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2011年我國(guó)修訂了“大氣污染防治法”和“火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”（GB13223-2011），并按重點(diǎn)地區(qū)和非重點(diǎn)地區(qū)規(guī)定了更為嚴(yán)格的二氧化硫、氮氧化物和煙塵的濃度排放限值，該標(biāo)準(zhǔn)已于2014年7月1日起正式實(shí)施。當(dāng)前，很多熱電廠原有除塵、脫硫設(shè)施已無法滿足新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，所以必須對(duì)原有環(huán)保設(shè)施進(jìn)行改造。

1國(guó)家對(duì)燃煤電廠的環(huán)保政策和要求

1)國(guó)務(wù)院《節(jié)能減排十二五規(guī)劃》要求積極推進(jìn)電力行業(yè)脫硫脫硝及大氣中細(xì)顆粒污染物（PM2.5）治理；加大工業(yè)煙粉塵污染防治力度，對(duì)火電、鋼鐵、水泥等高排放行業(yè)以及燃煤工業(yè)鍋爐實(shí)施高效除塵改造，該規(guī)劃要求到2015年火電行業(yè)二氧化硫和氮氧化物排放量分別減排800萬t和750萬t，比2010年降低16%和29%。2)國(guó)務(wù)院《大氣污染防治十條措施》要求加快重點(diǎn)行業(yè)脫硫脫硝除塵改造，大力推行清潔生產(chǎn)，重點(diǎn)行業(yè)主要大氣污染物排放強(qiáng)度到2017年底下降30％以上。3)環(huán)保部《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011)于2014年7月1日實(shí)施，重點(diǎn)區(qū)域執(zhí)行特別排放限值。4）國(guó)家發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部、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）》中要求，新建燃煤發(fā)電機(jī)組（含在建和項(xiàng)目已納入國(guó)家火電建設(shè)規(guī)劃的機(jī)組）應(yīng)同步建設(shè)先進(jìn)高效脫硫、脫硝和除塵設(shè)施，不得設(shè)置煙氣旁路通道。東部地區(qū)11個(gè)省市新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值（即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別低于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3）。中部地區(qū)8個(gè)省新建機(jī)組原則上接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，鼓勵(lì)西部地區(qū)新建機(jī)組接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。支持同步開展大氣污染物聯(lián)合協(xié)同脫除，減少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。

2國(guó)內(nèi)燃煤電廠煙氣排放技術(shù)

2.1污染物排放控制技術(shù)1）低（低）溫靜電除塵。在靜電除塵器前設(shè)置換熱裝置，將煙氣溫度降低到接近或低于酸露點(diǎn)溫度，降低飛灰比電阻，減小煙氣量，可有效防止電除塵器發(fā)生反電暈，提高除塵效率，除塵效率最高可達(dá)99.9%。2）布袋除塵。含塵煙氣通過濾袋，煙塵被粘附在濾袋表面，當(dāng)煙塵在濾袋表面粘附到一定程度時(shí)，清灰系統(tǒng)抖落附在濾袋表面的積灰，積灰落入儲(chǔ)灰斗，以達(dá)到過濾煙氣的目的。煙塵排放濃度可以長(zhǎng)期穩(wěn)定在20mg/Nm3以下，基本不受灰分含量高低和成分影響。3）電袋除塵。綜合靜電除塵和布袋除塵優(yōu)勢(shì)，前級(jí)采用靜電除塵收集80%～90%粉塵，后級(jí)采用布袋除塵收集細(xì)粒粉塵。除塵器出口排放濃度可以長(zhǎng)期穩(wěn)定在20mg/Nm3以下，基本不受灰分含量高低和成分影響。4）旋轉(zhuǎn)電極除塵。將靜電除塵器末級(jí)電場(chǎng)的陽極板分割成若干長(zhǎng)方形極板，用鏈條連接并旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，利用旋轉(zhuǎn)刷連續(xù)清除陽極板上粉塵，可消除二次揚(yáng)塵，防止反電暈現(xiàn)象，提高除塵效率。煙塵排放濃度可以穩(wěn)定在30mg/Nm3以下。5）濕式靜電除塵。將粉塵顆粒通過電場(chǎng)力作用吸附到集塵極上，通過噴水將極板上的粉塵沖刷到灰斗中排出。同時(shí)，噴到煙道中的水霧既能捕獲微小煙塵又能降電阻率，有利于微塵向極板移動(dòng)。該裝置通常設(shè)置在脫硫系統(tǒng)后端，除塵效率可達(dá)到70%～80%，可有效除去PM2.5細(xì)顆粒物和石膏雨微液滴。6）雙循環(huán)脫硫。與常規(guī)單循環(huán)脫硫原理基本相同，不同之處是將吸收塔循環(huán)漿液分為兩個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)罐，形成兩個(gè)循環(huán)回路，每條循環(huán)回路在不同pH值下運(yùn)行，使脫硫反應(yīng)在較為理想的條件下進(jìn)行。可采用單塔雙循環(huán)或雙塔雙循環(huán)，雙循環(huán)脫硫效率可達(dá)98.5%以上。7）低氮燃燒。采用先進(jìn)的低氮燃燒技術(shù)，可大幅降低氮氧化物生成濃度。爐膛出口氮氧化物濃度可控制在200mg/Nm3以下。

