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節(jié)能環(huán)保
“國(guó)家煤電節(jié)能減排示范電站”全掃描
2016-04-26 16:10:14   來(lái)源: 中國(guó)電力報(bào)

 9月12日,國(guó)家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃 (2014—2020年)》,提出推行更嚴(yán)格能效環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),加快燃煤發(fā)電升級(jí)與改造,打造高效清潔可持續(xù)發(fā)展的煤電產(chǎn)業(yè)“升級(jí)版”。

  10月9日,全國(guó)煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造動(dòng)員電視電話會(huì)議召開(kāi)。會(huì)議宣讀了《關(guān)于授予 “煤電節(jié)能減排示范電站和示范基地”稱(chēng)號(hào)的通知》,并授予浙江浙能嘉華電廠、河北國(guó)華三河電廠、內(nèi)蒙古國(guó)電布連電廠“國(guó)家煤電節(jié)能減排示范電站”稱(chēng)號(hào),授予上海申能外高橋第三電廠 “國(guó)家煤電節(jié)能減排示范基地”稱(chēng)號(hào)。

  為什么是這些電廠?他們?nèi)〉昧嗽鯓拥墓?jié)能減排成績(jī)?又是怎么做的?為了將他們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)向全行業(yè)介紹推廣,本報(bào)記者分別深入各示范電站現(xiàn)場(chǎng)一探究竟。

  嘉華電廠

  5月30日,我國(guó)首套燃煤機(jī)組煙氣超低排放裝置在浙能嘉華電廠8號(hào)機(jī)組投入運(yùn)行。

  近日,記者走進(jìn)浙能嘉華電廠,最深刻的感受是,作為處于浙江這樣的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)達(dá)地區(qū)和環(huán)境容量脆弱地區(qū)的火電經(jīng)營(yíng)者,其感受到的環(huán)保壓力遠(yuǎn)大于其他地區(qū)。自我加壓實(shí)施煤電節(jié)能環(huán)保升級(jí)改造,是浙能不得不做的理性選擇。

  浙能超低排放技術(shù)路線

  浙能嘉華電廠超低排放的技術(shù)路線是采用多種污染物高效協(xié)同脫除集成技術(shù),對(duì)脫硫脫硝及除塵系統(tǒng)進(jìn)行深度提效改造,達(dá)到超低排放的效果。脫硝提效采用低氮燃燒器和高效SCR工藝;脫硫提效則根據(jù)燃煤含硫量來(lái)選擇提效工藝,如多效脫硫添加劑、多層均流增效盤(pán)、單塔雙循環(huán)等;而除塵提效可選用低低溫電除塵、配置旋轉(zhuǎn)電極的干式電除塵、濕式電除塵等技術(shù)來(lái)達(dá)到超低排放限值,同時(shí)可消除煙囪冒“白煙”的現(xiàn)象。

  其中,高效脫硝、脫硫和除塵是超低排放技術(shù)路線的三個(gè)核心。

  高效脫硝技術(shù)集成了鍋爐低氮燃燒器技術(shù)和選擇性催化還原技術(shù)(SCR)。

  低氮燃燒器技術(shù)可以使燃煤鍋爐出口煙氣的氮氧化物排放濃度降低至300毫克/立方米以下,即使對(duì)于燃用貧煤的W型鍋爐,也可以降至400毫克/立方米以下;這為下游的SCR脫硝創(chuàng)造了良好的條件。這個(gè)技術(shù)已成熟并在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用。

  高效濕法脫硫技術(shù)有單塔雙層均流增效板和雙層錯(cuò)列式噴淋技術(shù)、單塔雙循環(huán)技術(shù)、單塔多層噴淋技術(shù)、雙塔技術(shù)、脫硫增效劑技術(shù)等。例如,原煤含硫量在1%以下的浙能嘉華百萬(wàn)機(jī)組、浙能六橫百萬(wàn)機(jī)組、濱海30萬(wàn)機(jī)組,采用單塔雙層均流增效板和錯(cuò)列式噴淋技術(shù)超低排放裝置的成功投運(yùn),證明了濕法脫硫裝置達(dá)到98.5%以上的脫硫效率是完全可行的;原煤含硫量在2%左右的云南曲靖電廠采用單塔高效脫硫技術(shù)(加脫硫增效劑),其二氧化硫的排放濃度為23.2毫克/立方米,效率達(dá)到了99.48%。

