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“国家煤电节能减排示范电站”环保经验全扫描

中电资讯网 2014-10-21  573次
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为什么是他们?

——“国家煤电节能减排示范电站”全扫描

  编者按:9月12日,国家发展改革委、环境保护部、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)》,提出推行更严格能效环保标准,加快燃煤发电升级与改造,打造高效清洁可持续发展的煤电产业“升级版”。

  10月9日,全国煤电节能减排升级与改造动员电视电话会议召开。会议宣读了《关于授予 “煤电节能减排示范电站和示范基地”称号的通知》,并授予浙江浙能嘉华电厂、河北国华三河电厂、内蒙古国电布连电厂“国家煤电节能减排示范电站”称号,授予上海申能外高桥第三电厂 “国家煤电节能减排示范基地”称号。

  为什么是这些电厂?他们取得了怎样的节能减排成绩?又是怎么做的?为了将他们的实践经验向全行业先容推广,本报记者分别深入各示范电站现场一探究竟(由于此前本报对上海外三电厂已进行详实报道,其报道从略)。

  嘉华电厂

  5月30日,我国首套燃煤机组烟气超低排放装置在浙能嘉华电厂8号机组投入运行。

  近日,记者走进浙能嘉华电厂,最深刻的感受是,作为处于浙江这样的经济社会发达地区和环境容量脆弱地区的火电经营者,其感受到的环保压力远大于其他地区。自我加压实施煤电节能环保升级改造,是浙能不得不做的理性选择。

  浙能超低排放技术路线

  浙能嘉华电厂超低排放的技术路线是采用多种污染物高效协同脱除集成技术,对脱硫脱硝及除尘系统进行深度提效改造,达到超低排放的效果。脱硝提效采用低氮燃烧器和高效SCR工艺;脱硫提效则根据燃煤含硫量来选择提效工艺,如多效脱硫添加剂、多层均流增效盘、单塔双循环等;而除尘提效可选用低低温电除尘、配置旋转电极的干式电除尘、湿式电除尘等技术来达到超低排放限值,同时可消除烟囱冒“白烟”的现象。

  其中,高效脱硝、脱硫和除尘是超低排放技术路线的三个核心。

  高效脱硝技术集成了锅炉低氮燃烧器技术和选择性催化还原技术(SCR)。

  低氮燃烧器技术可以使燃煤锅炉出口烟气的氮氧化物排放浓度降低至300毫克/立方米以下,即使对于燃用贫煤的W型锅炉,也可以降至400毫克/立方米以下;这为下游的SCR脱硝创造了良好的条件。这个技术已成熟并在国内广泛应用。

  高效湿法脱硫技术有单塔双层均流增效板和双层错列式喷淋技术、单塔双循环技术、单塔多层喷淋技术、双塔技术、脱硫增效剂技术等。例如,原煤含硫量在1%以下的浙能嘉华百万机组、浙能六横百万机组、滨海30万机组,采用单塔双层均流增效板和错列式喷淋技术超低排放装置的成功投运,证明了湿法脱硫装置达到98.5%以上的脱硫效率是完全可行的;原煤含硫量在2%左右的云南曲靖电厂采用单塔高效脱硫技术(加脱硫增效剂),其二氧化硫的排放浓度为23.2毫克/立方米,效率达到了99.48%。

  超低排放通过低低温电除尘器、湿式电除尘器实现烟尘高效脱除,其技术在日本燃煤机组上已有多年的成功运行经验。烟气经过管式换热器(或低温省煤器)后温度大幅下降,进入低低温电除尘器后,比电阻和体积流量同时降低,从而可以实现比传统干式静电除尘器更高的效率;经监测,低低温电除尘器除尘效率可达99.9%。湿式电除尘器的除尘效率可达85%,尤其是对PM2.5的脱除效率可达70%以上,三氧化硫也有65%以上的脱除效果。

