超低排放 环保效果如何 -神华京津冀燃煤电厂全部实现超低排放
邓传如++宋志浩
摘 要：近年来国家在煤电行业陆续出台了一系列的环境保护法律法规，最大限度控制火力发电厂SO2、NOX、烟尘等污染物的排放，寻求经济、社会和环境效益的有效统一；我厂为响应国家政策，实现污染物的达标排放，在现有环保设备基础上进行环保系统升级改造，改造内容包括：“电除尘系统增设气流均布格栅，更换高效除雾器，增设湿式静电除尘器侧位牵拉系统，改造阴极系统；SCR系统加层，SCR反应器增设氨逃逸测点；环保实时监控系统”等。整个环保系统改造后，设备的投运率和投运效率均大大提高，实现了污染物的超低排放目标。
关键词：除尘系统；脱硝系统；实时监控系统；综合改造；实施效果
中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）14-0004-02
1 引言
新源热电2*300MW亚临界燃煤供热机组，于2012年9月28日两套机组一次建成投产，烟气治理环保设施同步建设投入运行，其中脱硝采用SCR脱硝工艺，脱硫采用石灰——石膏湿法脱硫工艺，除尘采用双室四电场静电除尘器并在脱硫后加装湿式电除尘器。建设时，根据《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），烟气治理环保设施设计出口标准按沿海重点区域排放标准：NOx排放标准<100mg/Nm3、烟尘排放浓度<20mg/Nm3、SO2排放浓度<50mg/Nm3。
随着经济的发展以及科学技术的不断进步，燃煤电厂的环保发电成为社会关注的重点话题。国家在保护生态环境的同时进一步刺激经济增长，颁布了超低排放的法律法规。日钢集团积极响应国家的方针政策，于2016年6月1日至8月12日先后对两台燃煤发电机组进行停机环保升级改造。
2 湿式电除尘改造方案及实施
2.1 增设气流均布格栅
该装置采用具有一定旋转角度的FRP格栅，平行布设在湿式电除尘器的阴极下端。具有以下功能：
气体再整流：烟气在湿除截面上的更加均匀分布，以提高除尘效率。
阴极重锤掉落保护：阴极线采用重锤悬挂，当阴极线因腐蚀或其他原因掉落时，有格栅承接不至于砸坏壳体防腐层。
阴阳极检修平台：当需要检修阴阳极时，格栅可作为检修平台，方便检修人员操作维修。
2.2 增设高效除雾器
吸收塔内除雾器更换为（进口）一层管式两层屋脊式的高效除雾器，用以分离净烟气夹带的雾滴，使得除雾器出口烟气携带的水滴含量低于50mg/Nm3。除雾器材料采用带加强的阻燃聚丙稀，冲洗系统实现对除雾器进行全面自动/人工冲洗，除雾器以单个组件进行安装，内部通道的布置适于维修时内部组件的安装和拆卸。
2.3 增设湿式静电除尘器侧位牵拉系统
在阴极重锤处增加牵拉格栅和牵拉固定装置；重锤利旧、重锤壳体更换；增加牵拉装置绝缘密封风机及配套电加热器以隔绝湿烟气，防止漏电。牵拉装置增设测温热电阻，牵拉位置增设法兰短管，并对破坏的塔壁防腐层进行修补。
2.4 改造阴极系统
阴极线全部更换为钛合金材质（对比见表1），功能是与阳极形成电场，荷电微细灰尘及雾滴颗粒，驱离荷电后的微细灰尘及雾滴颗粒趋向阳极表面，微细灰尘颗粒在阳极表面与雾滴颗粒混合后，形成混合液滴自由落入除尘器下部完成收集。
它具有重量低、强度高、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗强腐蚀能力。
3 脱销改造方案及实施
3.1 SCR系统加层改造
脱销系统采用炉内低氮燃烧技术，利用水平浓淡燃烧器降低NOX产生量，尾部采取选择性催化还原（SCR）法来达到去除烟气中NOX的目的，采用2+1层模式（其中两层投运，一层备用），本次将备用层填充催化剂，使得烟气中的NOX与氨在催化剂的表面充分发生的化学还原反应，生成N2和H2O。
