13.97%,占全國火電機(jī)組的比例達(dá)92%,比2011年的美國高30個百分點(diǎn)。其中,2012年新投運(yùn)的煙氣脫硫機(jī)組裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)4500萬千瓦。如果考慮具有脫硫作用的循環(huán)流化床
鍋爐及計劃關(guān)停機(jī)組,全國脫硫機(jī)組裝機(jī)容量占煤電機(jī)組比例已接近100%。
2012年全國投運(yùn)燃煤機(jī)組脫硫設(shè)施中,脫硫工藝以石灰石-石膏法為主,占91.73%,其次為循環(huán)流化床鍋爐,占3.52%。此外,海水脫硫工藝占2.71%,氨法脫硫工藝占0.88%,其他工藝方法占1.16%。
煙氣脫硝
2012年我國火電行業(yè)NOx排放量為948萬噸,同比下降5.48%,首次實現(xiàn)年度電力NOx排放總量下降。電力行業(yè)NOx排放量占全國NOx排放量的比例從2011年的46.0%下降至40.6%。全國電力行業(yè)NOx排放績效值由2011年的2.6克/千瓦時下降到2.4克/千瓦時。
截至2012年底,有2.26億千瓦的脫硝機(jī)組建成,火電脫硝裝機(jī)容量占全國火電機(jī)組容量的比例從2011年的16.9%提高到27.6%(2013年火電脫硝裝機(jī)容量已達(dá)到4.3億千瓦)。其中,2012年新投運(yùn)的煙氣脫硝機(jī)組裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)9000萬千瓦,占全國脫硝機(jī)組容量的42.79%;規(guī)劃及在建的煙氣脫硝機(jī)組超過4.5億千瓦。所采用的工藝主要是選擇性催化還原法(SCR),約占脫硝機(jī)組總裝機(jī)容量的95%以上,非選擇性催化還原法(SNCR)占5%以下。
現(xiàn)行煙氣治理存在的主要問題
我國電力行業(yè)煙氣治理措施雖然在機(jī)理和技術(shù)上已經(jīng)很成熟,但從目前已投運(yùn)的煙氣治理設(shè)施運(yùn)行情況來看,仍有很多電廠由于受系統(tǒng)設(shè)計
、設(shè)備質(zhì)量、安裝、調(diào)試以及運(yùn)行管理等因素的影響,尤其是隨著《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223—2011)的執(zhí)行,實際運(yùn)行時脫除效率的提高及排放濃度的下降仍有空間。
煙塵超標(biāo)問題
部分電廠煙塵排放不穩(wěn)定,存在超標(biāo)現(xiàn)象。主要原因包括:由于設(shè)計原因,目前運(yùn)行的電除塵器比收塵面積偏小,其除塵器的除塵效率和煙塵排放濃度不能滿足更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)限值;實際燃煤煤質(zhì)偏離設(shè)計煤質(zhì),除塵設(shè)施不能適應(yīng)煤質(zhì)的變化,引起運(yùn)行性能下降;設(shè)備老化,運(yùn)行維護(hù)不及時,影響電除塵器電場的投運(yùn)率等。
脫硫系統(tǒng)問題
部分電廠存在燃煤硫份偏離設(shè)計值的情況。電廠實際燃煤硫份和熱值偏離設(shè)計值是脫硫裝置存在的普遍問題之一,直接造成脫硫設(shè)施入口煙氣量和SO2濃度超出設(shè)計范圍,脫硫設(shè)施無法長期穩(wěn)定運(yùn)行。部分電廠的實際燃煤硫份較設(shè)計值有較大幅提高,有的甚至超過設(shè)計值的1倍以上。
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