  超低排放成本分析

  浙能嘉华电厂厂长戚国水向记者先容了超低排放的成本测算。实施超低排放将增加燃煤机组的投资和运行成本,其费用与技术路线、改造还是新建、改造前的排放水平等因素有关。根据国内超低排放试点企业的情况来看,干烟气排放的百万机组改造费用约为200元/千瓦时,运行成本约为0.015元/千瓦时;湿烟气排放的百万机组改造费用会大幅下降至150元/千瓦时,同时还可降低锅炉散热损失,从而降低机组供电煤耗,其运行成本约为0.01元/千瓦时。新建机组实施超低排放的新增投资仅为改造机组的三分之一左右,运行成本还可以进一步降低。

  戚国水向记者对比了天然气发电、风电、太阳能发电等清洁能源的电价。例如,浙江省的天然气发电上网电价约为0.904元/千瓦时、风电约为0.8元/千瓦时、太阳能发电约为1元/千瓦时,而超低排放煤机的上网电价不超过0.5元/千瓦时,“相比而言,清洁煤电具有明显的成本优势。”戚国水说。(中国电力报记者 彭源长 李冬梅 )

  三河电厂

  7月21日零时,神华国华三河电厂(简称三河电厂)1号机组 (35万千瓦)“近零排放”改造项目顺利完成168小时试运移交生产。8月15日,该机组环保改造示范项目通过验收,成为京津冀首台达到燃气机组排放标准的“近零排放”燃煤机组。该机组也是河北省唯一被国家能源局指定的2014年燃煤机组环保示范改造项目。

  力争最小成本最大效益

  三河电厂此次改造,没有成熟的技术路线以供参考、借鉴,改造规模大、项目多、标准高、工期紧、压力大,面对这些困难和挑战,三河电厂全体员工牢记职责、不辱使命,凭借着只争朝夕的精神、务期必成的决心打响了这场环保改造攻坚战。

  三河电厂借助1号机组计划检修的契机,确立“加装低温省煤器、电除尘高频电源改造、脱硫增容提效改造、湿式电除尘器改造和排烟方式改造”的总体技术路线。围绕这条总体技术路线,该电厂施行三方面的控制措施、抓住9大项单体管控项目,确保改造成效:首要控制烟尘排放、重点控制二氧化硫排放、同步控制氮氧化物排放。三方面措施对应9大单体项目:低氮燃烧器+SCR改造项目,空预器改造项目,加装低温省煤器改造项目,电除尘器升级改造项目,引增合一改造项目,脱硫增容改造项目,排烟方式改造项目,湿式电除尘改造。此项技改项目融合国家的多项前沿技术,在技术成熟、运行稳定的现役机组身上动大手术,最终要确保最大安全、最少成本、最优效益、近零排放。

  三河电厂一方面要抓3台机组的安全生产,另一方面还要确保1号机组的环保改造项目。在施工高峰期间,现场有27家参建单位和协作团队的1489人共同施工,循环更替、交叉往复、昼夜不休,经历了难以想象的挑战,最终,仅用了77天的时间就安全、优质地完成了1号机组技术  改造及A级检修共计1202项作业内容。

  技术路线有推广价值

  从三河电厂1号机组实施“近零排放”改造后的试运行情况看,新改造设备系统在污染物排放治理过程中成效显著:粉尘控制方面,电除尘器前加装低温省煤器和电除尘器高频电源改造后,先将电除尘器出口粉尘浓度控制在20毫克/立方米以内,再经过更换高效除雾器的脱硫系统,在系统后部加装湿式电除尘器,进一步对粉尘和携带石膏进行脱除,将粉尘排放浓度控制在5毫克/立方米以内;二氧化硫控制方面,由于取消了GGH,消除了GGH漏风隐患,通过三台浆液循环泵运行即可满足二氧化硫的控制要求,试运行期间二氧化硫排放浓度可控制在25毫克/立方米以内;氮氧化物控制方面,采用锅炉低氮燃烧器技术,满负荷炉膛出口氮氧化物排放值160~170毫克/立方米,全工况小于200毫克/立方米,尾部加装SCR装置后使氮氧化物排放浓度控制在40毫克/立方米以内。在节能方面,增设低温省煤器,电除尘器入口烟温由150摄氏度降至105摄氏度,节约标准煤耗约1.5克/千瓦时,节能效果显著。

