煤電企業(yè)為何主動近零排放？

2016-04-26 16:14:11 來源: 中國環(huán)境報

是否一定要用濕式除塵器?

煤質(zhì)影響前端煙塵濃度，濕式電除塵器不堪重負，電廠應(yīng)充分挖掘現(xiàn)有機組設(shè)備的潛力

現(xiàn)階段，我國燃煤機組實施的煙塵超清潔排放常規(guī)工藝是在借鑒日本個別燃煤電站工藝基礎(chǔ)上進行技術(shù)調(diào)整后形成的。大多數(shù)干式除塵器選用低低溫電除塵器，也有部分選用電袋復(fù)合除塵器，把濕式電除塵器作為進行“終端處理”的重要裝置。

然而，我國燃煤電站“市場煤”問題嚴重影響了進入鍋爐煤的穩(wěn)定性，絕大多數(shù)燃煤電站入爐煤種存在熱值偏低、灰分偏高且波動大的現(xiàn)實，由此造成煙塵濃度工況變化幅度較大，使得干式電除塵器效率波動，出口排放濃度無法長期穩(wěn)定在設(shè)計值范圍內(nèi)。

再加上我國現(xiàn)有濕法脫硫自身存在問題較多，如石膏液滴逃逸濃度偏高等，前端失控致使后端濕式電除塵器不堪重負，出現(xiàn)“兜不住”的現(xiàn)象，從而影響了“近零排放”目標(biāo)的實現(xiàn)。

環(huán)境保護部火電工程評估中心專家陳瑾經(jīng)常要參加各種火電項目的環(huán)評審查，最近遇到了這樣一個項目：由于煤種不好，項目方提出的“近零排放”技術(shù)方案是“低低溫除塵器+高頻電源+五電場靜電除塵器+旋轉(zhuǎn)電機+FGD+濕式除塵器”。如此多技術(shù)的堆積，在他看來非常不科學(xué)，也不合理。

陳瑾認為，濕式電除塵器在使用中存在一定缺陷，如增加占地，帶來了場地布置問題，增加設(shè)備投資與運行費用;同時增加了耗水量及污水處理量，這在北方缺水地區(qū)也是個瓶頸。“濕式電除塵器在我國燃煤電廠使用時間較短，使用效果有待時間檢驗和客觀評價。所以，如何創(chuàng)新超凈排放工藝技術(shù)、使之更適合我國燃煤電站現(xiàn) 狀，是未來探索的重點。”

在近日福建龍凈環(huán)保股份有限公司舉辦的“超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)研討會”上，龍凈環(huán)保副總工程師吳江華提出了超凈電袋復(fù)合除塵與超凈高效脫硫的超凈排放工藝方案，而龍凈環(huán)保的首個超凈電袋示范工程——廣東粵電沙角C電廠2號爐60萬千瓦機組除塵改造項目將于明年初投運。

據(jù)吳江華介紹，這一工藝方案采取的各項技術(shù)措施針對性強、有效性高，不僅能夠保證煙塵排放長期穩(wěn)定小于5mg/Nm3，而且同步實現(xiàn)設(shè)備運行阻力小于等于1100Pa、濾袋使用壽命不小于5年的綜合性能。

“相比常規(guī)工藝，這項工藝取消了濕式電除塵器，對我國燃煤電站市場煤的現(xiàn)狀適應(yīng)性更強，同時具有顯著的投資小、占地省、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。”他舉例說，以 2×1000MW機組為例，超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)與常用的低低溫+電除塵+濕式電除塵器相比，一次投資可節(jié)約1.18億元，減少占地面積1000平方米以上。

廣東電力設(shè)計院主任工程師霍沛強也肯定了超凈電袋將在燃煤電廠實現(xiàn)超低排放過程中所扮演的角色。

據(jù)他介紹，目前已投運的超低排放示范項目中，典型的工藝思路分三步：第一步是控制燃料灰分，從源頭減少粉塵產(chǎn)生量;第二步是在鍋爐后設(shè)置各種型式的除塵器;第三步是發(fā)揮濕法脫硫系統(tǒng)(除霧器)的洗塵作用。

