燃煤超低排放.docx

燃煤超低排放不是空想 组合技术工艺已在燃煤电厂、钢铁烧结上取得实效 如何实现燃煤电站污染物超低排放，达到燃气标准浙江大学教授、博士生导师高翔表示 投资、运行成本 与达到火电厂排放标准的1000MW燃煤电厂相比，达到天然气燃气轮机排放标准预计增加投资成本6，增加运行成本4 技术组合 SCR脱硝技术，脱硝≥90 高效除尘技术，除尘≥99.9 活性分子协同脱除，脱硫≥99，脱汞≥85，脱硝≥90 湿式静电深度脱除 PM2.5脱除≥90 目标值 PM≤2.5mg/Nm3 SO2≤15mg/Nm3 NOx≤10mg/Nm3 Hg≤0.003mg/Nm3 我国是世界第一煤炭消费国，2013年消费36.1亿吨（占全球一半以上），排放的二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘等是主要空气污染物。2013年我国这三项污染物排放总量分别约2044万吨、2227万吨和1500万吨，均位居世界第一。 为削减燃煤污染，多地实施“煤改气”工程，现有天然气能否满足“煤改气”要求据统计，2013年我国天然气表观消费量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。 燃煤污染物排放量大、污染重，而煤改气又遭遇气源不足，怎么办山东省环保厅日前主办了山东省燃煤污染物超低排放技术论坛暨对接交流会。与会专家学者表示，如果燃煤污染物实现超低排放，让燃煤装置的污染物排放达到燃烧天然气的排放水平，污染治理和能源问题将有望得到均衡解决。 山东省环保技术服务中心主任李宝林在会上指出“对首先实施燃煤超低排放技术、可替代‘煤改气’方案的成熟合作项目，作为工作试点，省里今年将给予重点支持。通过试点工程，为实施燃煤超低排放技术推广，解决燃煤大气污染和能源环境瓶颈难题积累经验，真正打开煤炭能源利用的枷锁，切实改善全省大环境质量。” 燃煤超低排放技术实效如何 两级处理脱硫工艺，柔性电极湿式电除尘技术和低氮燃烧＋SCR工艺等可实现燃煤电厂超低排放 如果燃煤电厂污染物排放水平向“燃气轮机排放水平”看齐， 即烟尘、二氧化硫、氮氧化物3项排放限值分别为5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3，必将大幅度削减燃煤电厂污染物排放总量。那么，燃煤污染物超低排放技术应用到工程项目上，实际效果怎样 山东山大能源环境有限公司设计院常务副院长潘峰告诉记者，燃煤电厂污染物超低排放的系统配置，由低氮燃烧、SCR脱硝、空气预热器、高效除尘 、烟气脱硫、湿式电除尘等系统构成。逐级除尘、脱硫、脱硝，最终通过湿式电除尘深度净化，实现污染物综合脱除和超低排放。 他说“在高效脱硫、脱硝、除尘技术上，我们有自主研发的水平错流吸收塔＋逆流喷淋吸收塔两级处理脱硫工艺，有柔性电极湿式电除尘技术。对氮氧化物的脱除，燃煤电厂配置低氮燃烧＋SCR工艺或SNCR-SCR联合工艺，就可以让燃煤电厂氮氧化物排放达到重点地区燃气轮机发电机组的排放水平。” 山东山大华特环保工程有限公司研发中心副主任刘畅介绍了燃煤电厂污染物超低排放一体化解决方案。他表示，“SCR氧化法脱硝技术， SCR脱硝效率90，氧化法脱硝效率90，综合效率95以上，氮氧化物排放浓度低于50mg/Nm3。这一技术适合新建项目，尤其适合已经建设SCR脱硝装置的燃煤锅炉；投资、运行费用低，约为SCR的1/2。粉尘超低排放技术，是采用小颗粒的凝并技术，将水雾附着在小颗粒上；增加除尘器极间距离，增大输出电压，使粒子更容易荷电。” 