惠潤(rùn)堂，李志強(qiáng)，金定強(qiáng)，肖寶恒，申智勇，葉毅科

(國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院，江蘇南京 210031)

燃煤電廠煙氣除塵系統(tǒng)技改前期工作要點(diǎn)分析

惠潤(rùn)堂，李志強(qiáng)，金定強(qiáng)，肖寶恒，申智勇，葉毅科

(國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院，江蘇南京 210031)

國(guó)家“十二五”期間將嚴(yán)格控制煙塵的排放。在相關(guān)研究成果及工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，介紹了火電廠煙氣除塵技改主要前期工作，并對(duì)其中的要點(diǎn)、注意事項(xiàng)及同步改造工作進(jìn)行分析探討，以期避免前期工作缺陷，為更好地開展煙氣除塵技改工作提供借鑒。

煙氣除塵;前期工作;要點(diǎn)

0 引言

我國(guó)以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)將長(zhǎng)期維持，根據(jù)火電發(fā)展和燃煤增量的預(yù)計(jì)，我國(guó)燃煤鍋爐用煤量2015年將達(dá)到17.5億t，2020年將達(dá)到19.5億t。按目前的控制水平，到2015年火電煙塵排放量將達(dá)到544萬(wàn)t，2020年達(dá)到642萬(wàn)t，我國(guó)燃煤鍋爐粉塵污染治理任然任重道遠(yuǎn)［1］。最近我國(guó)中東部及大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)出現(xiàn)了持續(xù)的霧霾天氣，引發(fā)了全社會(huì)對(duì)大氣環(huán)境污染的關(guān)注，特別是對(duì)人體造成嚴(yán)重危害的PM2.5成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223－2011)，2014－07－01前，現(xiàn)役火電機(jī)組將執(zhí)行新的污染物排放限值，其中煙塵排放濃度為30mg/m3(重點(diǎn)地區(qū)煙塵排放濃度為20mg/m3)。在強(qiáng)大的社會(huì)輿論和國(guó)家環(huán)保法律法規(guī)的雙重壓力下，火電廠煙氣除塵技改工程的建設(shè)必將爆發(fā)式增長(zhǎng)。

同時(shí)按脫硫?qū)嵭醒a(bǔ)貼電價(jià)的政策要求，下階段火電機(jī)組取消脫硫旁路也將成為必然，為了機(jī)組的安全可靠運(yùn)行，對(duì)上游煙塵治理裝置提出了更高的要求。根據(jù)國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院對(duì)現(xiàn)役機(jī)組除塵裝置運(yùn)行現(xiàn)狀普查及存在問題的分析，結(jié)合已完成的機(jī)組除塵技改可行性研究、招標(biāo)文件等前期工作經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為科學(xué)充分的煙氣除塵技改前期工作將是整個(gè)燃煤電廠除塵技改工程進(jìn)度和質(zhì)量保證的關(guān)鍵，能夠?yàn)槌龎m裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)投運(yùn)提供保證。

1 除塵技改前期工作

燃煤電廠煙氣除塵技改的前期工作主要包括環(huán)境影響評(píng)價(jià)、現(xiàn)役除塵脫硫裝置的評(píng)估、除塵系統(tǒng)改造的可行性研究以及招標(biāo)文件編制等，其中以可行性研究為核心。

有些單位在前期除塵工作中，委托不具備資質(zhì)的除塵設(shè)備企業(yè)直接進(jìn)行方案設(shè)計(jì)而不進(jìn)行系統(tǒng)可行性研究，在基礎(chǔ)參數(shù)確定，方案比選，系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面難免存在偏見和隱患，應(yīng)引起重視。

1.1 環(huán)境影響評(píng)價(jià)

環(huán)境影響評(píng)價(jià)是由業(yè)主單位委托有資質(zhì)的環(huán)評(píng)單位承擔(dān)。對(duì)擬開展的除塵工程建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施后，可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的各種影響進(jìn)行識(shí)別、預(yù)測(cè)和評(píng)估，提出控制措施，從而把對(duì)環(huán)境的不利影響減少到最低程度的評(píng)價(jià)活動(dòng)。由于煙氣除塵是整個(gè)電廠環(huán)保的重要部分之一，煙氣除塵的環(huán)評(píng)工作一般是包含在電廠整體環(huán)評(píng)內(nèi)。除塵改造需要對(duì)環(huán)評(píng)工作進(jìn)行補(bǔ)充完善。

