去年9月,国家发改委、环保部、国家能源局联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》,提出超低排放改造计划。在硬指标倒逼和不少地方政策的鼓励下,很多燃煤电厂开始提效改造和建设。那么,在超低排放改造建设中,深度除尘是否有更好的技术路线?改造成本如何分摊?改造后电厂除了发电,还能承担什么社会角色?日前,在河北省邯郸市召开的“燃煤电厂超洁净协同控制技术研讨会”上,来自业内代表和专家们展开了讨论。图为在四级静电除尘器的基础上,加设的第五级径流式电除尘器外观。现役机组改造更困难改造难在抑尘,投资成本高、可改造空间受限

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电厂能当城市“加湿器”?

2015-02-12 09:49 来源: 中国环境报 作者: 李贤义

去年9月,国家发改委、环保部、国家能源局联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》,提出超低排放改造计划。在硬指标倒逼和不少地方政策的鼓励下,很多燃煤电厂开始提效改造和建设。那么,在超低排放改造建设中,深度除尘是否有更好的技术路线?改造成本如何分摊?改造后电厂除了发电,还能承担什么社会角色?

日前,在河北省邯郸市召开的“燃煤电厂超洁净协同控制技术研讨会”上,来自业内代表和专家们展开了讨论。

图为在四级静电除尘器的基础上,加设的第五级径流式电除尘器外观。

现役机组改造更困难

改造难在抑尘,投资成本高、可改造空间受限

为减少火电排放,国家实施“上大压小”,鼓励关停小机组,集中建设大机组。其中“十一五”期间,全国上大压小、关停小火电机组7682.5万千瓦。目前,我国电力系统60万千瓦以上的大机组,已占据1/3份额。而占比较大的中小机组,为避免市场淘汰的命运,也加快了优化升级步伐。

河北省环保厅总量处副处长赵岩介绍说,与新建燃煤机组相比,现役机组改造更困难。而超低排放改造,又难在抑尘,一是投资成本过高,二是可改造空间受限。

研讨会上,大唐河北马头热电厂7号(20万千瓦)机组的除尘技术,引起了与会者的注意。

2010年,大唐河北马头热电厂在完成4台小火电机组全部关停的基础上,为满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)和《重点区域大气污染防治“十二五”规划》的要求,2014年,剩余机组在完成除尘器、脱硫系统和脱硝系统增效改造和新建工作的同时,又对7号机组的除尘系统进行了再改造。

北京华能达电力技术应用公司承担了7号机组除尘系统的改造。总经理马利君介绍说,改造总投资1600万元,是在原有四级静电除尘器尾部,加设一级径流式电除尘器(使用寿命达10年,占用空间小)。原理是采用多孔泡沫金属板和旋转框架组成收尘阳极板系统(垂直于气流方向),使细微颗粒物在电风与电场力的作用下,在新型阳极板上完成捕集。改造完成后,除尘器出口的总颗粒物脱除效率为95.2%,浓度可控制在5mg/Nm3左右。

大唐河北发电公司总工程师蒋平锁认为,布袋除尘初始投资相对低,但受燃烧煤种影响大、电耗高、运维成本高已是业内公认的短板。此外,寿命短(一般4年,需定期更换)和二次污染(淘汰的聚苯硫醚滤料一般掩埋处理,或回炉焚烧形成污染)也是存在的主要问题。湿法电除尘投资高、阻力大、用水量大,也是难推广的主要原因。而径流式电除尘为深度除尘找到了突破口和改进方向。

赵岩评价说,径流式电除尘器一定程度上解决了老机组改造存在的难题。但径流式电除尘器冲洗时间为一小时,按照最新规定,自2015年5月1日起,将对电厂排放采取小时制考核办法,超标3倍还将入刑。因此,冲洗时间一定要分开进行(可分为4次,每15分钟冲选一次)。此外,新技术的稳定性和可靠性也十分重要。

大唐环保分公司总工程师王力腾则提出自己的看法,径流式电除尘很好地解决了传统电除尘器对PM2.5以下细微粉尘捕集率低的问题。但未来,电厂同样要实现水的“零排放”,湿法除尘耗水量大的问题若能得到有效解决,仍会是实现超低排放改造的方法之一。

“径流式电除尘器能够达到环保新标准要求,现在已安全稳定运行半年多。”作为第二家使用此技术的华电石家庄热电有限公司,公司工程师吕懿介绍说,在细节方面还需要进一步完善,像缸体封闭不严、容易泄漏等。

超低排放改造成本怎么分摊?

