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揭开燃煤电厂超低排放系统的神秘“面纱” 2014-08-15 风雷网 风雷网讯伴随着能源革命的提出及深化，电力行业内有一个名词异常火热，那就是超低排放，其他叫法还有近零排放、煤电机组清洁排放、超净排放、趋零排放等。殊路同归，它们最终都是为了使燃煤发电机组的主要污染物 风雷网讯 伴随着“能源革命”的提出及深化，电力行业内有一个名词异常火热，那就是“超低排放”，其他叫法还有“近零排放”、“煤电机组清洁排放”、“超净排放”、“趋零排放”等。殊路同归，它们最终都是为了使燃煤发电机组的主要污染物排放指标达到天然气燃气轮机发电机组的标准。 7月21日，中国环境监测总站在杭州发布权威消息。经检测，浙能嘉兴电厂7号、8号机组在不同工况时，烟囱总排口烟尘、二氧化硫、氮氧化物三项主要烟气污染物的排放数据分别为不超过3.08毫克/立方米、15.1毫克/立方米、23.67毫克/立方米，优于天然气燃气轮机组排放标准。 什么是超低排放系统 超低排放系统的核心，是利用多种污染物高效协同脱除技术，打破了燃煤机组单独使用脱硫、脱硝、除尘装置的传统烟气处理格局，实现SCR反应器、低低温除尘设备、脱硫吸收塔及湿式静电除尘等环保装置通过功能优化和系统优化有机整合。 在提高各项技术自身的污染物脱除效率的同时，更使该系统技术的污染物脱除效率提升至一个新高度，同时可顺利实现多种主要污染物一体化协同脱除的目标，使电厂排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞和三氧化硫达到清洁排放的要求。 浙江天地环保工程有限公司简称天地环保作为浙能集团环保产业的主力军，专业从事燃煤电厂大气污染治理工作。该公司从2011年开始探索、研发最先进的减排技术，在日趋成熟的脱硫、脱硝、除尘等单项技术的基础上，与浙江大学合作首创了多种污染物高效协同脱除技术，制定了切实可行的工程实施方案，并在百万千瓦燃煤机组上实现了工程应用。 针对二氧化硫，主要是对FGD脱硫系统进行改进，采用增加均流提效板、提高液气比、脱硫增效环和脱硫添加剂等方式，实现脱硫提效。 针对氮氧化物，通过实施锅炉低氮燃烧改造、SCR脱硝系统增设新型催化剂等技术措施实现脱硝提效。 针对烟尘、三氧化硫和汞，采用SCR脱硝系统、低低温除尘、FGD脱硫系统、湿式电除尘等协同脱除实现高效脱除和超低排放。 锅炉排出的烟气经过SCR高效脱硝后，经过空预器出口的烟气通过新增的管式换热器降温段后降温至90℃左右，然后进入改造后的低低温静电除尘器，经过除尘后通过引风机、增压风机后进入吸收塔进行湿法高效脱硫，吸收塔出口的烟气进入新增的湿式静电除尘器作进一步除尘，再进入新增的管式换热器升温段升温至80℃以上后通过烟囱排放。 超低排放系统效果怎样 5月30日13时45分，浙江省能源集团有限公司对外宣布国内首套烟气超低排放装置在浙能嘉兴电厂已建成的8号机组改造成功投入运行。这一消息不胫而走，迅速在行业内激起了千层浪。 6月9日，记者带着好奇心来到浙江省嘉兴平湖市的海边小镇乍浦镇。快到浙能嘉兴电厂时，在车上远远望去，电厂的最大的烟囱上方看不到一丝“白烟”。 记者开始怀疑，难道这就是所谓的超低排放了吗浙江浙能嘉兴发电有限公司总经理倪震接受了记者的采访。首先，他详细解释了什么是超低排放。