山东三融环保工程有限公司工程技术中心主任李殿勋在会上介绍了鲁奇能杰斯（LLAG）石灰石－石膏湿法脱硫工艺技术，主要是采用池分离器技术，将吸收塔反应池分为pH值不同的两部分，可以在单回路系统内获得双回路系统的效果，分别为氧化和结晶过程提供最佳反应条件，从而提高石膏质量并得到最佳的氧化空气利用效率，有助于进一步提高脱硫效率。这一系统不仅除雾效果好，而且还可以节约冲洗水量。 “对于超低排放技术，早在2011年3月，我们就在日照钢铁集团2180平方米烧结机上，实现了二氧化硫和粉尘的超低排放。”山东国舜建设集团有限公司董事长吕和武介绍说，后来，国舜把超低排放技术应用在日照新源热力有限公司230MW机组，经检测，出口二氧化硫32mg/Nm3、粉尘4.4mg/Nm3，达到了燃气排放标准，这是山东省第一台（套）。 “超低排放，是我们随着环境标准的提升，在标准倒逼下企业的一个选择。”日照钢铁集团党委书记闫秀训告诉记者“随着分阶段逐步加严的地方排放标准的实施，我们原有的污染排放设施，到了明年就满足不了排放标准了，只有对原有的治污工程进行打造提升，才能满足最严格的排放标准。于是，由国舜在我们原有脱硫工程的基础上进行改造，增加湿式电除雾，还做了一些优化，在2180平方米烧结机脱硫工程上进行了改造和应用，改造效果很理想，经过监测，出口二氧化硫浓度在50mg/Nm3以内，粉尘排放浓度在20mg/Nm3以内，已经运行了两年的时间，系统很可靠。” 吕和武还说，国舜还把相关技术在西王钢铁360平方米烧结机上，实现了二氧化硫31mg/Nm3、粉尘4.8mg/Nm3 的排放。记者在会场见到国舜集团董事长助理孙德山时，他兴奋地告诉记者“公司刚刚被环境保护部批准开展环保服务业试点，主要是重点开展钢铁烧结机脱硫除尘综合环保服务试点。” 技术的市场反响如何 11个燃煤污染物超低排放项目现场签约未建成的电厂也表现高度热情 燃煤污染物超低排放的先进治理技术、高效的治理成果引起了与会电厂代表的极大关注，供需双方积极对接，根据自身实际选“亲家”。有11个燃煤污染物超低排放项目现场签约，国舜签约了8个，成为本次对接交流会上的最大“赢家”。 记者在山东山大能源环境有限公司与华能辛店发电有限公司签订的颗粒物超低排放合作意向书中看到，为 满足国家火电厂大气污染物排放标准对特别排放限值地区的要求，华能辛店发电有限公司拟对脱硫除尘系统进行提效改造，改造方案为在新建二级脱硫脱硫塔上方加装湿式静电除尘，采取一体化布置方式。在改造工程完工后，当湿式除尘器入口烟尘浓度＜75mg/Nm3 时，保证出口粉尘浓度＜5mg/Nm3 ，实现电厂烟尘的超低排放要求。 在对接交流会上，记者发现，就连未建成的电厂也表现了对污染物超低排放技术的高度热情。神华国华寿光发电有限责任公司的参会代表对记者说，他们一期工程通过“上大压小”方式建设21000MW国产超超临界燃煤发电机组，计划总投资81.54亿元，同步建设烟气脱硫、脱硝装置，增加湿式除尘器设备，追求‘近零排放’，这次是来了解技术市场的。 山东大学能源与动力工程学院副院长董勇在论坛上指出，燃煤烟气超低排放技术是实现“真环保” 的重要手段。超低排放系统性治理，要推荐成熟工艺技术路线，在深入调查研究现有脱硫除尘装置运行效果的基础上，对成熟、先进、稳定的脱硫、脱硝、PM治理工艺，列入山东省推荐目录，推广应用。 他建议，要建立环保工程工艺技术方案审查制度，防止不成熟的工艺流入市场。工程施工环节中，要建立环保企业准入制度，设立进入标准，明确分包项目，杜绝环保工程整体分包现象；建立环保企业黑名单制度，对问题严重的环保公司，列入黑名单。燃煤烟气系统性治理，各控制单元互相影响，设计-建造-施工-运行全过程控制；具备全过程资质；提高运行、监管水平。 