燃煤电厂环保改造思路浅析

2019-01-16李帅

中国设备工程 2019年4期

李帅

（北京华能达电力技术应用有限责任公司，北京 100052）

随着环保形势的日益严峻，环保设施改进以及节能改造成为电厂首要解决的难题。在此形势下，催生出节能环保市场的繁荣，大量节能环保技术出现，如何在诸多技术中寻求适合本厂条件的最优选择，使得改造路线方法合理科学取得成效，考验着火电厂的决策水平和能力。

1 影响节能环保效果的主要问题

我国的燃煤发电机组有着独特的特点，这些特点对燃煤电厂运行情况影响较大，并且在一段时期内这种状况仍会延续，总体来说，影响燃煤电厂环保改造运行效果的因素主要有以下几个。

1.1 入炉煤种变化较大，偏离设计值严重

我国煤炭虽然储量较大，但煤质较差，劣质煤占比较多，近些年，由于煤炭市场的变化，电厂在购买燃煤时可选择性较低，导致入炉的煤种掺烧时劣质煤多，且波动明显。入炉煤几个关键指标，包括含硫量，灰特性，挥发分含量及热值，实际入炉煤种与设计煤种偏差严重，对锅炉燃烧造成不利的影响。煤的热值影响烟气量，挥发分含量对炉膛的温度场影响较大，高含硫量使得尾部烟道的烟气特性发生变化，腐蚀性和污染性更强，灰特性导致烟气粉尘量增加，比电阻变化等等，这些关键参数对机组运行的经济性和污染排放特性都产生较大影响。

但是一些电厂在改造技术时，由于信息不足，往往只提供设计煤种和校核煤种两种，有时甚至只考虑设计煤种，对煤种变化带来的节能环保影响估计不足，在项目后期运行中煤种发生变化时，原本进行的改造和优化变得不再适应，导致后期运行效果不佳。

1.2 发电负荷变动大

近些年上大压小政策对小机组的淘汰，深度变负荷调峰的任务落到600MW甚至1000MW的大型发电机组上，一些电厂甚至在30%负荷运行，在低负荷条件下，机组的各项参数指标和高负荷偏差较大，燃烧温度场和风烟流场都有较大变化，影响了机组的运行特性。

在电厂采用环保改造时，为考虑最大处理量，设计一般按满负荷设计，同时按满负荷运行情况考核，设备改造厂家进行设计时也仅考虑满负荷情况，但在后期的实际运行中，尤其是低负荷的运行情况下，各项指标无法合理控制。运行效果较差。

1.3 管理水平落后，运行人员操作水平不够

技术改造后，电厂作为设备的使用方，大部分控制要求还是要靠运行人员操作，因此，运行人员的素质对设备的使用效果影响很大。近些年，燃煤电厂的节能环保市场发展繁荣，技术进步较快，技术更新换代迅速，电厂设备的在改造过程中运行特性也在不断变化，但是，针对于技术的培训却没有跟上。

另外，尤其老电厂的管理模式仍然采用小指标控制的方式，某些指标的控制已经不再科学，并不是越低越好或越高越好，可以说电厂现阶段的管理手段已经落后于现今的技术水平，包括检修人员维护水平较低问题，都制约着环保设备后期的运行效果。

2 环保节能改造思路

2.1 持续性改造需求

近些年在大力推行超低排放后，在一些区域又提出“超超低排放”的理念，进一步降低粉尘、SO2、NOx出口限值，同时在一些省市提出全负荷脱硝，采取措施消除白烟等要求，随着技术发展，SO3和汞的排放要求等也将更加具体。火电厂无疑面临最大压力，在改造后又要应对二次改造情况。一些电厂因为工艺条件限制，改造空间有限，再进一步改造时有很大局限性，不具备二次改造的条件，此后面对的问题可能更大。因此，当前形势下，火电厂在选择改造技术路线时要有一定前瞻性，对可能提高的指标早做估计，要优先选择对主体设备影响小，改动灵活的改造技术，并对下一步改造预留空间位置。