所谓超低排放，就是通过多污染物高效协同脱除集成技术，使燃煤机组的大气主要污染物排放标准达到天然气机组的排放标准，即烟尘小于5毫克/立方米，二氧化硫小于35毫克/立方米，氮氧化物小于50毫克/立方米。 倪震向记者介绍，5月30日嘉兴电厂8号机组超低排放系统投产并满负荷运行后，西安热工院、浙能技术研究院等单位进行了烟气抽样测试，首次得到机组满负荷时烟囱总排口主要烟气污染物的排放数据烟尘2.12毫克/立方米，二氧化硫17.47毫克/立方米，氮氧化物38.94毫克/立方米。 单从这组数据来看，似乎嘉兴电厂8号机组超低排放系统已经达到了天然气燃气轮机组的大气污染物排放标准。 为此，记者进一步向专业人士求证。 “我们选用了世界上最先进的在线监测表计，8号机用的是德国SICK公司的表计，还有德国杜拉克的表计。”浙江天地环保工程有限公司副总经理教授级高级工程师胡达清对记者说，此次烟尘2.12毫克/立方米数据的由来，是浙能技术研究院按照中国环境监测总站的测试规范，经过人工抽取烟气中国环境监测总站、浙江省环保监测中心、南京环科院等专家分析测得。与在线监测的表计测得的数值范围2.073.1毫克/立方米平均值2.5毫克/立方米非常接近，证明了其测试结果相对比较准确。 “我认为，最终还要看结果。之前，全国还没有一台真正以燃气机组排放标准改造好的机组。因为这不是一般的节能改造，而是对整个设备投入改造，现在判断可否实现，还不好说。”此前，国家能源局浙江监管办稽查处副处长应华泉曾对记者说。 还有一位不愿透露姓名的业内人士告诉记者，严格意义上来讲，“燃煤电厂可以达到燃气机组的排放标准”反映的是污染物的排放水平，并不代表燃烧排放产物是一样的。举个简单的例子，就拿燃料来讲，燃煤机组用的燃料是煤炭，其产热的成分是碳，其燃烧后排放的大量二氧化碳是不可忽视的。但是燃气机组的燃料主要是甲烷，很大一部分热量是氢和氧反应产生的，他们的排放物也有区别。 谁创造了超低排放系统 6月13日，记者来到设在浙江大学能源工程学系的能源清洁利用国家重点实验室，采访了浙江大学教授中国工程院院士岑可法和能源工程系系副主任、长江特聘教授高翔。两位中国煤炭清洁利用领域的专家，详细地向记者介绍了“超低排放系统”的来龙去脉。 “我国在煤炭的利用上，百分之四十多用在工业。工业上排放标准低，有的根本不脱硫不脱硝，采用直接向大气排放，这是导致大气污染天空灰霾的重要原因。”岑可法院士表示，其团队从上世纪九十年代，就开始研究煤炭的清洁燃烧技术，如今嘉兴电厂国内首套烟气超低排放系统运行，能够起到示范作用，对中国的环境治理和能源高效清洁利用产生深远影响。 “煤炭集中使用有利于燃煤烟气污染物的治理，中国电力行业耗煤量约占煤炭总消耗量的一半，但仍远低于2010年美国的92、德国的80。”浙江大学能源工程系副主任高翔表示，中国多地实施煤改气工程，但是问题是中国供气压力大增，华东华北缺口严重。今年5月，中俄签署每年380亿立方米天然气合作大单，也只不过占中国能源需求总量的1.5。 高翔除了现任浙江大学能源工程学系系副主任，他还是国家环境保护燃煤大气污染控制工程技术中心主任，“十二五”863计划污染控制技术主题专家组成员。 国家环境保护燃煤大气污染控制工程技术中心提供数据显示，2013年天然气表观消费量1676亿立方米 同比增长13.9，进口量530亿立方米，对外依存度达到31.6。预计到2015年全国天然气需求量2300亿立方米，到2020年将达4000亿立方米。 “烧天然气发电较烧煤发电成本将会翻倍。于是，前年年底集团开始提出燃煤机组燃气化的设想。”