相关报道 还有哪些技术有突破 ◆中国环境报记者 周雁凌 季英德 在山东省环保厅日前主办的山东省燃煤污染物超低排放技术论坛暨对接交流会上，与会专家学者就超低排放技术的研究进展进行详细介绍和深入探讨。 脱硝技术各有优缺点 南京工业大学材料学院教授、硕士生导师祝社民对主要脱硝技术进行了比较。 目前国内低氮燃烧技术优点是投资低，运行费用低，但脱硝效率低，影响燃烧效率；SNCR的技术特点是在1000℃左右，炉内喷氨，优点是固定投资少，费用只有SCR法的1/3，不用催化剂；缺点是脱硝效率低，氨过量35倍，运行费用高，氨逃逸造成二次污染。 湿法工艺就是将NO氧化为NO2，用NH3液吸收，生成硝酸盐，优点是工艺简单，产物可利用，缺点是脱硝效率低，产物品质影响销售，废液处理困难；SCR技术是用催化剂，310℃410 ℃温度条件下喷氨，优点是效率高，技术成熟可靠，运行费用低，缺点是现在商用的催化剂含有剧毒成份，废弃催化剂需进行危废处理。 祝社民表示，由山东天璨环保研发生产的新型环保稀土基SCR脱硝催化剂技术的特点是高效、无二次污染、替代剧毒的钒钛体系；活性温度窗口宽，SO3转化率低；有储氨功能，对CO、CH、H等也有催化作用；活性组分不溶于水，可多次再生，显著降低运行成本；失效催化剂无需危废处理，保证环境安全。 祝社民表示，SCR脱硝催化剂技术的特点是高效、无二次污染、替代剧毒的钒钛体系；活性温度窗口宽，SO3转化率低；有储氨功能，对CO、CH、H等也有催化作用；活性组分不溶于水，可多次再生，显著降低运行成本；失效催化剂无需危废处理，保证环境安全。 燃烧优化好处多 美国里海大学博士张振堂在燃烧优化与 NOx排放的会议报告中指出，燃烧优化包括对机组控制设定的改变，以达到优化目标。同时将对机组性能、其他参数的影响降到最小，并满足机组安全运行、 环保达标等约束条件。 他介绍说，燃烧优化是对硬件更改的高效替换手段， 同时也可以同后燃烧脱硝系统共同实施，可帮助降低氮氧化物排放并改善机组性能、降低SCR系统的安装造价和降低满足一定环保要求的费用，还可帮助减少安装有SCR电厂运行中产生的问题。 协同控制技术是趋势 浙江大学教授、博士生导师高翔在会上提出一连串问题，如何实现燃煤烟气的深度净化如何解决脱硫塔后含SO2和SO3酸雾、飞灰微粒、石膏微粒、吸收剂微粒、细小液滴、汞等多种污染物的烟气深度净化如何实现PM2.5的进一步深度脱除，达到5mg/Nm3的燃气标准 高翔介绍了浙江大学的湿式静电多种污染物协同控制技术。“通过优化电极形式，强化雾化液滴与PM2.5的高效碰撞团聚，提高脱除效率；循环水喷淋系统的设计及运行优化，最大限度减少水雾、浆滴携带。” 据他介绍，对于单电场中试湿式静电除尘器，入口浓度在80mg/Nm3以内时，出口浓度均控制在3mg/Nm3以内，入口粉尘浓度20mg/Nm3时，出口粉尘浓度可控制到1mg/Nm3以下。 试验结果表明，湿式静电除尘对SO2具有较好的捕集效果，脱硫效率可达80以上，有助于实现燃煤烟气SO2的近零排放。采用湿式静电除尘技术，实现SO2浓度从78mg/Nm3降低到15mg/Nm3以下。 高翔说，对于实现NOx的高效脱除，浙江大学开发了组合脱硝控制工艺，形成具有高脱硝效率、高Hg0/Hg2yo转化率、低SO2/SO3转化率、宽温度窗口、高抗磨性能的催化剂配方及其活性恢复方法，并实现多种污染物催化协同控制。 新技术、新工艺可使燃煤电厂实现更低排放 更新时间2013-10-16 0931 来源中国环境报 作者 阅读697 网友评论0条 为了应对日益严格的排放标准要求，电除尘行业近年来在技术创新方面成绩显著。