2.2 源头处理

燃煤电厂排放的污染物有一次污染物和二次污染物，无论哪种污染物，产生污染物之后再处理的方式都要花费更大代价，因此减排应该从产生的源头开始，从观念上摒弃先污染再治理或边污染边处理的思想。电厂的一次污染物主要包括煤粉燃烧产生的粉尘、SO2、NOx等，对于此类污染物，应该采取有效措施从煤质和燃烧控制，合理选煤配煤，控制燃煤灰分和含硫量，对燃烧器采用低氮燃烧处理等技术路线。二次污染物包括脱硝氨逃逸产生的硫酸氢铵，脱硫设备携带脱硫副产物，要采取有效手段控制二次污染物的形成，脱硝系统应合理优化流场和喷氨方式，控制氨逃逸，脱硫出口要安装可靠的除雾装置。

2.3 特性互补

电厂为了实现一种污染物的排放达标，有时会采用多种技术相配合的路线，例如脱硝采用低氮燃烧器+SNCR+SCR技术，除尘采用电除尘器+布袋除尘器+湿式除尘器技术。不同技术路线效率特性各有区别，对煤种或负荷变化时适应能力和敏感性不同，如果采用单一路线或特性相同的技术，适应性较差，运行效果不稳定。在选取技术路线时，应该选取特性能够实现互补的技术路线，这样在负荷或煤种变化时，有更强的适用性，不会发生排放超标情况。

2.4 一炉一策

一些电厂在论证技术改造路线阶段，经常性对其他电厂相应技术进行考察，以判断该技术在本电厂的可行性，规避一定改造失败风险。但是对于不同电厂，机组容量和锅炉厂家不尽不同，煤种特性也有不同，在考察时，如果只关注单一设备的效果，而对其他设备或煤种特性不做考察时，容易出现经验主义错误，导致本厂的改造效果和考察厂的改造效果很可能发生偏差。任何技术都有适用的机组条件，在其他机组上成功的案例不一定适用于本机组，在其他几组上失败的案例也有一定的可行性，在方案论证时应综合考虑，因此要坚持一炉一策的原则。

2.5 节能与环保的取舍

对于火力发电系统，在节能改造时，煤耗降低，污染物排放减少；在进行环保改造时，新增设备调节参数后，一般伴随着增加能耗，降低运行经济性。因此，节能项目往往是环保的，而环保往往意味着不节能的，节能可以为电厂带来实际的经济收益，所以一些电厂在进行改造时，会过多考虑节能性。但是从社会效益和环保效益来看，环保项目所带来的收益是即时的，且相比于环保技术，节能技术有更多的路线可供选择。因此，在进行环保项目时，要对节能环保进行取舍，应优先考虑环保效益，在达到环保要求的同时，尽可能选择降低能耗的技术手段。

2.6 全系统考虑

火力发电是一整个系统，各设备之间紧密联系，对某一设备或环节的改造往往是牵一发而动全身的，在改造时，如果只考虑某一设备，对其他设备带来的副作用，可能影响整个机组系统的良好运行。这要求在进行技术改造时，应全系统考虑，防止因为某一个改动而对整个系统或其他设备的正常运行不利。

2.7 提高管理水平

电厂在技术改造中，要多次安排与设备供应厂家的培训和技术答疑，设备改造之后要成立专门的责任小组，包括设备管理人员，检修维护人员和设备运行人员，制定完善的管理制度，并监督运行执行情况，定期检查，对相关人员定期进行培训。同时，为了保证工作能够高效率完成，还要制定完善的激励政策和考核政策，对指标进行考核，督促相关部门对环保工作的落实。通过设立专项奖金，对于完成了节能减排目标的部门进行奖励，对没有实现预期目标的部门进行通报批评，可以很好的提高工作人员对工作的重视程度和积极性。