  超低排放通過(guò)低低溫電除塵器、濕式電除塵器實(shí)現(xiàn)煙塵高效脫除,其技術(shù)在日本燃煤機(jī)組上已有多年的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。煙氣經(jīng)過(guò)管式換熱器(或低溫省煤器)后溫度大幅下降,進(jìn)入低低溫電除塵器后,比電阻和體積流量同時(shí)降低,從而可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)干式靜電除塵器更高的效率;經(jīng)監(jiān)測(cè),低低溫電除塵器除塵效率可達(dá)99.9%。濕式電除塵器的除塵效率可達(dá)85%,尤其是對(duì)PM2.5的脫除效率可達(dá)70%以上,三氧化硫也有65%以上的脫除效果。

  超低排放成本分析

  浙能嘉華電廠廠長(zhǎng)戚國(guó)水向記者介紹了超低排放的成本測(cè)算。實(shí)施超低排放將增加燃煤機(jī)組的投資和運(yùn)行成本,其費(fèi)用與技術(shù)路線、改造還是新建、改造前的排放水平等因素有關(guān)。根據(jù)國(guó)內(nèi)超低排放試點(diǎn)企業(yè)的情況來(lái)看,干煙氣排放的百萬(wàn)機(jī)組改造費(fèi)用約為200元/千瓦時(shí),運(yùn)行成本約為0.015元/千瓦時(shí);濕煙氣排放的百萬(wàn)機(jī)組改造費(fèi)用會(huì)大幅下降至150元/千瓦時(shí),同時(shí)還可降低鍋爐散熱損失,從而降低機(jī)組供電煤耗,其運(yùn)行成本約為0.01元/千瓦時(shí)。新建機(jī)組實(shí)施超低排放的新增投資僅為改造機(jī)組的三分之一左右,運(yùn)行成本還可以進(jìn)一步降低。

  戚國(guó)水向記者對(duì)比了天然氣發(fā)電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等清潔能源的電價(jià)。例如,浙江省的天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)約為0.904元/千瓦時(shí)、風(fēng)電約為0.8元/千瓦時(shí)、太陽(yáng)能發(fā)電約為1元/千瓦時(shí),而超低排放煤機(jī)的上網(wǎng)電價(jià)不超過(guò)0.5元/千瓦時(shí),“相比而言,清潔煤電具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。”戚國(guó)水說(shuō)。
    三河電廠

  7月21日零時(shí),神華國(guó)華三河電廠(簡(jiǎn)稱(chēng)三河電廠)1號(hào)機(jī)組 (35萬(wàn)千瓦)“近零排放”改造項(xiàng)目順利完成168小時(shí)試運(yùn)移交生產(chǎn)。8月15日,該機(jī)組環(huán)保改造示范項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收,成為京津冀首臺(tái)達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)的“近零排放”燃煤機(jī)組。該機(jī)組也是河北省唯一被國(guó)家能源局指定的2014年燃煤機(jī)組環(huán)保示范改造項(xiàng)目。

  力爭(zhēng)最小成本最大效益

  三河電廠此次改造,沒(méi)有成熟的技術(shù)路線以供參考、借鑒,改造規(guī)模大、項(xiàng)目多、標(biāo)準(zhǔn)高、工期緊、壓力大,面對(duì)這些困難和挑戰(zhàn),三河電廠全體員工牢記職責(zé)、不辱使命,憑借著只爭(zhēng)朝夕的精神、務(wù)期必成的決心打響了這場(chǎng)環(huán)保改造攻堅(jiān)戰(zhàn)。

  三河電廠借助1號(hào)機(jī)組計(jì)劃?rùn)z修的契機(jī),確立“加裝低溫省煤器、電除塵高頻電源改造、脫硫增容提效改造、濕式電除塵器改造和排煙方式改造”的總體技術(shù)路線。圍繞這條總體技術(shù)路線,該電廠施行三方面的控制措施、抓住9大項(xiàng)單體管控項(xiàng)目,確保改造成效:首要控制煙塵排放、重點(diǎn)控制二氧化硫排放、同步控制氮氧化物排放。三方面措施對(duì)應(yīng)9大單體項(xiàng)目:低氮燃燒器+SCR改造項(xiàng)目,空預(yù)器改造項(xiàng)目,加裝低溫省煤器改造項(xiàng)目,電除塵器升級(jí)改造項(xiàng)目,引增合一改造項(xiàng)目,脫硫增容改造項(xiàng)目,排煙方式改造項(xiàng)目,濕式電除塵改造。此項(xiàng)技改項(xiàng)目融合國(guó)家的多項(xiàng)前沿技術(shù),在技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定的現(xiàn)役機(jī)組身上動(dòng)大手術(shù),最終要確保最大安全、最少成本、最優(yōu)效益、近零排放。