而为保证火电机组稳定、持续运行，电厂在技术选择方面一般非常慎重，如何说服电厂打消顾虑、采用新技术一直以来，电除尘在国内火电除尘市场占据主流地位，未来发展趋势如何 电除尘未来发展趋势如何 仍是主流技术，但比例会有所下降，不是一种技术包打天下 电厂需要怎样的烟尘治理技术国电环境保护研究院副院长朱法华说“首先，技术要能够长期、稳定地满足达标排放要求，并能够适应煤质波动。其次，就是经济性，又想马儿跑又想马儿不吃草的情况不多，实际上就是要进行综合比较。” 一直以来，电除尘在我国燃煤电厂除尘中占据绝对的主流位置。但几年前，新修订的火电厂大气污染物排放标准公布后，30mg/m3的烟尘排放限值一度曾让电除尘技术受到质疑。 对于未来，朱法华认为，“跟原来相比，电除尘的比例会有所下降，但仍是主流技术。”比例下降是因为有些老厂改造存在场地紧张等困难，不能通过增加电场等方式提高除尘效率，就需要采用电袋或者袋式除尘的方式。但因为设备稳定可靠，电除尘还是主流技术。 朱法华戏称，电除尘像“农业学大寨”时的铁姑娘，能吃苦，很能干，布袋除尘有点像娇气的大小姐，娶回家伺候起来很累人。“因为皮实，决定了电除尘对运行管理的要求不是很高，设备毛病少。但伺候布袋是一个系统工程，比如要控制烟温，不仅管布袋的人要注意，从来煤、锅炉燃烧，到空预器、省煤器等整个过程每个环节的人都要集中精力控制，这是一个系统工程，需要大家一起努力来保证其运行。” “电除尘仍有市场空间，技术也在不断发展。但电袋、布袋也在发展，这三大类技术是并存关系，不是一种技术包打天下，各种技术都有自身特点、优势领域等，是互相促进、共同发展的关系。”福建龙净环保股份有限公司总经理黄炜说，现在的技术百花齐放，每一种技术都在创新发展，不能固步自封，一定要与时俱进，根据新的要求进行改进。“竞争会促进企业技术进步、成本降低，更好地满足用户需求和环保需要。” 新技术如何有效推广 国外先进技术作支撑，研发工作稳扎稳打 电除尘行业近年在技术创新方面成效显著，一系列新技术新工艺在实践中取得了良好的业绩。比如，湿式电除尘可以满足特定地区更高的排放要求，实现多污染物综合控制，是电厂烟尘治理的最后一个把关设备；低低温电除尘器可以一举多能，具有提效、节煤、节水和脱除三氧化硫四大优点，不仅有利于减排，还能防止尾部设施的低温腐蚀。 舒英钢说，初始投资成本较高，在一定程度上阻碍了一些新技术的发展，比如，湿式电除尘器单个电场的投资费用相当于常规电除尘器34个电场的投资费用。 对于电厂来说，采用新技术是否有风险事实上，很多新技术只是相对的，对我国来说是新技术，但在国外已经有了很多年的应用历史，技术已经非常成熟。国内企业可以利用国外的成熟技术和经验，积极促成其在我国燃煤电厂的推广应用。 比如，湿式电除尘技术在欧洲、美国、日本等已得到广泛应用且效果良好。在引进日本三菱重工的水平烟气流湿式电除尘技术后，菲达环保结合我国燃煤电厂实际情况进行了创新开发，开发出垂直烟气流与WFGD系统整体式湿式电除尘器。 电力行业电除尘资深专家蒙骝说“电厂对可靠性要求很高，尤其是国内面临复杂变化的煤质，新技术推广工作更要细致。”他认为，首先，企业在进行新技术研发时的目标要求要高，要与国际先进水平一致；其次，研发要经过小型试验、工程中试、小机组可靠性试验、大机组试验等过程，光有小型试验数据是不行的，研发道路要一步步扎实地走下去；再次，理论研究要到位。 “新技术要有理论支撑。比如，传统理论认为，只有烟温在酸露点以上，才不会发生低温腐蚀，低低温电除尘要求设施工作在酸露点以下。要让业主相信，就要有新的理论来进行支撑解释，从而让用户相信这一工艺。”据蒙骝介绍，为了推广低低温电除尘技术，龙净在宁德电厂召开技术交流会，让用户亲眼看到减排效果和运行情况。 如何更加清洁地用煤 燃煤机组排放能降低到5mg/m3，国家层面应该鼓励发展这样的煤电技术 燃煤污染严重影响大气环境质量，但我国以煤为主的能源结构短时期内难以改变，是否能够实现更加清洁地用煤黄炜说，更清洁地用煤完全可以做到，关键在环保上要舍得投入，不在于是否产生污染，而在于是否能治好污染。 