火力发电厂超低排放改造路线的选择

河南华润电力首阳山有限公司 孔 亮 马 瑞 张国防 杜军林 李新民

火力发电厂超低排放改造路线的选择

河南华润电力首阳山有限公司 孔 亮 马 瑞 张国防 杜军林 李新民

河南华润电力首阳山有限公司为满足新环保标准。通过5个月的调研、探讨、考察找出了一条国内目前最前沿、改造最简单、最先进的超低改造（脱硫除尘）技术。#1、2机组超低排放改造后分别投运，污染物排放指标均达到改造设计值，并优于国家限值排放标准。

火力发电厂；超低排放改造；路线选择

1 概述

2014年9月12日，国家发展改革委、环境保护部和国家能源局发布关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）》的通知，鼓励其他地区现役燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度达到或接近燃气轮机组排放限值的环保改造。河南华润电力首阳山有限公司2×630MW机组就处于所谓的“其他地区”，目前排放指标如下：NOx：90mg/Nm3，SO2：80mg/Nm3，Ash：15mg/Nm3，显然要达到或接近燃气轮机组排放限值，必须进行提效改造。

2 机组现状

2.1 脱硫系统：采用德国比晓芙技术石灰石—石膏湿法脱硫工艺，于2006年投运。2013年将增压风机、旁路烟道取消。原设计净烟气SO2排放最高为121mg/Nm3，目前净烟气SO2：80mg/Nm3左右。

图1 脱硫塔结构图

图2 烟囱排放情况

2.2 除尘系统：双室四电场，2006年投运，于2013年将第四电场改为移动极板，一、二电场改为高频电源，除尘器前增加低温省煤器。原设计电除尘器出口粉尘排放最高为40mg/Nm3，目前除尘器出口Ash：35mg/Nm3左右。

2.3 脱硝系统：2013年由哈锅EPC总包建造，选择性催化还原工艺（2+1层），原设计脱硝出口NOx最高为100mg/Nm3，目前出口NOx：90mg/Nm3左右。

3 目标制定

通过分析对比论证，同时结合我司地处于环保旅游城市——洛阳这一重要地理位置，同时为提高630MW机组的区域的竞争力，故我司将改造的目标定为NOx：50mg/Nm3，SO2：35mg/Nm3，Ash：5mg/Nm3。改造的总体思路：超低排放、煤种适应性强、改动量小、工期短、运行维护费用低。

4 要因分析

通过调查与研究，国内超低排放改造技术众多，且各流派均有应用，详见表1：

5 对策制定及实施

公司于2014年11月12日成立了《节能提效及超低排放工作组织机构》，于2014年11月19日召开了“节能提效及超低排放”综合改造启动会，会上确定了我公司超低排放改造的总体思路：提高煤种适应性、达标、简单、量小、工期短、运行维护费用低。要从国内众多的超低排放改造技术找出一条适合我们自己的改造路线，这就需要我们大家开展调研、分析、探索，用数据说话。自2014年9月份开始先后邀请十二家国内知名环保公司来我公司进行超低改造技术交流、研讨，并派技术人员前往赴山西大唐云冈、内蒙大唐托克托电厂进行实地考察改造运行情况，力求找出适合自己的最佳解决方案。

表1 国内超低排放改造路线

5.1 国内超低排放改造的主流方式

脱硫吸收塔改造（单塔、双塔）+湿式电除尘器，该项技术在国内外应用均较多。

其应用如下：

5.1.1 华润广州南沙电厂超低改造采取：脱硫吸收塔单塔改造+湿式电除尘器。

5.1.2 改造后出口SO2为8.87mg/m3，粉尘为3.12mg/m3。

5.1.3 华润菏泽电厂超低改造采取：脱硫吸收塔双塔改造+湿式电除尘器。

5.1.4 河北邢台国泰发电厂#11机组超低改造采取：脱硫吸收塔改造+湿式电除尘器改造出口SO2为28.87mg/m3，粉尘为3-5mg/m3。

5.1.5 日本碧南发电厂采用的脱硫吸收塔改造+湿式电除尘器。

5.2 国内超低排放改造的创新技术（国电清新SPC烟气超净脱硫除尘一体化技术）应用：大唐国际云冈300MW#3机组已经投运，改造后出口SO2为21-31mg/m3，粉尘为3.9-4.7mg/m3；大唐国际托克托电厂#1机组均已经投运，改造后出口SO2出低于35mg/m3，粉尘为2.37mg/m3。

5.3 国电清新SPC烟气超净脱硫除尘一体化技术简介

SPC一体化技术为客户解决的问题：SO2、粉尘的超净脱除、消除石膏雨、解决场地不足、降低投资和运行费用、施工周期短，操作简单。

其具体优点如下：

5.3.1 高效旋汇耦合脱硫除尘技术。

5.3.2 高效节能喷淋技术。

5.3.3 离心管束式除尘除雾技术。

5.4 改造路线方案的确定

5.4.1 脱硫和除尘改造方案：

国电清新的“SPC烟气超净脱硫除尘一体化技术”，即“增加旋汇耦合装置、管束式除尘装置、更换优化喷淋层”的方案。

5.4.2 脱硝改造方案：

在目前2层催化剂的基础上，增加一层催化剂；继续对燃烧器进行优化，同时通过运行优化调整，实现NOX＜50mg/Nm3的排放标准。

6 实施效果的确认

2015年2月9日我公司超低排放可行性研究报告审查会成功召开。

2015年4月25日、9月15日#1、2机组分别停运进行超低排放改造，6月7日、10月24日两台机组先后启动并网投运，施工工期38天。其烟囱污染物排放如下（均值）：SO2：16.7mg/Nm3，Ash：2.96mg/Nm3，NOX：30.3mg/Nm3。

#1、2机组分别于2015年9月28日、12月16日通过河南省环保厅超低排放验收。

图3 SPC烟气超净脱硫除尘一体化技术原理图

表2 改造前后数据对比一览表

图4 管束式除尘除雾装置旋汇耦合器

7 结语

超低排放小组通过5个月的调研、探讨、考察找出了一条国内目前最前沿、改造最简单、最先进的超低改造（脱硫除尘）技术，即：“SPC一体化脱硫除尘装置专利技术”。华润首阳山成功实现的#1机组超低排放改造是华润电力第一台600MW及以上机组超低排放改造的机组，也是华润电力第一台采用SPC一体化脱硫除尘装置专利技术的机组。该技术为公司节省投资费用4000余万元，年运行费用节约400余万元。

华润首阳山#1机组的超低排放改造方案被列为华润电力控股示范工程，不仅被华润电力成功水平推广，也被成功推广至国内电力兄弟单位。

华润首阳山两台机组超低排放的顺利实现，标志着华润电力控股燃煤机组超低排放改造工作迈上了新的台阶，为改善区域大气环境，实现碧水蓝天积极贡献力量，为提升我司区域竞争力奠定了坚实的基础。