煙氣除塵環(huán)評(píng)批復(fù)中一般均明確煙塵的排放總量、排放標(biāo)準(zhǔn)、除塵方式以及除塵效率，環(huán)評(píng)批復(fù)文件是從事除塵可行性研究的重要依據(jù)。

1.2 現(xiàn)役除塵脫硫裝置的評(píng)估

現(xiàn)役除塵裝置的評(píng)估是指由業(yè)主委托有資質(zhì)的咨詢單位對(duì)除塵裝置的性能、設(shè)計(jì)容量、對(duì)目前運(yùn)行工況的適應(yīng)性等做出公正、科學(xué)的評(píng)價(jià)。

現(xiàn)役脫硫裝置的評(píng)估是指由業(yè)主委托有資質(zhì)的咨詢單位對(duì)脫硫后煙氣中是否攜帶石膏，煙囪是否有“石膏雨”現(xiàn)象出現(xiàn)等做出公正、科學(xué)的評(píng)價(jià)。

上述兩個(gè)評(píng)估可以以技術(shù)服務(wù)或環(huán)保設(shè)備性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)方式實(shí)現(xiàn)，也可直接委托除塵技改可研編制單位來(lái)完成，為下一步的除塵系統(tǒng)可行性研究創(chuàng)造條件。

1.3 除塵系統(tǒng)技術(shù)改造可行性研究

1.3.1 可行性研究的任務(wù)及重要性

除塵系統(tǒng)技術(shù)改造可行性研究是指由業(yè)主委托有資質(zhì)的咨詢單位，對(duì)除塵改造項(xiàng)目的可行性進(jìn)行論證，并編制可行性研究報(bào)告。

除塵系統(tǒng)技術(shù)改造可行性研究的主要任務(wù)包括:對(duì)現(xiàn)有除塵系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面了解、進(jìn)行充分收集資料、分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研;對(duì)除塵改造項(xiàng)目建設(shè)的必要性、實(shí)施的可行性、技術(shù)的可靠性以及經(jīng)濟(jì)的合理性進(jìn)行多方面的綜合的分析論證，在多方案比較時(shí)，重點(diǎn)是考慮長(zhǎng)期、安全、可靠地運(yùn)行，提出最適合業(yè)主實(shí)際的推薦方案?？尚行匝芯渴浅龎m改造工程建設(shè)前期工作的核心，在可行性研究階段，除塵改造工程采用的工藝方案、基礎(chǔ)參數(shù)、輔助改造工程、工程投資等均須基本確定。可行性研究的成果，將直接影響到有關(guān)部門的決策。

1.3.2 可行性研究主要研究依據(jù)

除塵系統(tǒng)技術(shù)改造可行性研究的主要研究依據(jù)包括以下幾點(diǎn):(1)環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告、項(xiàng)目建議書及其批復(fù)文件;(2)國(guó)家和地方的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)部門的發(fā)展規(guī)劃;(3)有關(guān)法律、法規(guī)和政策;(4)有關(guān)部門發(fā)布的工程建設(shè)方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、定額;(5)廠(場(chǎng))址的自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)概況等基礎(chǔ)資料;(6)編制《報(bào)告》的委托合同;(7)其他有關(guān)依據(jù)資料［2］。

1.3.3 可行性研究的主要工作過程

除塵系統(tǒng)技術(shù)改造可行性研究是業(yè)主委托有資質(zhì)的咨詢單位來(lái)完成，主要工作過程如圖1所示。

圖1 除塵可行性研究工作流程［2］

1.4 除塵系統(tǒng)技術(shù)改造招標(biāo)文件編制

除塵系統(tǒng)技術(shù)改造招標(biāo)是建設(shè)項(xiàng)目業(yè)主選擇實(shí)施者的過程，由于煙氣除塵技改工程技術(shù)含量高、工作量大、涉及面廣、時(shí)間緊、技術(shù)管理難度比較大，需要整體協(xié)調(diào)的工作比較多，因此適宜采用工程總承包(EPC)等模式進(jìn)行建設(shè)。招標(biāo)文件的編制要以通過審查的可行性研究及其批復(fù)為依據(jù)。