随着移动电极电除尘、低低温电除尘、湿式电除尘、粉尘凝聚、新型高压电源等新技术及新工艺在国内得到越来越多的应用，现在，使燃煤电厂烟尘满足燃气电厂排放标准要求已经不是奢望。 今年1月，上海长兴岛第二发电厂212MW机组的湿式电除尘器成功投运，现场测试结果表明，出口烟尘浓度为6.1mg/m3。神华国华舟山电场1350MW机组、台州第二发电厂21000MW机组也将采用湿式电除尘技术，项目要求烟囱出口烟尘浓度均为5mg/m3。这些数值已经接近或达到天然气燃气轮机发电机组的排放要求。 朱法华告诉记者，建设中的国电泰州二期项目的目标就是要满足燃气电厂的排放标准要求。这一项目配套了一系列先进的环保措施，比如，安装了低温省煤器，配备了六电场电除尘器和高频电源，在湿法脱硫之后还配有湿式电除尘器，确保最后的污染物排放浓度可以满足燃气机组排放标准要求，而且电厂单位能耗也会降到世界最低水平。 在朱法华看来，这是一个发展趋势，“从我国能源资源特点以及能源安全需要考虑，在国家层面应该鼓励发展这样的煤电技术”。但是，这一项目的环保投资占工程总投资的26，这一比例也是目前全国最高的。国内电厂的环保投资一般占比在10左右，超过15的很少。“有投入就有产出，环保投入了，产出就是环境质量的改善。”朱法华说。 2012年4月，上海吴泾热电厂9炉300MW机组粉尘凝聚装置投运，电除尘器出口PM2.5的质量浓度下降率为30.1，经计算，PM2.5年减排量约64吨。“要实现更清洁地用煤，除尘器作为煤燃烧后的烟尘治理设备，其作用至关重要。”舒英钢认为，在烟气治理系统中，脱硝、除尘、脱硫系统应各司其职，充分发挥各自作用，尽量不给其他系统带来负面影响。如SCR脱硝装置中NH3过喷易产生过量的硫酸氢铵，使空预器和除尘器的性能下降；过量烟尘进入吸收塔会使脱硫设备的稳定性下降、GGH和除雾器堵塞；工艺上取消GGH装置以及吸收塔烟气流速过大会导致烟囱产生“石膏雨”现象等。 实现更加清洁地用煤，源头控制同样重要。黄炜建议，要从源头用煤入手，做好煤的科学合理利用，比如，优质煤首先保证民用，因为小锅炉的环保设施不全，而电厂用煤要尽量保证稳定性，不能来什么煤烧什么煤。同时，还要改进燃烧技术，减少污染物生成并做好终端治理。 一个不容忽视的问题是，一些建成的环保设施因为运行管理水平不高，使减排效果打了折扣。对此，蒙骝告诉记者，电除尘的除尘效果与煤种、锅炉工况等密切相关，需要工作人员根据情况随时调整。但很多电厂人员对此了解不够，以不变应万变，就容易出问题。 做好售后服务，同时想方设法提高运行人员的管理及维护水平，已经成为菲达环保、龙净环保等企业的重要工作内容之一。“龙净每年举办的运行管理培训班取得了一定效果，但来参加培训的多是管理层人员，真正一线操作人员来得较少。将来的培训方向要转变，还要做好现场培训工作。”蒙骝说，在0.2分/千瓦时的补贴政策推出后，也可以研究除尘BOT模式的可行性。 火电厂超低排放大潮来临 电厂脱硫模式迎颠覆性变革 中国经济新闻网 2014-12-02 110200 燃煤电厂超洁净排放大潮来临，人们将更多的注意力放到了除尘领域的技术升级，而本期本报将目光聚焦到了脱硫领域的最新动向。 超洁净排放目标确立后，很多人并未意识到，脱硫面对的挑战是双倍的既要保证自身二氧化硫的排放是 “超洁净”的，还要做前端除尘装备的“盟友”，助力烟尘过路后也是“超洁净的”。 作为行业领头羊，在行业摸爬滚打40余年的福建龙净环保股份有限公司以下简称“龙净”，深切感受到了一个趋势，环保标准已经经历了三级跳，而且这种跳跃并不会就此停止。