2.2國(guó)內(nèi)燃煤電廠煙氣排放普遍采用的技術(shù)國(guó)內(nèi)燃煤電廠脫硝通常采用SCR脫硝技術(shù)，脫硝效率達(dá)80％～85％。目前，國(guó)內(nèi)大型燃煤機(jī)組采用的低氮燃燒技術(shù)，其鍋爐出口NOx排放濃度低于200mg/Nm3；配合80％的脫硝效率，可保證煙氣NOx排放濃度低于50mg/Nm3。國(guó)內(nèi)燃煤電廠除塵主要采用低（低）溫電除塵+脫硫塔后濕式電除塵的方法，低（低)溫電除塵效率≥99.85％，濕式電除塵效率≥70％。在采用低(低)溫電除塵器（或移動(dòng)電極技術(shù)）情況下，針對(duì)國(guó)內(nèi)大部分動(dòng)力煤，可使電除塵器出口的含塵濃度控制在15mg/Nm3以下；再通過配合70%的濕式電除塵，可保證煙氣排放粉塵濃度低于5mg/Nm3。國(guó)內(nèi)燃煤電廠脫硫通常采用石灰石-石膏濕法脫硫法，該法脫硫效率達(dá)98％～98.5％。目前，各脫硫廠家均在進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，普遍采取的方式主要是增加噴淋層，提高氣液比，更新噴嘴型式，提高噴淋均勻性以及覆蓋率；從目前的情況看，脫硫效率達(dá)到98.5％是可行的，可保證煙氣SOx排放濃度低于35mg/Nm3。

2.3國(guó)內(nèi)燃煤發(fā)電廠煙氣超低排放技術(shù)多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)技術(shù)將煙氣脫硝技術(shù)、低（低)溫電除塵技術(shù)（含無泄漏管式水媒體加熱器和低(低)溫電除塵器）、煙氣脫硫技術(shù)和濕式靜電除塵技術(shù)通過管路優(yōu)化和排列優(yōu)化進(jìn)行有機(jī)整合，可廣泛應(yīng)用于各類燃煤電廠，其煙氣排放流程布置見圖1。

3煙氣排放改造案例

某熱電廠現(xiàn)有4臺(tái)型號(hào)為3X75+1X130t/hCFB的鍋爐，采用SNCR法脫硝，還原劑為20%左右的氨水，并采用DCS集中控制，可實(shí)現(xiàn)單爐自動(dòng)控制，4臺(tái)鍋爐共用一座氨區(qū)。目前該公司2#、4#爐為高溫分離器循環(huán)流化床鍋爐，脫硝效率可達(dá)65%以上。1#、3#爐為早期中溫分離器循環(huán)流化床鍋爐，溫度和反應(yīng)時(shí)間均達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，脫硝效率偏低，還原劑用量大，目前脫硝裝置仍在繼續(xù)調(diào)整和完善中。該熱電廠原來采用三電場(chǎng)靜電除塵器除塵，現(xiàn)在拆除了2#、3#電場(chǎng)，保留1#電場(chǎng)，并將其改為電袋復(fù)合除塵器。設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下：煙塵初始含量為15000mg/Nm3，保證除塵效率不小于99.9％，排放濃度小于15mg/Nm3，75t/h鍋爐煙氣量為18萬m3/h，130t/h鍋爐煙氣流量為26萬m3/h，當(dāng)鍋爐達(dá)到額定煙氣量排放量時(shí)，過濾風(fēng)速應(yīng)小于1m/s，初期運(yùn)行鍋爐本體阻力應(yīng)小于500Pa，運(yùn)行4年后阻力應(yīng)低于1000Pa。目前，該公司鍋爐運(yùn)的實(shí)測(cè)煙塵排放濃度為13～15mg/Nm3，鍋爐本體阻力為150～250Pa。該熱電廠原來采用煤和石灰粉混燒的方法脫硫，現(xiàn)采用石灰石-石膏法濕法脫硫工藝脫硫，四爐一塔，煙塔合一，另外吸收塔頂部布置有濕式靜電除塵器。

