山東尋求燃煤鍋爐節能優化及超低排放技術方案
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●轉變燃煤鍋爐污染治理思路，由末端治理轉變為全過程控制，由單純的污染減排轉變為節能、提效與減排的多贏
●實施鍋爐燃燒過程優化，改變鍋爐的運行參數，在滿足限定條件的同時，可以實現污染物減排和鍋爐性能改善，是硬件改造的有成本效益的替代方案，能夠發揮設備的最大效能，達到污染物排放標準所需費用最低
山東省環境科學學會日前聯合美國里海大學等單位共同主辦了燃煤鍋爐節能優化及超低排放技術講座，專門邀請國內外專家，重點講解燃煤蒸汽循環發電裝置和耗熱率技術發展。
100多名企業代表和山東省17市環保局的相關負責人齊聚一堂，聆聽專家講授，尋求答疑解惑。
山東省環保廳副廳長謝鋒告訴記者：“通過舉辦此次技術講座，了解并引進國外先進的燃煤鍋爐燃燒及污染排放控制技術，轉變燃煤鍋爐污染治理思路，由末端治理轉變為全過程控制，由單純的污染減排轉變為節能、提效與減排的多贏，以提高全省燃煤鍋爐燃燒及污染排放控制技術水平。”
燃煤鍋爐燃燒系統必須全面優化
實施煤改氣、提高排放標準等措施，但清潔能源供應量不能滿足需求、污染治理設施投資運行費用高
據介紹，作為耗煤大省，山東省每年燃燒煤炭約4億噸，燃煤引起的煤煙型污染是全省大氣污染的主要類型，煙塵排放量的80％，二氧化硫排放量的90％來自燃煤。而鍋爐是燃煤大戶，年用煤量占煤炭總消費的70％左右，因此，控制鍋爐污染物排放是改善大氣環境質量的一個重要方面。
謝鋒向記者介紹，針對鍋爐大氣污染，國家及山東省出臺了一系列政策措施，如實施煤改氣、提高以燃煤電廠為重點的工業點源排放標準等措施，但這些措施往往存在清潔能源供應量不能滿足需求、污染治理設施投資運行費用較高等影響因素。
來自大唐濱州發電有限公司的一名企業人員坦言，《山東省區域性大氣污染物綜合排放標準》及火電、鋼鐵等5項地方大氣污染物排放標準已經正式實施了，規劃利用8年時間分4個時段，逐步實現由行業標準向區域性大氣污染物排放標準過渡，這要求企業必須持續提升污染治理水平，既有壓力也有動力。
當前的現實需要對鍋爐燃燒系統進行優化，提高鍋爐的清潔生產水平，同時還能降低煤耗節約運行費用，實現企業環境效益與經濟效益的雙贏。
對于燃煤企業而言，目前燃煤鍋爐節能優化及超低排放技術研究進展如何？技術是否實用？從哪里尋得最適合的技術？對于燃煤企業來說，是他們面臨的一大難題。
針對以上問題，山東省環境科學學會聯合美國里海大學等單位決定共同主辦燃煤鍋爐節能優化及超低排放技術講座。
山東環境科學學會秘書長丁衛建對記者說：“技術講座模仿在美國非常成功的短期課程，由講師為發電廠的工程師、公用事業公司的經理與高管，以及燃煤鍋爐提供服務設備公司的工程師授課，以此推廣先進的污染治理技術和理念。”
哪些因素影響機組性能？
機組性能同飛灰未燃盡碳的關系很大，鍋爐漏風也是影響機組性能的因素之一，采用低氮燃燒器，可以改變空氣和燃料的混合方式
在技術講座上，美國里海大學能源研究中心主任艾德華·利維博士、首席研究科學家卡洛斯·羅梅羅博士分別從熱耗原因、影響機組性能的因素、鍋爐燃燒過程優化、粉塵排放控制等方面進行了講授。
艾德華·利維認為，電廠機組性能與很多因素有關。其中，機組性能同飛灰未燃盡碳的關系很大，當飛灰未燃盡碳含量升高時，機組熱耗以及優化的省煤器出口氧量增大，而飛灰未燃盡碳含量與煤的反應性、煤粉細度、燃燒器維護狀態、燃燒器風門設定等參數有關。煤水分會隨著天氣的變化而變化，水分增加將導致機組熱耗和廠用電增加，總發電量降低。
鍋爐漏風也影響機組性能的因素之一，對于平衡通風鍋爐，冷空氣從爐膛和對流受熱面爐墻開口以及打開的觀火口等處漏入鍋爐。部分鍋爐漏風進入溫度較低的對流受熱面區域，這個區域的溫度不足以支持燃料和空氣之間的化學反應。隨著鍋爐漏風的增加，機組性能將會降低。