环保指标越高，对协同控制技术的需求就越迫切。因此，煤电脱硫技术也应沿着“协同、节约、安全”的方向发展。 “节能减排”而非“耗能减排” 11月12日，中美双方就减排工作翻开了历史性的一页。双方当日在北京发布中美气候变化联合声明，中国首次正式提出2030年前停止增加二氧化碳排放,等于承诺了二氧化碳排放峰值点。 “中美碳排放协议将进一步推动煤炭消费比重降低，电厂大气治理要求也将再次提高。”专家分析称。 其实，仅在60天之前，国家发展改革委、环保部和能源局就联合印发了煤电节能减排升级与改造行动计划 20142020年，明确要求新建和在役燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到或接近达到燃气轮机机组排放限值。在这份文件中，对燃煤电厂的二氧化硫排放目标定在了35毫克标立方。 相比火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011中二氧化硫排放浓度50毫克标立方的要求，新目标从数字上看只下降了15毫克标立方，但却意味着脱硫效率将迈入99以上的区间。 “为实现99甚至更高的脱硫效率，常规的石灰石-石膏湿法脱硫工艺需要革新。”上海龙净总经理陈泽民如此表示。 革新，意味着必须有破有立，而这也是最考验智慧的。 据了解，一方面，早年间由于我国对脱硫的要求并不太高，电厂采用的湿法脱硫工艺普遍存在脱硫效率不高、石膏氧化困难、塔内结垢严重以及系统难以稳定运行等一系列问题。另一方面，面对超洁净排放目标，业内通常采用的是串联塔或者“塔塔外反应罐”的准串联塔等技术路线，系统复杂、占地大、投资高、能耗大。 这种依靠设备叠加、增加系统能耗来实现减排目标的技术手法显然不能得到龙净的认同。其一向推崇简约、节省，认为应“节能减排”而非“耗能减排”。 为破题脱硫系统复杂等弊端，单塔双区高效脱硫技术由然走来。龙净自2006年开始研发该技术，依托在全球范围内承接100多项工程、建设吸收塔200多座的业绩，该技术2010年1月工艺定型，至今经过了4年的发展，目前这项技术已经有成熟的运行经验。 所谓单塔双区脱硫，是将原本独立的吸收区和氧化区，也就是“塔罐”通过增设双区自动调节装置，简化为一个塔。 据了解，早期脱硫装置中吸收区和氧化区是独立的，采用“1塔1罐”的布置方式。吸收区和氧化区分别有浆液调碱性和调酸性的环节，使吸收区塔排出的浆液能够再进入氧化区罐反应，最终生成石膏外排。 目前广泛采用的石灰石-石膏湿法脱硫装置则是单塔单区方式，主要特点是将早期的“塔罐”型式合并为单个塔，将原吸收塔和氧化罐浆液部分合并为塔下部的浆池，并采用石灰石作为吸收剂，用来控制浆液的酸碱度。但单塔单区存在着明显的问题为兼顾吸收和氧化的效果，浆液pH值只能采用5～5.5的折中值。这种结果虽能一定程度上兼顾酸碱度要求，但均离最佳值较远。从吸收角度而言，脱硫效率受限，更高脱硫效率难以实现;而从氧化角度来看，则是牺牲掉一部分石膏纯度和粒径，易产生石膏纯度低与脱水困难等问题。 外三电厂被赞全球最清洁火电厂 脱硫脱硝除尘效率领先 北极星节能环保网 来源中国环境报 作者刘静 2014/11/13 110355 我要投稿 关键词脱硫脱硝近零排放除尘 北极星节能环保网讯二氧化硫14.29mg/m3、氮氧化物17.93mg/m3、烟尘11.82mg/m3，这是11月2日9时上海外高桥第三发电有限责任公司以下简称“外三电厂”7号脱硫出口的监测数据,足以媲美燃气机组的排放水平。其实，外三电厂早就名声在外，成为国内燃煤电厂高效清洁的标杆。 “要不是亲眼所见，无论如何也无法想象。”日前，由国际能源署洁净煤中心主办的高效清洁燃煤发电技术国际会议在上海召开，与会国内外环保专家的行程之一就是参观外三电厂，这是一位与会专家看过外三电厂在线排放数据曲线后的感慨。 