3.2 SCR反应器增设氨逃逸测点
SCR反应器A、B侧增设氨逃逸测点时刻监测不超过3ppm，与系统脱硝出口NOX和折算后数值双措控制，及时调整耗氨量，有效降低了氨逃逸量。
4 采用实时监控系统
为了进一步提升电厂环保监管水平与针对性，强化对环保参数变化的反应调整能力，将日照市环境自动监测控制系统引入公司环保系统，实现了对脱硫、脱硝、除尘系统所有参数及主机系统关键参数实时在线监控，数据更新周期降至秒级，实现了环保全工况监控。
5 环保升级改造成果
5.1 湿式电除尘改造效果
由表2：同等负荷下粉尘排放量降低了约0.2mg/Nm3，缓解了电除尘频繁故障带来环保压力，为实现环保指标的超低（<5mg/Nm3）排放奠定了保障基础。
5.2 脱硝系统改造效果
由表3：改造后万度电节约液氨0.762kg，全年两台机组按上网电量45亿度计算，年可节约液氨334吨，即降低了空预器的堵塞速度，年可创效益334吨*3000元=100.2万元。
6 空预器堵塞明显改善
6.1 空预器堵塞分析
伴随机组运行时间增加，脱硝催化剂性能下降，氨逃逸量增加，烟气中的SO3进一步同烟气中逃逸的氨反应生成硫酸氢铵和硫酸铵，其反应如下：
NH3+SO3+HO2→NH4HSO4
NH3+SO3+HO2→（NH4）2SO4
正常情况下NH4HSO4在空气预热器换热元件表面发生粘附和结灰的温度区间为150℃～220℃，夏天排烟温度高，发生NH4HSO4粘附的区域面积较小；冬季排烟温度低，特别低负荷状态发生NH4HSO4粘附的区域面积扩大；因此，低负荷状态下会发生NH4HSO4粘附和腐蚀。若低负荷时间较短，负荷提高后温度升高，可在一定程度上缓解NH4HSO4的粘附程度，但若发生NH4HSO4被飞灰包裹等情况，温度升高后NH4HSO4无法分解，则该部分堵塞无法恢复。将会导致烟气系统差压大，引风机超出力，机组被迫限出力运行，最终只能7天以上的停机检修，采用人工高压水冲洗方式处理堵塞问题。
6.2 空预器堵塞照片
如图1。
6.3 空预器堵塞速度明显降低
通过对SCR预留层安装催化剂以提高脱硝效率，利用实时监控系统和对液氨逃逸率的控制，实现NOX排放合格前提下，减少喷氨量，降低氨逃逸量，从而降低了（NH4）2SO4和NH4HSO4化合物的生成，升级改造至今，空预器压差正常，未出现堵塞现象。
7 运行中待解决问题
电除尘电场故障，经常阴极线（芒刺线）断裂，搭接到阳极板上造成电场短路，火化率高二次电流波动，在线不法处理，只能停机后进入电场内部更换阴極线。
电除尘运行曾出现电场内部阳极板跳出框架外，异极间距减小，造成火化率升高；只能停机后进入电场内部调整异极间距。
8 结语
我燃煤发电厂采用低氮燃烧-脱销，旋转电极式除尘器、石灰-石膏湿法脱硫+WESF烟气深度净化等工艺，至投运以来一直满足按沿海重点区域排放标准。
本次电除尘、脱硝系统的环保升级改造，确保了NOx<50mg/Nm3，粉尘<5mg/Nm3，SO2<35mg/Nm3，实现了超低排放目标。
脱硝系统和空预器及时吹灰，正常运行8h吹灰一次，确保换热面的清洁；机组低负荷时严格控制氨逃逸率，正常负荷下减少喷氨量，以确保机组空预器堵塞情况不恶化；后期改造考虑设置SCR调温旁路，提升反应温度；对空预器冷端换热元件材质更换为渡搪瓷材质，减缓空预器堵塞速度。电除尘电场故障率高将成为下一步环保升级改造重点。
本次环保升级，提升了我公司环保能源管理水平，顺应了国家的发展经济首保环保战略及公司“时间日钢、创新日钢、效益日钢、物流日钢、品牌日钢、绿色日钢、环保日钢”的创新理念，为保障日照市及其周边的大气质量做出了积极的贡献。
参考文献
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