專家表示，為實現優化機組性能，有必要定期檢查鍋爐漏風量。此外，空氣預熱器密封漏風將導致送風機和引風機電耗、煙氣流量和蒸汽抽汽加熱器的抽汽量增大，漏風增加會引起機組熱耗的惡化以及優化氧量的略微降低。
針對氮氧化物的控制，卡洛斯·羅梅羅說，采用低氮燃燒器，可以改變空氣和燃料的混合方式，以降低混合速率、降低NOx在重要生成區域中的氧氣供給、減少在火焰高溫區燃燒的燃料量。同常規燃燒器相比，低氮燃燒器可降低30%~60%的NOx排放。具有更好的湍流混合和加大分級的先進火上風系統，可以增加NOx移除率。
卡洛斯·羅梅羅還對SNCR技術和SCR技術進行了簡單比較，他指出，SNCR技術占地面積小，改造容易，在負荷范圍內的控制程度高，滿足要求的費用低。典型的反應物包括氨水和尿素，NOx減排率在30%~75%，影響SNCR性能的因素包括溫度急劇降低、不完全混合、煙氣成分、氨逃逸等。
SCR技術在400華氏度~1025華氏度溫度范圍內有效，通常應用的溫度范圍是650華氏度~750華氏度，屬于資本密集型技術，投資高，也是一種非常有效的NOx控制技術，脫硝效率在70%~90%或者更高。
卡洛斯·羅梅羅提出，實施鍋爐燃燒過程優化，改變鍋爐（或其他設備如SCR）的運行參數，在滿足限定條件的同時，可以實現污染物減排和鍋爐性能改善，是硬件改造的有成本效益的替代方案，能夠發揮現有設備或新的污染物控制設備的最大效能，達到污染物排放標準所需費用最低。
基于15年的電廠機組性能和鍋爐燃燒優化經驗，里海大學能源研究中心開發出了用于燃燒優化的技術，已經在美國、加拿大、墨西哥、中國和歐盟的30多臺機組上得到應用。實施優化后，達到目標NOx排放值，同時對機組的影響最小，可以實現脫氮5%~35%，脫汞30%~70%，熱耗改善50Btu/kWh~120Btu/kWh。
國內企業探索綜合排放技術組合
濕式靜電除塵技術應用于火電機組，實現了對脫硫濕煙氣細顆粒物、氣溶膠、酸性霧滴等多種污染物深度凈化治理
記者了解到，山東省內很多環保企業一直關注從事燃煤污染物超低排放技術的研發，并已應用到工程項目上，取得了顯著的實效。
作為環境保護部首批環保服務試點企業，山東國舜建設集團有限公司積極探索超低排放工藝，開展了濕式電除塵的研究、設計、制造、安裝、調試、運營工作，擁有自主知識產權的濕式電除塵核心技術，可以對燃煤電廠煙氣進行深度凈化處理，達到燃機排放標準。
早在2011年，國舜集團成功把濕式靜電除塵技術應用于火電機組、燒結脫硫濕煙氣深度凈化處理工程中，實現了對脫硫濕煙氣細顆粒物、氣溶膠、酸性霧滴等多種污染物深度凈化治理，提高了工業尾氣的排放品質。
據介紹，濕式靜電除塵裝置可與脫硫塔一體化或分體式設計，結構緊湊，流程短，造價低，不增加占地面積。到目前為止，共有8套濕式靜電除塵項目投入運行。
另外，正在施工和設計的濕式靜電除塵項目計20套，包括燒結機煙氣治理和火電鍋爐煙氣治理，處理煙氣量從50萬立方米到400萬立方米。
2014年3月21日，國舜集團委托國家環境分析測試中心對已經運行的4套脫硫后濕式靜電除塵器進行了檢測，二氧化硫排放濃度小于35mg/Nm3，煙塵排放濃度小于5mg/Nm3，實現了“燃煤尾氣”污染物排放“燃氣化”。
山東建筑大學教授鄭忠才告訴記者，濕式靜電除塵技術可實現微細顆粒物去除率60%~90%，將顆粒物排放濃度降至5mg/Nm3~20mg/Nm3以內。
圍繞燃煤裝置的二氧化硫如何實現燃氣機組的排放標準，國舜集團研發了單塔增效脫硫工藝和雙塔雙循環脫硫工藝。對于新建和改造條件充裕的項目，采用單塔增效脫硫工藝，脫硫效率能夠提升至98.5%~99.5%。對于不能較長時間停產或場地不允許的機組，采用雙塔雙循環脫硫工藝，可以利用原有設備，減少資源浪費，實現穩定高效脫硫。
其中，華能淄博白楊河電廠2×300MW發電機組建設雙塔脫硫增效及濕式靜電除塵深度凈化設備，污染物排放可達到顆粒物≦5mg/Nm3，SO2≦32mg/Nm3。
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