  据三河电厂总经理张翼先容,1号机组节能环保改造总花费1.9亿,其中,为达到近零排放的目标,增加了投资5960万元。

  由于节能环保改造降低了煤耗,环保投入及检修维护、备品备件分摊到电厂生命周期内增加运行费用是0.5分钱/千瓦时。

  据中国工程院院士秦裕琨先容,我国煤质比较复杂,采用这类技术路线,煤质好的电厂都可以达到燃气排放标准,在煤质不好的地区即使不能达到这个标准,也会有很大改进。换言之,这个技术具有普适性,可以在大多数电厂推广。有些电厂由于经济力量的限制,达到国家规定的排放标准就可以,而一些经济效益较好的电厂,在达标排放后进一步降低排放,经济上的代价完全是可以承受的。(中国电力报记者 苏伟)

  布连电厂

  煤电一体化和辅机单列式配置

  布连电厂建设规模为2台66万千瓦超超临界燃煤空冷发电机组,作为国内首家大型火电厂锅炉主要辅机采用单系列布置的工程,在全面“消化”大型超(超)临界火电机组技术的基础上,对设备和系统进行了全面深入的理论分析和运行状况的优化比较,有针对性地开展了一系列自主技术创新项目,主要包括“辅机单系列配置技术”、“全等离子无油点火和稳燃技术”、“提高锅炉效率技术”和“降低烟风道阻力技术”等一大批自主创新节能技术,解决了传统火力发电技术面临的一批瓶颈问题。两台机组锅炉四大风机、空预器均采用1×100%容量单列配置;机组采用1×100%容量汽动给水泵组,并与前置泵同轴布置;采用100%高压旁路系统,取消过热器安全阀,在超超临界空冷机组上首次实现FCB功能;采用国内自主研发的单列辅机分散控制系统及仿真机系统;采用国内首台66万千瓦三缸两排汽超超临界燃煤空冷机组。风机和空预器均为目前国内单机最大。给水泵汽轮机为国产最大容量。

  凭借煤电一体化和辅机单列式配置带来厂用电设计的革命和突破,两台机组全年耗电量较双列式配置减少7986×104千瓦时,可节约运行费用近2000万元。此外,机组还进行了一系列项目优化:如采用超超临界燃煤空冷机组装机方案;四大管道部分弯头用弯管代替;超超临界空冷机组首次采用经深度处理后的城市中水;超超临界锅炉首次采用100%容量旁路配置,并取消了过热器安全门、水冷壁节流圈、炉水循环泵;优化布置烟  风道系统,大量减少烟风挡板;优化输煤系统等,节约工程造价1亿多元。

  全过程绿色施工

  布连电厂在整个工程设计、制造、安装、调试及生产管理过程中,严格按照国电集团企业绿色火电厂建设引导意见,全面推行精细化管理,强化过程质量控制,严格做到精细设计、精细监造、精细管理、精细调试,确保所有的设计优化和技术创新项目得到落实。

  布连电厂按照节能环保绿色电站的设计思路,采用燃煤直接空冷技术,全厂用水统一考虑,安装工业废水净化处理、生活污水净化处理、雨水收集利用设施,切实加强水务设计和管理,做好水平衡设计,用水排水全面规划,做到一水多用、阶梯用水,提高重复用水率,降低耗水指标,使全厂正常运行工况下的废水“零排放”。仅此一项,电厂年节约用水1500万吨。

  对脱硫、脱硝系统提前进行了谋划和实施,脱硫系统与主机同步投运,脱硝系统于2013年底全部投运。全厂污水、石膏、灰、渣等废弃物全部综合利用。落实了护坡工程、拦挡工程、排水工程、土地治理、植被恢复等措施,工程各项水土流失防治指标达到了水土保持方案确定的目标值。采用高效静电除尘器、烟气余热回收装置、安装设置12套加热采样式烟气连续监测系统(简称CEMS)等多项新技术,使得两台机组在不断降低厂用电率的同时,环保水平不断提高。

  布连电厂按照集约高效的能源基地模式开发建设,在辅机单列配置及节水、节煤、节地等科技进步方面成果显著,为我国开发132万千瓦装机的配套辅机奠定了基础,对电力装备制造的产业升级贡献巨大。 (中国电力报记者 冯义军)

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