如果前3個環(huán)節(jié)還沒有達到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，需要在最末端加裝濕式電除塵器把關(guān)煙塵排放。由于加裝濕式電除塵器的投資巨大，因此，電廠應(yīng)充分挖掘機組現(xiàn)有設(shè)備的潛力，積極嘗試如何不設(shè)濕式除塵器達到超低排放水平，從根本上提高效率。

截至記者發(fā)稿時，恰逢全國煤電節(jié)能減排升級與改造動員電視電話會議剛剛結(jié)束，環(huán)境保護部副部長翟青在講話中指出，要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，到2020年力爭再完成1.5億千瓦以上的煤電機組升級改造，使污染物排放濃度進一步達到燃氣機組排放水平。

“近零排放”的概念最早是由煤炭企業(yè)神華集團提出來的，但是，“市場煤”問題嚴重影響進入鍋爐煤的穩(wěn)定性，導(dǎo)致污染物出口濃度無法長期穩(wěn)定，后端環(huán)保處理設(shè)施不堪重負。圖為國內(nèi)某大型煤炭企業(yè)的燃煤準(zhǔn)備裝車外運。

在一些重點控制區(qū)，實現(xiàn)超凈排放還是有環(huán)境改善的客觀需求的，但在相對落后的地方，如果粗放式污染仍很嚴重，實施超凈排放就有點得不償失了。

超凈排放現(xiàn)階段僅是作為樣板示范工程，在目前環(huán)保無要求、政府不獎勵、監(jiān)測手段不支持的情況下，企業(yè)沒有壓力、更沒有動力始終保持超凈排放運行。

如果不計代價的話，理論上都可以做到“近零排放”。但是，評價污染控制技術(shù)選擇是否正確應(yīng)從環(huán)境、經(jīng)濟等綜合效益進行評價，這也是決定“近零排放”能否大面積實施的關(guān)鍵。

低硫、低灰、高熱值燃煤是實現(xiàn)“近零排放”的基本前提，而這些條件對于中國目前平均含硫量超過1%、灰分近30%以及含有大量低揮發(fā)分的電煤來講，即使實現(xiàn)特別排放限值都是非常困難的。據(jù)測算，浙江省實現(xiàn)“近零排放”的環(huán)保成本要在原有電價基礎(chǔ)上增加1～1.3分/千瓦時，而河南省則至少需要1.5～1.8分/千瓦時。

參與《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)多次修訂工作的國電環(huán)境保護研究院副院長朱法華做夢都不會想到，一直被環(huán)保政策牽著鼻子走的火電行業(yè)會主動加碼，提出燃煤機組大氣污染物排放水平達到“近零排放”的要求。

時間回到2011年，《標(biāo)準(zhǔn)》出臺之初，火電行業(yè)普遍喊冤，稱其為“史上最嚴”標(biāo)準(zhǔn)，甚至更有極端的觀點認為，電廠要么全部關(guān)停，要么集體作假。

而今天，很多企業(yè)努力在做“近零排放”。所謂“近零排放”，抑或在實際應(yīng)用中如“超潔凈排放”、“超低排放”等其他表述，一般是指達到現(xiàn)行《標(biāo)準(zhǔn)》中燃氣輪機組排放限值要求，即煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于5毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米。

燃煤鍋爐的基準(zhǔn)含氧量為6%，僅是燃氣輪機的0.4倍，如果按照相同基準(zhǔn)含氧量折算的話，燃煤鍋爐需要達到的排放限值相當(dāng)于原值的0.4倍，即煙塵、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分別由原來的5、35、50毫克/立方米變?yōu)?、14、20毫克/立方米，從這個角度說，超潔凈排放名副其實。

從今年開始，各種近零排放的報道頻繁見諸媒體，“首臺”、“首次”、“低于燃氣機組排放標(biāo)準(zhǔn)”等字眼不斷出現(xiàn)，煤電超低排放環(huán)保改造儼然成為一股潮流。

據(jù)不完全統(tǒng)計，浙江能源、神華國華相繼投運了浙能嘉華、浙江國華舟山等試點項目;廣東省廣州市、佛山市在今年初先后發(fā)布“超潔凈排放”改造方案;陜西、山西等省也宣布啟動超低排放計劃。此外，天津、河北等地也有一些示范、改造項目。

短短數(shù)年為何會發(fā)生如此大的轉(zhuǎn)折?從全行業(yè)“飯還吃不飽、沒法干環(huán)保”的苦嘆到部分企業(yè)主動嘗試更高要求的“近零排放”，底氣從何而來?背后的真正動因又是什么?

