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          “近零排放”離我們并不遠

          近零排放,是指燃煤機組的煙氣排放達到天然氣機組標準,即二氧化硫不超過35毫克/標準立方米、氮氧化物不超過50毫克/標準立方米、煙塵不超過5毫克/標準立方米。今年7月,被稱為“史上最嚴”的火電大氣污染排放新標準開始執行,不少煤電企業開始探路天然氣標準的超低排放,廣州恒運電廠9號機組改造項目投運為清潔燃煤電站的發展開了一個好頭。

            近日,廣州市政府組織實施的“50355”工程試點項目、恒運電廠9號燃煤熱電聯產機組“超潔凈排放”改造項目正式投入運行?,F場機組顯示的實時排放數據二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放值,分別為1、23、1.7毫克/標準立方米,遠低于燃氣發電機組的排放標準,達到目前國內同類機組環保改造的最好水平,實現了煤的超潔凈燃燒,是國內首個30萬千瓦“超潔凈”燃煤改造機組。

            作為中國最大的發電設備制造企業之一,東方電氣參與了恒運電廠9號機組的鍋爐、汽輪機、發電機和脫硝(氮氧化物排放控制)的改造,以管窺豹,通過國內首個 “超潔凈排放”改造項目的投運,一覽我國發電設備制造企業在清潔燃煤技術研發和系統集成上的快速成長與發展。

            低氮燃燒+SCR煙氣脫硝

            2012年3月,東方電氣簽署恒運電廠8號、9號汽輪發電全機組增容降耗工程及低氮燃燒器改造合同,隨后又簽署了脫硝優化合同,以火電機組綜合系統優化、技術集成、升級改造商身份參與到國內首個“近零排放”機組改造項目中。

            根據合同要求,恒運電廠9號機組脫硝改造采用“低氮燃燒+SCR煙氣脫硝”技術。脫硝主要從兩個渠道著手,一是通過優化改進鍋爐的燃燒系統,控制燃煤NOX?。ǖ趸铮┡欧?;二是通過改進優化脫硝裝置,最終實現尾部煙氣NOX減排指標的控制。由于東方電氣提供主機設備,較其他僅作脫硝技術的企業更能從整個系統上去統籌考慮。

            通過低氮燃燒改造,氮氧化物的產生量應控制在300毫克/標準立方米以下,同時優化SCR煙氣脫硝工藝,使氮氧化物的最終排放濃度在45毫克/標準立方米以下,低于燃氣機組氮氧化物50毫克/標準立方米的排放控制標準。按照最終實時排放數據測試,NOX排放濃度僅為23毫克/標準立方米,遠低于45毫克/標準立方米的目標值。其中,東方電氣自主開發的DBC-MDSS多維深度分級燃燒系統表現出燃燒穩定性好、爐膛負壓波動小、燃盡程度高等優良特性。通過制粉系統和燃燒優化調整,保障了鍋爐各項指標全面達標,特別是各負荷段下NOX排放顯著降低,額定負荷下脫硝前實測NOX排放從350~450毫克/標準立方米降到180~220毫克/標準立方米,遠低于合同規定的保證值。

            從2003年進入煙氣治理市場后,東方電氣所屬企業東方鍋爐經過多年發展,已成長為國內最大的SCR供應商,擁有完整全自主和領先的SNCR+SCR技術,實現不低于90%的脫硝效率,能全面滿足CFB鍋爐NOX近零排放要求。

            煤耗降低20.68克/千瓦時

            為了提高恒運發電廠運行的經濟性,在汽輪機通流改造上,東方電氣所屬企業東方汽輪機采用了目前汽輪機設計的先進技術,經過近20年研究和技術創新,具有自主知識產權的汽輪機通流設計先進技術,包括調節閥分析優化技術、調節級分析優化技術、壓力級3D流場優化技術、末級長葉片技術、動葉整體圍帶阻尼結構   技術、動葉片安全可靠性設計技術、排氣缸優化技術、密封技術等。

            改造后的恒運電廠9號機組供電煤耗比改造前降低了20.68克/千瓦時,雖然煤耗值較超臨界或超超臨界機組還有一定差距,但在“五年磨一克”的煤耗領域,且在機組背壓較高的情況下,這是個了不起的成績,按年利用小時5500小時計算,30萬千瓦機組一年可以節約燃煤3.3萬噸,進而帶動減排二氧化碳8.6萬噸,在同類機組中已經走在了前列。

            清潔發電給補貼并優先上網

            在恒運電廠9號機組 “超潔凈排放”改造項目正式投運現場,恒運集團有關負責人介紹,兩臺30萬千瓦機組改造累計需投入3億元,按機組年利用小時5500小時計算,預計增加成本0.019元/千瓦時(按10年固定資產折舊、綜合考慮了運營成本增加等因素),相比煤改氣僅燃料成本就增加0.4元而言,0.02元只是其1/20。

            此外,廣州市改造一臺機組政府獎勵500萬元。

            吸引恒運電廠積極投入 “超潔凈排放”改造的還有兩個更誘人的好處:一是獲得政府的支持,新上更高容量的機組,將企業做大做強;二是對于改造電廠,政府將給與清潔發電以優先上網的政策。政府的支持鼓勵行為無疑激發了電企改造的更大動力,也給東方電氣等制造企業帶來了更多的機遇和挑戰。

            而優先上網,無疑清潔發電量越多越有優勢,于是發電機的增容改造優勢顯露出來。東方電氣旗下東方電機負責9號機組的發電機增容改造,通過對發電機通風系統中的部分元件進行更換、改進和優化,并將舊冷卻器更換為新型高效大容量的冷卻器后,提高了發電機的通風冷卻效果,從而實現了將發電機的額定出力由30   萬千瓦提高到33萬千瓦,讓機組發電上網有保障的情況下多發電,獲得更高的效益。

            “近零排放”走向系統集成化

            盡管參與了恒運電廠9號機組包括發電機、汽輪機、鍋爐和脫硝等“近零排放”的大部分項目改造,東方電氣仍然緊盯著未來的目標———獨立為各類電站提供“近零排放”的整體解決方案。

            目前,二氧化硫、氮氧化物、煙塵等的排放控制都還處于單一設備處理單一污染物的“各自為政”狀態。這樣做在某種程度上雖也能解決問題,但給電廠的集成帶來了更多的麻煩,同時單項技術會面臨代價高昂和無法滿足指標要求的窘況??茖W的辦法應是通過各裝置的協同合作,前一環節為后續環節創造有利的條件,后續環節彌補前一環節的不足,協同脫除污染物以達到排放要求。

            在擁有成熟、領先的技術和產品基礎上,東方鍋爐與高校、科研院所合作持續提高產品性能,優化協同控制技術,為此提出了單一污染物高效脫除與多環節整體協同控制技術方案,對改造機組提出了技術路線:根據污染物排放情況開展超低NOX燃燒系統改造、SCR優化、加裝低低溫省煤器、電除塵器改造、FGD改造、加裝WESP、加裝或改造WGGH等。

            伴隨著國家能源結構的調整,優化老機組性能,節能降耗的壓力不斷加大,東方電氣以滿足用戶需求為目標,近年持續優化和改進技術,進一步提升產品的經濟性和環保性,并積極向用戶推介新技術,與客戶合作對機組進行改造升級,以降低能耗,提高出力,保障機組安全可靠性,為用戶提供“全生命周期”的服務。

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