  三河電廠一方面要抓3臺(tái)機(jī)組的安全生產(chǎn),另一方面還要確保1號(hào)機(jī)組的環(huán)保改造項(xiàng)目。在施工高峰期間,現(xiàn)場(chǎng)有27家參建單位和協(xié)作團(tuán)隊(duì)的1489人共同施工,循環(huán)更替、交叉往復(fù)、晝夜不休,經(jīng)歷了難以想象的挑戰(zhàn),最終,僅用了77天的時(shí)間就安全、優(yōu)質(zhì)地完成了1號(hào)機(jī)組技術(shù) 改造及A級(jí)檢修共計(jì)1202項(xiàng)作業(yè)內(nèi)容。

   技術(shù)路線有推廣價(jià)值

  從三河電廠1號(hào)機(jī)組實(shí)施“近零排放”改造后的試運(yùn)行情況看,新改造設(shè)備系統(tǒng)在污染物排放治理過(guò)程中成效顯著:粉塵控制方面,電除塵器前加裝低溫省煤器和電除塵器高頻電源改造后,先將電除塵器出口粉塵濃度控制在20毫克/立方米以?xún)?nèi),再經(jīng)過(guò)更換高效除霧器的脫硫系統(tǒng),在系統(tǒng)后部加裝濕式電除塵器,進(jìn)一步對(duì)粉塵和攜帶石膏進(jìn)行脫除,將粉塵排放濃度控制在5毫克/立方米以?xún)?nèi);二氧化硫控制方面,由于取消了GGH,消除了GGH漏風(fēng)隱患,通過(guò)三臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行即可滿(mǎn)足二氧化硫的控制要求,試運(yùn)行期間二氧化硫排放濃度可控制在25毫克/立方米以?xún)?nèi);氮氧化物控制方面,采用鍋爐低氮燃燒器技術(shù),滿(mǎn)負(fù)荷爐膛出口氮氧化物排放值160~170毫克/立方米,全工況小于200毫克/立方米,尾部加裝SCR裝置后使氮氧化物排放濃度控制在40毫克/立方米以?xún)?nèi)。在節(jié)能方面,增設(shè)低溫省煤器,電除塵器入口煙溫由150攝氏度降至105攝氏度,節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤耗約1.5克/千瓦時(shí),節(jié)能效果顯著。

  據(jù)三河電廠總經(jīng)理張翼介紹,1號(hào)機(jī)組節(jié)能環(huán)保改造總花費(fèi)1.9億,其中,為達(dá)到近零排放的目標(biāo),增加了投資5960萬(wàn)元。

  由于節(jié)能環(huán)保改造降低了煤耗,環(huán)保投入及檢修維護(hù)、備品備件分?jǐn)偟诫姀S生命周期內(nèi)增加運(yùn)行費(fèi)用是0.5分錢(qián)/千瓦時(shí)。

  據(jù)中國(guó)工程院院士秦裕琨介紹,我國(guó)煤質(zhì)比較復(fù)雜,采用這類(lèi)技術(shù)路線,煤質(zhì)好的電廠都可以達(dá)到燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn),在煤質(zhì)不好的地區(qū)即使不能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),也會(huì)有很大改進(jìn)。換言之,這個(gè)技術(shù)具有普適性,可以在大多數(shù)電廠推廣。有些電廠由于經(jīng)濟(jì)力量的限制,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)就可以,而一些經(jīng)濟(jì)效益較好的電廠,在達(dá)標(biāo)排放后進(jìn)一步降低排放,經(jīng)濟(jì)上的代價(jià)完全是可以承受的。(中國(guó)電力報(bào)記者 蘇偉)