這其中，企業(yè)對環(huán)保貢獻的自覺性和主動性不用懷疑，但由此引發(fā)的“近零排放”熱潮從環(huán)境、經(jīng)濟等綜合效益角度考量是否適宜大面積推廣?在燃煤品質(zhì)千差萬別的背景下，能否尋找一種最佳的技術(shù)路線，在穩(wěn)定實現(xiàn)超低排放的同時還能降低環(huán)保成本?

一場特殊的煤電“保衛(wèi)戰(zhàn)”

煤價處在低位、手頭資金寬裕是一部分電力企業(yè)主動提標(biāo)、要求“近零排放”的前提，也是某些企業(yè)自保的方式

其實，“近零排放”的概念最早是由煤炭企業(yè)神華集團提出的，是煤炭價格低迷、環(huán)保趨嚴、新煤電項目限批等背景下，企業(yè)為了自身利益進行的一場特殊的煤電“保衛(wèi)戰(zhàn)”。

約10年前，煤炭開啟市場化改革，在市場需求刺激下，占火力發(fā)電成本約7成的煤炭價格一路飆升，讓電力企業(yè)叫苦不迭。

“2011年《標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布時，正是煤價特別高的時候，讓電力企業(yè)執(zhí)行環(huán)保政策、加大環(huán)保投資真是有心無力。”河南電力設(shè)計院副總工程師婁金旗坦言，河南省內(nèi)電廠當(dāng)時的運行情況具有一定代表性。

他舉例說，大唐集團河南分公司當(dāng)年的虧損額達十幾億元，其中一家電廠的負債率甚至超過100%，不得不以每臺機組一元錢的價格賣給某煤化工企業(yè)。

10年河?xùn)|，10年河西。隨著近兩年煤炭價格持續(xù)走低，河南省的標(biāo)煤價也從高峰時的1100元/噸左右降到現(xiàn)在的不足700元/噸。婁金旗告訴記者，同屬于大唐旗下的一家同等規(guī)模電廠以前年虧損1億多元，但截至今年8月，已實現(xiàn)盈利超8億元。

另據(jù)了解，為保障省屬煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益，河南等省份還強制推行固定煤量煤價的“煤電互保”訂貨政策。若按照河南電煤年消耗量約2.4億噸、電企現(xiàn)階段執(zhí) 行高于市場煤價約50元/噸的價格計算，河南每年將直接補貼煤炭企業(yè)120億元，而這筆錢也本應(yīng)是發(fā)電企業(yè)的利潤。

不光在河南，電廠因煤價下跌賺得盆滿缽滿的例子正在多地上演。在山東，某大型電力集團旗下電廠去年設(shè)定的盈利指標(biāo)是12億元，按照今年煤價可實現(xiàn)盈利近20億元，3年即可收回投資。

“也正是因為電力企業(yè)近兩年嘗到了甜頭，變相拉動了自身進行環(huán)保投入的積極性。”據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，煤價處在低位、手頭資金寬裕是一部分電力企業(yè)主動提標(biāo)、要求“近零排放”的首要前提。

根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會秘書長王志軒的觀點，“近零排放”運動之所以由企業(yè)挑起而不是政府發(fā)起，緣于某些企業(yè)的內(nèi)在動因。

他在刊登的《企業(yè)為什么主動開展“近零排放”?》一文中提到：“有的是為了獲得對企業(yè)當(dāng)前或者未來發(fā)展有利的、新的煤電項目的審批，有的是為了現(xiàn)有煤電的生存，以防止過度關(guān)停還處于‘青壯年’且有良好效益的煤電機組，有的是害怕政府讓企業(yè)實施燃氣替代煤電而付出比‘近零排放’高出約數(shù)十倍的成本，還有的是因為種種原因與地方政府達成協(xié)議。”

據(jù)記者從有關(guān)人士處了解到，目前國家能源局新批的火電項目路條中默認按“近零排放”標(biāo)準(zhǔn)，一些省的發(fā)改委能源處也只對“近零排放”項目放行。

是否一定要超凈排放?