該改造方案主要內(nèi)容為：新建吸收塔一座、濕式靜電除塵器一套、綜合樓一座、鋼煙道、事故漿液箱、石灰石粉倉(cāng)、循環(huán)漿液泵、氧化風(fēng)機(jī)、真空脫水皮帶、電儀控制系統(tǒng)等。吸收塔設(shè)計(jì)參數(shù)為：額定工況時(shí)的煙氣量為620000m3/h（四臺(tái)鍋爐按三用一備，三臺(tái)鍋爐額定工況時(shí)的煙氣量），設(shè)計(jì)脫硫效率大于98%，SO2在吸收塔進(jìn)口濃度為2500mg/Nm3，出口SO2濃度≤50mg/Nm3（四層噴淋、三用一備），鈣硫比≤1.03，脫硫系統(tǒng)總阻力≤1200Pa，脫硫石膏的自由水分≤10%Wt，脫硫裝置負(fù)荷適應(yīng)范圍30%～110%，除霧器出口水霧含量≤75mg/Nm3，吸收塔出口粉塵含量低于進(jìn)口煙塵含量。濕式靜電除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)為：濕煙氣量為450000m3/h，入口煙氣溫度約為50℃，入口霧滴濃度≤75mg/Nm3，電場(chǎng)內(nèi)煙氣流速為1.85m/s，集塵面積為4522.75m2，有效斷面積為67.65m2，電場(chǎng)電壓為80kV，電廠供電電源為恒流源高壓電源P-80kV/1400mA，陽極系統(tǒng)型式為正六邊形導(dǎo)電玻璃鋼蜂窩管，陰極線型式為加強(qiáng)龍脊（鉛銻合金），出口粉塵濃度≤5mg/Nm3，粉塵去除率≥80%，PM2.5去除率≥85%，霧滴去除率≥70%，SO3去除率≥85%，Hg去除率≥60%，煙氣系統(tǒng)總阻力≤300Pa。吸收塔及濕電布置示意圖見圖2。采用煙塔合一、吸收塔與濕電一體的布置占地小、緊湊，易于布置，適合老廠改造；煙氣側(cè)阻力小，對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有利；不設(shè)單獨(dú)的水循環(huán)系統(tǒng)，沖洗水可作吸收塔補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)零廢水排放；原水泥煙囪可不做防腐，降低投資；可實(shí)現(xiàn)脫硫、濕電DCS集中控制；工藝管道、電纜橋架、平臺(tái)扶梯等可與吸收塔一并布置。

4燃煤熱電廠煙氣排放改造建議

隨著國(guó)家對(duì)煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，企業(yè)在鍋爐排放系統(tǒng)改造時(shí)須考慮留有一定空間,以應(yīng)對(duì)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高。必須緊跟國(guó)際及國(guó)內(nèi)燃煤電廠煙氣排放技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，吸收相關(guān)電廠的改造成功經(jīng)驗(yàn)，因地制宜確定本企業(yè)的采用改造技術(shù)。濕式靜電除塵器作為煙氣末端精處理設(shè)備是未來幾年內(nèi)發(fā)展的趨勢(shì)，因此，在脫硫改造時(shí)盡可能考慮留有空余場(chǎng)地或荷載，可能的話留有MGGH位置。積極關(guān)注電除塵器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，如低（低）溫電除塵、旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)、高頻電源等；除塵、脫硫改造須留余地，如增加設(shè)計(jì)煙氣量，降低布袋過濾風(fēng)速和吸收塔煙氣上升速度，增加液氣比、延長(zhǎng)吸收塔漿液停留時(shí)間、提高氧化空氣供給量和均化程度等，盡可能地提高除塵、脫硫效率；循環(huán)流化床鍋爐脫硝采用低氮燃燒改造+SNCR，燃燒調(diào)整、分離器效率等需予以關(guān)注，從源頭上降低氮氧化物的排放量，減少還原劑使用量，提高裝置運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；關(guān)注脫汞技術(shù)（單質(zhì)Hg、二價(jià)Hg2+、顆粒Hg）和碳捕集技術(shù)及“十三五”國(guó)家對(duì)發(fā)電廠新的相關(guān)要求。

作者：薛永明 單位：蘇州市江遠(yuǎn)熱電有限責(zé)任公司