2 除塵技改前期工作要點(diǎn)分析

2.1 摸底測(cè)試工作

在目前國(guó)情條件下，火電機(jī)組燃煤普遍存在不穩(wěn)定性，表現(xiàn)為煤源雜、摻燒、灰分大等特點(diǎn)，因此在除塵技改前期工作中須對(duì)機(jī)組有代表性的工況進(jìn)行摸底測(cè)試，以檢驗(yàn)現(xiàn)役除塵裝置的適應(yīng)性以及對(duì)基本參數(shù)的確定提供支撐依據(jù)。測(cè)試參數(shù)包括設(shè)備運(yùn)行狀況、煙氣量(標(biāo)干態(tài)和工況)、煙氣成分參數(shù)(氧量、壓力、煙溫、SO2、NOx、煙塵等)以及煙氣系統(tǒng)阻力(現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)實(shí)際出力)。

2.2 除塵技術(shù)方案的分析確定

目前電除塵技術(shù)、電袋復(fù)合除塵技術(shù)以及袋式除塵技術(shù)在我國(guó)火電行業(yè)都已成熟。由于歷史的原因，尤其是近幾年電除塵新技術(shù)的不斷發(fā)展，如移動(dòng)極板技術(shù)、低溫技術(shù)、雙區(qū)電除塵技術(shù)、電凝聚技術(shù)和新型電源等［3－4］，擴(kuò)大了電除塵對(duì)粉塵的適應(yīng)范圍，提高了對(duì)為細(xì)粉塵的捕集能力，而且電除塵平時(shí)的維護(hù)管理都比較方便，維護(hù)費(fèi)用相對(duì)比較低，所以目前我國(guó)的燃煤電廠仍然以采用電除塵為主。但有些情況下，如燃用準(zhǔn)格爾煤和一些地區(qū)的含高鋁、高硅、低鈉等比電阻高的煤種，實(shí)踐證明采用電除塵很不適宜，必須采用袋式除塵或電袋復(fù)合除塵。對(duì)于適合電除塵的煤種而言，宜采用常規(guī)電除塵技術(shù)加其他輔助技術(shù)相結(jié)合改造技術(shù)路線;對(duì)于不適合電除塵或電除塵很難收塵的煤種，可采用電－袋復(fù)合除塵或袋式除塵技術(shù)路線，可研報(bào)告應(yīng)對(duì)可選方案進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比選確定。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)燃煤火力發(fā)電除塵行業(yè)推出了煙氣深度凈化裝置，在濕法脫硫后對(duì)煙氣進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步降低煙塵及其他污染物的排放。該技術(shù)路線適合煙氣中攜帶石膏(或有“石膏雨”)、現(xiàn)役除塵裝置性能較好，煙塵排放超標(biāo)不大的燃煤機(jī)組。

2.3 除塵設(shè)計(jì)參數(shù)的選取

按新標(biāo)準(zhǔn)要求，目前絕大多數(shù)除塵裝置都面臨改造，一方面是由于燃煤煤質(zhì)的變化帶來(lái)了影響;同時(shí)另一方面是由于當(dāng)初設(shè)備設(shè)計(jì)容量、性能指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)較低。因此，對(duì)于除塵技改設(shè)計(jì)輸入的基礎(chǔ)參數(shù)要科學(xué)合理的選取。

通常，在除塵技改設(shè)計(jì)中，考慮到燃煤煤種的波動(dòng)、裝置性能的下降等因素，會(huì)對(duì)包括煙氣量、比集塵面積(或過濾風(fēng)速)、電場(chǎng)風(fēng)速等設(shè)計(jì)參數(shù)考慮合理的余量［5］。

2.4 招標(biāo)文件的注意事項(xiàng)

目前除塵技改工程的建設(shè)通常采用EPC總承包的模式進(jìn)行，以前燃煤火力發(fā)電廠電除塵主要以保證效率為考核目標(biāo)，對(duì)出口煙塵排放濃度控制相對(duì)較少，隨著標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，除塵考核指標(biāo)要做相應(yīng)的調(diào)整，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:

(1)除塵效率的要求。招標(biāo)文件中應(yīng)當(dāng)明確除塵效率的要求。除塵效率應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際排放濃度及執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)確定，同時(shí)要滿足總量要求。

(2)除塵改造方案的要求。招標(biāo)文件中應(yīng)當(dāng)明確除塵改造方案和范圍，方案必須是可研報(bào)告審查通過的改造方案，同時(shí)要有一定包容性。