電力企業(yè)不在同一起跑線上，一些電廠已經(jīng)沒有改造空間，煤質(zhì)變化對排放影響巨大

在某電力集團山東分公司環(huán)保處主管張某看來，“近零排放”的提出標(biāo)志著惡性競爭大幕的拉開，過高的排放標(biāo)準(zhǔn)要求只會讓企業(yè)“永遠提不上褲子”。

“不同電廠的情況千差萬別，大家本身就不在同一起跑線上。”他悲觀地認為，盡管目前沒有要求電廠執(zhí)行“近零排放”標(biāo)準(zhǔn)，但這一天遲早要來，而他所在的電廠幾乎再無改造空間。

朱法華認為，現(xiàn)行《標(biāo)準(zhǔn)》已是史上最嚴，截至2020年應(yīng)無提標(biāo)的可能。“我個人理解，目前的這一輪超凈排放改造熱潮是企業(yè)自主履行社會責(zé)任的行為，進而推動超凈排放向前發(fā)展。”

不過，他同時也表示，在一些重點控制區(qū)，實現(xiàn)超凈排放還是有環(huán)境改善的客觀需求的，但在相對落后的地方，如果粗放式污染仍很嚴重，實施超凈排放就有點得不償失了。

朱法華指出，目前大家普遍對超凈排放的認識還不到位，“實際上，今年是超凈排放運行的第一年，案例很少，并不能全面了解掌握其可能存在的問題。”他坦言，超凈排放現(xiàn)階段僅是作為樣板示范工程，在目前環(huán)保無要求、政府不獎勵、監(jiān)測手段不支持的情況下，企業(yè)沒有壓力、更沒有動力始終保持超凈排放運行。

還有一個更加現(xiàn)實的問題：煤質(zhì)。王志軒認為，低硫、低灰、高熱值燃煤是實現(xiàn)“近零排放”的基本前提，而這些條件對于中國目前平均含硫量超過1%、灰分近30%以及含有大量低揮發(fā)分的電煤來講，即使實現(xiàn)特別排放限值都是非常困難的。

以河南為例，作為產(chǎn)煤大省，河南的煤質(zhì)情況尚屬中等水平，但含灰量也在30%左右，是沿海地區(qū)用煤含灰量的3倍。

“煤質(zhì)指標(biāo)是鍋爐最重要的設(shè)計依據(jù)，煤種不同，生成污染物的量就非常懸殊。”婁金旗介紹說，褐煤在鍋爐燃燒生成的氮氧化物可以低到200毫克/立方米，而平煤可達650毫克/立方米，煙煤為450毫克/立方米。

要實現(xiàn)同一排放限值，各煤種所需要的脫硝效率不同，對應(yīng)的成本也不一樣。同樣是硫，沿海地區(qū)所用電煤都經(jīng)過了洗選，含硫量在0.5%以下，而在內(nèi)地包括山西、陜西及云貴川等地，電煤含硫量甚至能達到4%以上，河南小于1%的低硫煤僅占總產(chǎn)量的1/3。

“我們把含硫量低于1%的煤稱為香煤，大于2%的叫臭煤。發(fā)同樣多的電，煤質(zhì)差的污染物排放量會是煤質(zhì)好的數(shù)倍。”婁金旗表示，如果不計代價的話，理論上都可以做到“近零排放”。但是，評價污染控制技術(shù)選擇是否正確應(yīng)從環(huán)境、經(jīng)濟等綜合效益進行評價，這也是決定“近零排放”能否大面積實施的關(guān)鍵。因此， “一定要量力而行”。

據(jù)婁金旗測算，浙江省實現(xiàn)“近零排放”的環(huán)保成本要在原有電價基礎(chǔ)上增加1～1.3分/千瓦時，而河南省則至少需要1.5～1.8分/千瓦時。