这座位于东海边的燃煤电厂现有两台100万千瓦级超超临界燃煤发电机组，是缓解上海电力供需矛盾和实现节能减排目标的关键工程，是我国首批国产百万千瓦火力发电工程之一，也是目前国内单机容量最大、运行参数最高的燃煤发电机组。 “近零排放”在国内已经成为一种潮流，但外三电厂不仅环保指标优异，还一直保持着供电煤耗最低的世界纪录。 在大气污染治理备受关注、煤电改造要求不断加严的今天，外三电厂的实践能给同行带来哪些启示 一个脑筋急转弯式的发明 用600摄氏度的高温材料去实现700摄氏度超超临界机组的效率 在此次高效清洁燃煤发电技术国际会议上，外三电厂的重大创新项目“新型汽轮机组”技术吸引了与会者的目光，其中的“高低位分轴布置的汽轮发电机组”已经获得了发明专利。 对于这一生冷抽象的名词，外三电厂总经理冯伟忠举了这样一个例子“在水电厂，1立方米水能发多少电没有确定的答案，因为水的发电量由势能决定，势能差越大，1立方米水所发的电也就越多。因此，水的发电量受地形和大坝的影响，不同的大坝，发电量不同。” 火电厂也存在类似的问题。1公斤标准煤能发多少电，取决于蒸汽参数，蒸汽压力、温度越高，理论上发电量也就越大。 “这就是为什么发电技术会从低、中、高、亚临界、超临界到超超临界，不断地把蒸汽压力和温度提高。因为温度比压力对效率的影响更大。所以，现在的主流技术更多是在推进温度的提高。”冯伟忠说。 据他介绍，现在所用的超超临界机组的蒸汽温度是600多摄氏度，欧盟、美国、日本、中国等在开发700摄氏度等级的超超临界发电技术。 这一技术的关键是必须要使用能够在700摄氏度高温下长期安全运行的高温镍基金属材料，但这种材料的价格是现在使用的600摄氏度材料的10倍以上。 有专家介绍说，电厂需要几根近百米长的这种主蒸汽和高温再热蒸汽管道，单这几根管子的成本就会占整个电厂投资的25。 用冯伟忠的话说，他的发明就像一个“脑筋急转弯”。具体来说，就是把汽轮发电机组的高温高压气缸直接布置在锅炉的出口，从而大大缩短了需要采用昂贵的700摄氏度耐高温材料管道的长度，也解决了由此产生的一系列技术问题。 同时，汽轮发电机组的低压气缸还布置在原来的低位位置，采用常规的普通材料管道即可。也就是说，这一技术能够用600摄氏度的高温材料去实现700摄氏度超超临界机组的效率。 冯伟忠说，在外三电厂原有的基础上，如果采用新技术，预计净效率可达48.549，远远超过欧盟对700摄氏度超超临界机组的期望效率。 外三电厂的汽轮机采用了德国西门子公司的技术。西门子公司在进行深入研究后，对此项技术给予了高度评价“本技术能大大提高火力发电机组的净效率，是改革高污染发电行业成为排放绿色产业的唯一机遇”。 据悉，外三电厂的9号机组将采用这项技术建设，预计2018年投产，也有可能会因此改变电厂的设计格局。 何以持续创新 解决了一大批传统火电行业的瓶颈问题，成为全国火电厂中唯一的高新技术企业 外三电厂取得今天的成绩，与其坚持技术创新密不可分。 工程建设初期，外三电厂就以节能减排为重点、以超越世界先进为目标，开展了一大批科技创新项目，研究了一系列节能减排等专门技术。这些技术涵盖了系统设计优化、设备改进、机组启动和运行方式及控制策略优化和创新等，其中大部分技术与工程建设同步实施，从而极大地提升了机组的综合性能。 在工程建设和机组投产后的6年多时间里，外三电厂先后成功研发了“超超临界机组节能快速启动”等18项节能减排关键技术，其中世界首创12项、国内首创6项，已获得28项国家专利，解决了一大批传统火力发电及环保技术的瓶颈问题。因此，外三电厂成为全国火电厂中唯一的高新技术企业。在国内火电行业，外三电厂的多项指标遥遥领先。 