  布連電廠

  煤電一體化和輔機(jī)單列式配置

  布連電廠建設(shè)規(guī)模為2臺(tái)66萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤空冷發(fā)電機(jī)組,作為國(guó)內(nèi)首家大型火電廠鍋爐主要輔機(jī)采用單系列布置的工程,在全面“消化”大型超(超)臨界火電機(jī)組技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行了全面深入的理論分析和運(yùn)行狀況的優(yōu)化比較,有針對(duì)性地開(kāi)展了一系列自主技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目,主要包括“輔機(jī)單系列配置技術(shù)”、“全等離子無(wú)油點(diǎn)火和穩(wěn)燃技術(shù)”、“提高鍋爐效率技術(shù)”和“降低煙風(fēng)道阻力技術(shù)”等一大批自主創(chuàng)新節(jié)能技術(shù),解決了傳統(tǒng)火力發(fā)電技術(shù)面臨的一批瓶頸問(wèn)題。兩臺(tái)機(jī)組鍋爐四大風(fēng)機(jī)、空預(yù)器均采用1×100%容量單列配置;機(jī)組采用1×100%容量汽動(dòng)給水泵組,并與前置泵同軸布置;采用100%高壓旁路系統(tǒng),取消過(guò)熱器安全閥,在超超臨界空冷機(jī)組上首次實(shí)現(xiàn)FCB功能;采用國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的單列輔機(jī)分散控制系統(tǒng)及仿真機(jī)系統(tǒng);采用國(guó)內(nèi)首臺(tái)66萬(wàn)千瓦三缸兩排汽超超臨界燃煤空冷機(jī)組。風(fēng)機(jī)和空預(yù)器均為目前國(guó)內(nèi)單機(jī)最大。給水泵汽輪機(jī)為國(guó)產(chǎn)最大容量。

  憑借煤電一體化和輔機(jī)單列式配置帶來(lái)廠用電設(shè)計(jì)的革命和突破,兩臺(tái)機(jī)組全年耗電量較雙列式配置減少7986×104千瓦時(shí),可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用近2000萬(wàn)元。此外,機(jī)組還進(jìn)行了一系列項(xiàng)目?jī)?yōu)化:如采用超超臨界燃煤空冷機(jī)組裝機(jī)方案;四大管道部分彎頭用彎管代替;超超臨界空冷機(jī)組首次采用經(jīng)深度處理后的城市中水;超超臨界鍋爐首次采用100%容量旁路配置,并取消了過(guò)熱器安全門(mén)、水冷壁節(jié)流圈、爐水循環(huán)泵;優(yōu)化布置煙 風(fēng)道系統(tǒng),大量減少煙風(fēng)擋板;優(yōu)化輸煤系統(tǒng)等,節(jié)約工程造價(jià)1億多元。

  全過(guò)程綠色施工

  布連電廠在整個(gè)工程設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試及生產(chǎn)管理過(guò)程中,嚴(yán)格按照國(guó)電集團(tuán)公司綠色火電廠建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn),全面推行精細(xì)化管理,強(qiáng)化過(guò)程質(zhì)量控制,嚴(yán)格做到精細(xì)設(shè)計(jì)、精細(xì)監(jiān)造、精細(xì)管理、精細(xì)調(diào)試,確保所有的設(shè)計(jì)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目得到落實(shí)。

  布連電廠按照節(jié)能環(huán)保綠色電站的設(shè)計(jì)思路,采用燃煤直接空冷技術(shù),全廠用水統(tǒng)一考慮,安裝工業(yè)廢水凈化處理、生活污水凈化處理、雨水收集利用設(shè)施,切實(shí)加強(qiáng)水務(wù)設(shè)計(jì)和管理,做好水平衡設(shè)計(jì),用水排水全面規(guī)劃,做到一水多用、階梯用水,提高重復(fù)用水率,降低耗水指標(biāo),使全廠正常運(yùn)行工況下的廢水“零排放”。僅此一項(xiàng),電廠年節(jié)約用水1500萬(wàn)噸。

  對(duì)脫硫、脫硝系統(tǒng)提前進(jìn)行了謀劃和實(shí)施,脫硫系統(tǒng)與主機(jī)同步投運(yùn),脫硝系統(tǒng)于2013年底全部投運(yùn)。全廠污水、石膏、灰、渣等廢棄物全部綜合利用。落實(shí)了護(hù)坡工程、攔擋工程、排水工程、土地治理、植被恢復(fù)等措施,工程各項(xiàng)水土流失防治指標(biāo)達(dá)到了水土保持方案確定的目標(biāo)值。采用高效靜電除塵器、煙氣余熱回收裝置、安裝設(shè)置12套加熱采樣式煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)CEMS)等多項(xiàng)新技術(shù),使得兩臺(tái)機(jī)組在不斷降低廠用電率的同時(shí),環(huán)保水平不斷提高。

  布連電廠按照集約高效的能源基地模式開(kāi)發(fā)建設(shè),在輔機(jī)單列配置及節(jié)水、節(jié)煤、節(jié)地等科技進(jìn)步方面成果顯著,為我國(guó)開(kāi)發(fā)132萬(wàn)千瓦裝機(jī)的配套輔機(jī)奠定了基礎(chǔ),對(duì)電力裝備制造的產(chǎn)業(yè)升級(jí)貢獻(xiàn)巨大。

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