大部分省份补贴缺位。目前煤价下跌,电厂赢利,技改推动比较容易。若煤价上涨,或导致改造难大面积推广

据测算,浙江省实现超低排放的环保成本,要增加1~1.3分/千瓦时,而河南省则增加1.5~1.8分/千瓦时,但这些也比天然气发电(每千瓦时增加4毛钱)要省很多。

蒋平锁认为,任何技术改造,除了社会责任考量外,也要算经济账。北京市“煤改气”工程不算初始投资,每年仅运行费用支出至少164亿元。目前,仅有浙江、江苏、山西等少数省份出台了电价补贴,大部分省市的改造成本,则由企业承担。现在煤价下跌,电厂普遍赢利,技改推动比较容易。未来,能源价格走向难测,万一煤价上涨,而环保补贴缺位,或导致超低排放改造难以大面积推广。

此外,为了实现节能减排效果最大化,蒋平锁提出,一是电网在分配政府电量计划时,应优先满足超低排放机组发电。二是落实国家差别收费政策,对排放浓度低于国家或地方排放标准限值50%以上的电企,减半征收排污费。

在谈到河北省燃煤电厂的现状时,赵岩介绍说,目前全省装机容量4100万千瓦,今年底将达到5000万千瓦。至今,全省仅有3个超低排放试点。而河北省要求,2018年前,现役机组通过改造,要基本达到燃气轮机排放限值的要求。这比国家提出的时间又提前了两年,任务非常艰巨。

“超低排放改造是大趋势。从行业来看,可有效实现大气污染防治。而从全产业链来看,能给节能环保装备制造业提供一个市场空间。目前不论从体量规模、还是从技术装备来看,我国节能环保产业提升的空间还非常大。”大唐电力设计院副院长王凤荣感叹道,日前,国家急需将补贴政策执行到位,否则无法调动企业积极性,节能减排的可持续性也将会大打折扣。

电厂成为“加湿器”还要走多久?

仅二氧化硫、氮氧化物、烟尘和废水减排还不够,还要降低三氧化硫、石膏雨、汞等污染物,特别是汞排放

“以前,烟囱冒黑烟是因为废气没有处理好。现在,废气从锅炉排放时,首先经过降温处理,再配合电除尘器和脱硫、脱硝装置,有效清除有害物质。你看,烟囱的烟是淡白色的,几近透明色。未来,电厂技改目标是成为城市的‘加湿器’。”大唐河北马头热电厂负责人表示。

在大唐河北马头热电厂现场观摩过程中,吕懿指着烟囱下面蔫蔫的冬青树,向记者介绍说,这就是烟气脱汞不到位的结果。对于火电行业来说,节能减排的考核项目主要是4项(二氧化硫、氮氧化物、烟尘和废水),但电厂要成为“加湿器”,还需要降低三氧化硫、石膏雨、汞等污染物,特别是汞的排放。

据美国相关部门统计,燃煤电厂的汞排放量约占人为汞排放量的40%,是最大的人为汞污染排放源。我国的能源消耗以煤炭为主,且煤炭中平均汞含量高于世界平均水平。再加上我国燃煤技术相对落后,使得我国成为世界上汞污染严重的地区之一。

吕懿认为,烟尘浓度低于20 mg/Nm3以下,包括称重法在内,已经很难测出。可以确定说,大部分电厂显示数据是粗略的,而不是精准的。而汞浓度更低,约为20μg/m3左右,数量级仅约为前者的万分之一。因此,燃煤烟气中汞浓度的准确监测难度非常大,直到近些年才发展出较为完备的监测方法及体系。

据介绍,利用现有的脱硫、脱硝、除尘等烟气净化系统,燃煤电厂可以实现一定的协同脱汞效果,但要获得较高的脱汞效率,还需采用专用的脱汞技术(如氧化脱汞技术、吸附脱汞技术等)。

目前,吸附脱汞技术脱汞效率较高,适应性较广,但投资和运行成本也高,美国用的较多。相比之下,氧化脱汞技术投资和运行成本较低,脱汞效率也相差无几。鉴于湿法烟气脱硫在我国燃煤电厂应用非常广,约占总烟气脱硫的85%,因此,我国燃煤电厂普遍采用以氧化协同脱汞技术为主、吸附脱汞技术为辅的汞污染控制技术路线。

“在最新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中,规定燃煤电站汞污染排放标准为30μg/m3,自今年1月1日起已执行(全球最为严格的是美国标准,约合1μg/m3)。相信,电厂成为城市‘加湿器’已为时不远。”吕懿说。

延伸阅读:

【专题】:火电企业该不该追求超低排放?

原标题:电厂能当城市“加湿器”?

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