燃煤电厂超低排放实证研究分析

刘丽青 张 俊 王 灵 张晶晶

（1 新疆天熙环保科技有限公司 新疆乌鲁木齐 830000 2 新疆农业大学林学与园艺学院 新疆乌鲁木齐 830052）

引言

燃煤电厂是大气污染物的主要排放源，也是二氧化硫和氮氧化物的重要贡献源。随着人民生活水平的提高，雾霾频发引起的大气污染问题以及涉及到人类的健康问题逐渐受到社会的重视。根据生态环境部发布的《中国生态环境状况公报》的数据显示[1]，2019 年我国仍有53%的地级城市的环境空气质量仍然超标，当前我国的大气环境治理任务艰巨。对燃煤电厂进行节能改造，实施脱硝脱硫工艺，实现超低排放显得愈加重要。

1 我国燃煤发电行业政策、法规发展现状

近年来，国家对环境保护越来越重视，不断建立健全燃煤行业的法律法规体系（见表1），意在不断改善人民的生活环境。为进一步提高煤电锅炉环保水平，促进煤电行业清洁发展，各地政府分别响应国家号召，对区域内电厂燃煤锅炉进行超低排放改造，火电行业超低排放改造工作稳步推进。

表1 燃煤发电大气污染物处理相关政策法规

2 实证研究

2.1 项目工程概况

以新疆某热电生产中心项目为例，进行超低排放达标情况分析。新疆某热电生产中心建有4×480 t/h 高温高压煤粉锅炉，配套2×60 MW 抽汽凝汽式汽轮发电机组及余热发电机组。为进一步减少排放总量，改善大气环境质量，热电生产中心投资7607万元对发电机组实施超低排放改造，项目改造采用“脱硝改造+脱硫除尘一体化工艺”路线；升级优化对象为脱硝系统和烟气脱硫塔。项目基本情况见表2。

表2 基本情况

2.2 热电中心燃煤锅炉烟气处理流程

燃煤锅炉烟气从省煤器引出，进入SCR 脱硝反应器，再进入空气预热器，经静电-布袋除尘器除尘后，经引风机进入烟气脱硫塔，最后通过烟囱排入大气。烟气处理工艺流程见图1。

图1 燃煤锅炉烟气处理工艺流程

2.3 锅炉污染物监测情况

燃煤锅炉排放的大气污染物主要为烟尘、二氧化硫、氮氧化物，锅炉废气经除尘、脱硫、脱硝治理措施处理后经210m 高排气筒排放。燃煤锅炉运行工况见表3。

表3 锅炉运行工况

改造后二氧化硫排放浓度由19 mg/Nm3降低为9.2 mg/Nm3，氮氧化物排放浓度由62 mg/Nm3降低为19.56 mg/Nm3，烟尘排放浓度由19.6 mg/Nm3降低为5.32 mg/Nm3，具体情况见表4。相对而言，超低排放改造对氮氧化物的减排效果最为突出。

表4 废气排放情况

2.4 效益分析

燃煤锅炉每年工作时间约为8000 h，经实测数据计算颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量为80.38 t/a、142.46 t/a、316.96 t/a；依据《排污费征收标准管理办法》[8]规定，热电生产中心锅炉废气治理措施优化后每年可为企业节省缴纳排污费约102.5 万元。实施超低排放改造，将大幅度降低大气污染物排放总量，有助于企业走“绿色发展”之路，实现经济效益与环境效益双赢。

表5 燃煤锅炉烟气治理措施升级优化后排放对比情况

结语

（1）热电中心燃煤发电机组改造完成后，整个超低排放系统运行正常，对污染物的控制效果稳定，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物平均去除效率分别为99.97%、99.05%、93.71%，污染物排放浓度分别为5.32 mg/Nm3、9.2 mg/Nm3、19.56 mg/Nm3，符合《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）标准[2]及《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020 年）》（发改能源〔2014〕2093号）标准[4]限值要求。

（2）超低排放改造对电厂污染物烟尘、二氧化硫、氮氧化物的减排作用较为显著。根据本次新疆某热电生产中心的超低排放改造项目，发现煤电机组超低排放改造后，烟尘、二氧化硫、氮氧化物年排放量分别减少了114.02 t、537.54 t 和1035.12 t，每年可为企业节省缴纳排污费约102.5 万元。根据改造项目的实际监测数据可知超低排放确实可降低污染物排放总量，对于污染减排有重大的意义，可为污染物排放治理提供有效的参考依据。

（3）燃煤电厂超低排放改造能有效减少污染物的排放，提升大气污染防治水平，改善区域环境质量状况。超低排放改造带来的社会效益和环保效益十分显著，对燃煤电厂的生存及可持续发展具有深远的意义。