比如，厂用电率是电厂的一项重要指标，指发电厂在生产过程中自身所使用的电能，一般占电厂发电量5以上。5看似不多，但对外高桥这样的500万千瓦级发电基地来说，对应的负荷就是25万千瓦，足够满足一个中小型城市的供电。 目前，外三电厂的综合厂用电率是2.5左右。在外人看来，这已经是足够小的数字，但电厂工作人员告诉记者，如果不是因为处在夏季工况需要加开循环水泵，外三的厂用电率可以控制在2。而就在一年前，这个数据还是3.54仍然是世界最好水平。 如何保持煤耗世界记录 每送出一度电，外三电厂就可比全国平均水平节约45克标准煤 现在，“近零排放”成为火电行业的热点话题。实现“近零排放”不外乎两条路减少消耗和降低排放。有专家这样概况外三模式以资源节约为主导，同时对烟气净化系统进行技术升级改造和运行方式优化。 今年年初，中电联发布的年度行业报告中有这样一句话“2013年，全国火电机组供电煤耗321克/千瓦时，提前实现国家节能减排‘十二五’规划目标325克/千瓦时，煤电机组供电煤耗继续居世界先进水平。” 早在2008年，外三电厂就创造了当时世界实际运行供电煤耗最低的记录287克/千瓦时，这还是在只有74负荷率的情况下。 2013年，外三电厂的这两台100万千瓦超超临界机组在负荷率78的情况下，含脱硫脱硝的实际运行供电煤耗达到276.82克/千瓦时，远远低于原世界纪录保持者、丹麦NORDJYLLAND电厂3号机286.08克/千瓦时的水平。而这两台蒸汽温度600摄氏度等级机组的效率水平，已与国际上正在研发并计划在10年后投入商业运行的蒸汽温度700摄氏度等级的高效超临界机组的期望效率相当。 同时，外三电厂的除尘效率达99.8以上，脱硫效率达98以上，脱硝效率达80以上。 276.82克/千瓦时意味着什么这意味着，每送出一度电，外三电厂可比全国平均水平节约45克标准煤。按照2013年的发电量测算，一年就可以节煤52万吨，相当于每年能比同行多赚3亿元以上。这只是经济效益，其节能减排所创造的环境效益更加弥足珍贵。 与很多中小发电厂灰蒙蒙的景象不同，坐落在东海边的外三电厂厂区里绿意盎然，喷泉清澈见底。 目前，外三电厂的氮氧化物排放值平均是17mg/m3，远低于燃气发电机组污染物排放标准要求的50mg/m3。 外三电厂世界首创“零能耗脱硫”、“节能型全天候脱硝”、“脱硝催化剂高效延寿”等一系列技术改造，解决了“低温热能回收时的硫腐蚀”、“脱硝装置低负荷退出运行”等多项世界级难题，在显著提高机组效率的同时，也大幅度地提高了环保性能。 今年7月，国际能源署清洁煤中心主任安德鲁-米切纳赞许说，外三电厂是全球最清洁的火电厂。 ■微观点 碳减排的基础是提高煤电效率 清华大学热能工程系教授毛健雄 要解决燃煤电厂的二氧化碳减排问题，第一步应该是最大限度地提高煤电效率，这样就把煤电排放的二氧化碳降到最低。 第二步才是二氧化碳捕集和封存技术即CCS，但这是一个高成本、高能耗的技术。从煤电效率来说，火电厂如果采用CCS系统，就会把现有效率的10吃掉，用一句玩笑话说，就是“辛辛苦苦50年，一下回到解放前”。 即使将来必须采用CCS技术，基础也应该是高效的煤电。如果本来效率就很低，再使用CCS就很难继续。从这个角度讲，今天最大限度提高火电厂的效率，不仅是为了今天的节能减排，也是为将来减排二氧化碳打基础。当然，随着技术进步，CCS本身的能耗也会降低。 如果现在全国火电效率都提高到外三电厂现有的水平，则每度电产生的二氧化碳会降低2035，效率越高，每度电产生的二氧化碳越少。 将来，如果我国也对火电的二氧化碳排放提出限制要求，我国的火电效率将迎来一个大幅提高的过程，因为环境政策标准是驱动一切环保技术发展的动力。 原标题外三电厂何以名声在外