(3)主要設(shè)計(jì)參數(shù)的要求。招標(biāo)文件中應(yīng)當(dāng)明確除塵改造的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，例如除塵器入口煙塵濃度、出口煙塵排放濃度、煙氣溫度、比集塵面積、電場(chǎng)風(fēng)速、過濾風(fēng)速等關(guān)鍵指標(biāo)，招標(biāo)文件中應(yīng)當(dāng)有明確的要求。

3 除塵系統(tǒng)其他設(shè)備的改造工作

3.1 輸灰系統(tǒng)改造問題

目前，燃煤電廠輸灰系統(tǒng)普遍采用氣力輸灰，在除塵技改中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的變化對(duì)現(xiàn)有輸灰系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，主要評(píng)估系統(tǒng)出力、輸灰邏輯、管道布置等。根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的改造，改造時(shí)建議系統(tǒng)的最大出力按實(shí)際輸灰量的2倍考慮，同時(shí)壓縮空氣耗量也應(yīng)留有足夠裕量。

3.2 引風(fēng)機(jī)改造問題

根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223－2011)中對(duì)煙塵、SO2及NOx的排放限值要求，幾乎所有的現(xiàn)役燃煤電廠均需進(jìn)行脫硫、脫硝及除塵技改。因此，整個(gè)火電廠的大氣污染物處理設(shè)施的技改需同步考慮，統(tǒng)籌安排。

作為火電廠整個(gè)煙風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)，引風(fēng)機(jī)改造不僅要求考慮克服原煙道系統(tǒng)阻力、新增脫硝阻力、除塵改造新增阻力、原脫硫系統(tǒng)阻力以及脫硫系統(tǒng)改造新增阻力。同時(shí)引風(fēng)機(jī)改造也要求能夠?yàn)槌龎m改造預(yù)留布置空間。

4 結(jié)語(yǔ)

由于某些單位對(duì)除塵改造前期工作的重要性及工作要點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足，在一些除塵技改工程中出現(xiàn)了一些弊端，造成了一些難以挽回的損失。因此，除塵技改前期工作，特別是在除塵可行性研究和招標(biāo)文件實(shí)際編制過程中，很多細(xì)節(jié)方面需要注意，可行性研究要準(zhǔn)確分析確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，合理確定工藝方案及技術(shù)參數(shù)，招標(biāo)文件技術(shù)要求要明確、全面，防止在今后的評(píng)標(biāo)以及工程建設(shè)過程中產(chǎn)生不必要的麻煩和問題，提高除塵技改工程建設(shè)質(zhì)量、保證裝置的性能。

［1］陳麗艷，謝小杰，廖增安，等.電除塵器如何滿足低排放研究報(bào)告［C］.第14屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2011.

［2］韋飛，惠潤(rùn)堂.燃煤電廠煙氣脫硝前期工作要點(diǎn)［C］.清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)協(xié)作網(wǎng)2011年會(huì)論文集.西安:2011.

［3］李慶，孟慶慶.基于污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的除塵器技術(shù)改造［J］.華北電力技術(shù)，2012，(6):66－70.

［4］酈建國(guó)，舒英鋼，朱建波.適應(yīng)新煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)的電除塵集塵技術(shù)［J］.石油石化節(jié)能與減排，2012，2(4):35－41.

［5］《燃煤電廠電除塵器選型設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》編寫組.燃煤電廠電除塵器選型設(shè)計(jì)指導(dǎo)書［M］.中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵委員會(huì): 2010.

Main ideas of earlier stage works for flue gas dust of coal－fired power plant

The national“12th Five－Year”period w ill strictly control the em issions of gas dust.It introduces the main prelim inary work of the technical innovation of flue gas dust removal in the therma l power p lant based on the related research and work experience.Analyzes its precautions and collaborative works to avoid prelim inary work defects.It provide a reference to better carry out the flue gas dust technological transformation.

flue gas dust;prelim inary work;key point

X701.2

:B

:1674－8069(2015)02－039－03

2014-11-17;

:2015-01-12

惠潤(rùn)堂(1963-)，男，陜西渭南人，教授級(jí)高工，主要從事火電廠環(huán)保工程設(shè)計(jì)、科技研發(fā)等工作。E－mail:huiruntang@ vip.163.com

取消旁路后現(xiàn)有脫硫機(jī)組安全運(yùn)行應(yīng)用技術(shù)(RL2012005)