浙江浙能嘉华发电有限公司总经理戚国水说。 “浙能嘉电三期7、8号两台机组超低排放改造工程总投入约3.95亿元，经测算，每度电发电成本会在原先4毛多的基础上提高1.5分到2分，与燃气发电8毛多的高成本比较，其优势就不用再多说了。”浙江天地环保工程有限公司总经理孟炜说。 “值得注意的是，火电厂大气污染物排放标准2011-07-29中燃机的排放标准，基础是在15的含氧量情况下，但是火电机组，运行含氧量是6。 如果燃机也折算到6，那燃气机组三项排放指标数值将远远高于煤电机组。”浙江省环保厅污染物排放总量控制处史一峰说，这样折算的话，燃煤机组大大优于燃气机组的排放。 国家能源局浙江监管办公室行业监管处处长倪孟平对记者说“燃煤电厂的清洁排放改造是一项有意义的工程，我们要大力支持。但是还有约40的大气污染排放 ‘贡献者’非电燃煤锅炉的排放问题不可忽视。其单位耗煤排放的污染物总量是普通燃煤电厂的89倍。因此，如何减少和治理非电燃煤锅炉的烟气污染物排放，是我们今后的另一个工作重点。” 超低排放系统的未来怎样 燃煤烟气中硫、硝、汞等污染物高效协同控制问题不仅是大气污染控制领域重要的基础研究，也是当前国际能源与环境领域中的研究热点和难点问题之一。 “在面对节能减排压力与雾霾威胁的背景下，超低排放技术的广泛运用将进一步提高我国以煤炭为主的能源结构的清洁化水平，而且也为煤电的生存与发展提供了一种新思路。”孟炜告诉记者。 “做到‘两个近零排放’，把煤集中起来使用在高效的发电厂。”岑可法院士向记者解释了什么是两个近零排放，即燃煤电厂用煤分级转化回收天然气或油等化工产品，半焦用于发电/制备活性半焦，烟气污染物排放达到燃气标准新方案。煤裂解及部分气化所产生的洁净燃气，可以解决工业锅炉/窑炉的大规模“煤改气”气源不足难题，实现能源清洁化，带动其他行业污染物大幅度减排。目前，浙江大学牵头组建了“煤炭分级转化清洁发电协同创新中心”，通过产学研用，正在浙江、山东、江苏、广东等省市推广应用燃煤烟气污染物超低排放技术，形成了很好的示范效应。 “也就是说，在能源结构短时间内难以改变和煤炭消费总量不变的情况下，可优先考虑将煤炭集中应用于污染物排放标准全世界最严格的电力行业，在清洁发电的同时采用天然气 或电等清洁能源来替代散烧煤炭，即‘集中用煤，分散使用清洁能源’，以优化能源消费结构，降低污染物排放，改善环境。”高翔对岑可法的“两个近零排放”做了进一步解释“嘉兴电厂只是我们做的后面这项工作。在技术路线选择上，其实也是一件很困难的事情。”倪震告诉记者，既要保证排放标准，又要控制造价，还要考虑系统的集成性。 据高翔介绍，与达到火电厂排放标准的100万千瓦燃煤电厂相比，达到天然气燃气轮机排放标准预计电厂将增加投资成本6，增加运行成本4。 “我们与EPA美国环境保护署U.SEnvironmentalProtectionAgency一直保持着相互学习交流，与我们不同的是，他们一有成果马上就会得到政府关注，马上进行工业示范。”岑可法说，“今年6月习近平总书记在给两院院士作的报告上强调‘创新创新再创新’，通过扎实的基础研究，提出新的技术方法和技术路线，通过中间试验对新技术的进行大胆尝试，推动对国家有重大意义的项目快速发展及进行有效的工业化推广。”“‘产、学、研、用’模式将是中国未来科技自主创新，以及推动工业化利用，到达技术成果落地的一种有效的模式，正如浙江浙能集团与浙江大学合作的超低排放改造项目，我们呼吁国家要提高扶持力度。”岑可法说。