火电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物达标排放分析及应对

张晓东

摘 要：依据国家相关标准，火电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物必须达标排放，本文对西北某电厂的电除尘、脱硫设备、脱销设备在建设过程中的设计选型、设备改造等方面的情况进行了说明，提出了改造方案，经过机组的运行，证明改造方案是可行的，为高海拔地区的火电机组建设提供了经验。

关键词：火电厂；烟尘；二氧化硫；氮氧化物；达标排放

中图分类号：X322.012 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）06-0136-01

西北某火电厂2×660MW超超临界机组工程为新建工程，厂址位于青海省，是世界上上海拔最高的火电机组，同步建设FGD脱硫及SCR脱硝设施，主要大气污染物排放指标，烟尘、二氧化硫、氮氧化物实现了达标排放，指标优于现行国家标准。

1 工程概况

静电除尘器：采用了福建龍净环保股份有限公司生产的电除尘设备，设备型式为双室五电厂静电除尘器。

脱硫：采用了中电投远达环保工程有限公司的脱硫设备，脱硫系统为石灰石-石膏湿法脱硫，由远达公司EPC总承包。

脱硝：采用了上海电气集团股份有限责任公司的脱硝设备，采用选择性催化还原脱硝（SCR）工艺。

2 事件经过

在2012年12月份初步设计阶段，依据国家相关标准，确定了大气污染物排放标准，并进行了设备招标，但是在2013年10月份，青海省环保厅发函，要求提高大气污染物排放标准，这样我们招标的电除尘、脱硫设备不符合环保标准的要求，需要重新确定技术方案。具体事件经过如下：

2.1 初步设计阶段

在初步设计阶段，依据国家标准GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》附表1火力发电锅炉及燃气轮机组大气污染物排放浓度限值的要求，确定了本项目的排放标准，即烟尘≤30mg/m3；二氧化硫≤100mg/m3。

2.2 设备招标阶段的排放标准情况

（1）静电除尘器：除尘器的效率为99.85%，除尘器出口浓度为：48mg/Nm3（设计煤），按照湿法脱硫系统有50%的除尘效率，烟囱出口的烟尘排放浓度为：24mg/Nm3（设计煤），满足烟尘浓度排放≤30mg/Nm3的要求。

（2）脱硫设备：脱硫效率为：97.3%，出口浓度应为：97.12 mg/NM3，满足SO2浓度排放≤100mg/Nm3的要求。

2.3 大气污染物排放标准提高的起因

在2013年10月25日，青海省环保厅发函明确要求本火电项目废气排放须按GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》附表2中大气污染物特别排放限值标准进行设计、建设。

3 处理方案

3.1 静电除尘器提效方案

（1）采用全电场高频电源并采用小分区供电方案，改为电除尘器出口烟尘浓度≤35.2mg/Nm3保证效率：≥99.89%（设计/校核煤质1/校核煤质2）。

（2）方案说明：将技术协议签订的供电方式即原一、二电场8台2.0A/72kV高频电源，三、四、五电场12台工频电源供电改为第一电场采用8台1.0A/72kV高频电源小分区供电，第二、三、四、五电场32台1.2A/72kV高频电源小分区供电。

3.2 脱硫系统提效方案

即FGD出口SO2浓度由降低至50mg/Nm3。BMCR工况时不小于98.61%。脱硫塔喷淋层由原来的4层增加至5层，原吸收塔直径为19.6m，脱硫提效设计将塔径改为20m。吸收塔总高度由41.4米提高至44.6米，降低烟气流速。

3.3 脱硝系统提效方案

（1）性能要求：脱硝效率不小于85%，脱硝装置在附加层催化剂投运前，脱硝装置出口烟气中NOx含量不大于45mg/Nm3（标态，干基，O2=6%，以NO2计）。

（2）主要变化：对SCR区部分维持2+1层不变，通过增加脱硝催化剂用量来保证脱硝效率提升。氨区部分，由于氨耗量提高，液氨蒸发槽气化量增加为450kg/h/台，共设两台，一用一备。

4 高海拔对于除尘器、脱硫、脱硝系统的影响

相对于平原地区，高海拔地区对除尘器、脱硫、脱硝的影响主要表现在需要处理的烟气量应进行修正，若使用与平原地区的相同型号，将会导致设备达不到额定输出功率。对烟气量应进行了修正，修正系数为37%左右。

5 机组运行结果

在168小时试运满负荷期间两台机组的大气污染物排放浓度：FGD入口烟尘29mg/Nm3（技术协议35.2mg/Nm3），FGD出口烟尘13mg/Nm3（国家标准20mg/Nm3），二氧化硫10mg/Nm3（国家标准50mg/Nm3），氮氧化物45mg/Nm3（国家标准100mg/Nm3）范围内，指标均优于国家规定的排放标准。

6 结语

（1）高原地区气压降低，等温气体体积将发生膨胀，虽然请西安热工院进行了专题试验研究，并根据设计规范对于烟气量进行了修正，但由于只是理论研究，无成熟经验可以借鉴，对于烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放指标是否能够达到设计值，当时还有一定担心，但经过本台机组的投运，证明当初的烟气放大系数是可行的，为以后高海拔地区的火电厂建设积累了经验。

（2）经过实践证明：静电除尘器采用全电场高频电源并采用小分区供电方案是可行的；烟气脱硫系统，采用托盘技术、增加脱硫塔喷淋层数、降低烟气流速是可以降低二氧化硫排放浓度的；脱硝系统通过增加脱硝催化剂用量是能够保证脱硝效率的提升。

本项目由于在基建阶段进行了环保标准的提效，脱硝系统满足新的要求，又由于预留了湿式除尘器位置，为以后改造降低烟尘、二氧化硫的排放浓度提供了方便条件，减少了投资。