惠潤堂，李志強，金定強，肖寶恒，申智勇，葉毅科

(國電環(huán)境保護研究院，江蘇南京 210031)

燃煤電廠煙氣除塵系統(tǒng)技改前期工作要點分析

惠潤堂，李志強，金定強，肖寶恒，申智勇，葉毅科

(國電環(huán)境保護研究院，江蘇南京 210031)

國家“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，并對其中的要點、注意事項及同步改造工作進行分析探討，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

0 引言

我國以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)將長期維持，根據(jù)火電發(fā)展和燃煤增量的預(yù)計，我國燃煤鍋爐用煤量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t，2020年達(dá)到642萬t，我國燃煤鍋爐粉塵污染治理任然任重道遠(yuǎn)［1］。最近我國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)了全社會對大氣環(huán)境污染的關(guān)注，特別是對人體造成嚴(yán)重危害的PM2.5成為人們關(guān)注的焦點。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(重點地區(qū)煙塵排放濃度為20mg/m3)。在強大的社會輿論和國家環(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。

同時按脫硫?qū)嵭醒a貼電價的政策要求，下階段火電機組取消脫硫旁路也將成為必然，為了機組的安全可靠運行，對上游煙塵治理裝置提出了更高的要求。根據(jù)國電環(huán)境保護研究院對現(xiàn)役機組除塵裝置運行現(xiàn)狀普查及存在問題的分析，結(jié)合已完成的機組除塵技改可行性研究、招標(biāo)文件等前期工作經(jīng)驗，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燃煤電廠除塵技改工程進度和質(zhì)量保證的關(guān)鍵，能夠為除塵裝置長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)投運提供保證。

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)境影響評價、現(xiàn)役除塵脫硫裝置的評估、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)直接進行方案設(shè)計而不進行系統(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)境影響評價

環(huán)境影響評價是由業(yè)主單位委托有資質(zhì)的環(huán)評單位承擔(dān)。對擬開展的除塵工程建設(shè)項目實施后，可能對環(huán)境產(chǎn)生的各種影響進行識別、預(yù)測和評估，提出控制措施，從而把對環(huán)境的不利影響減少到最低程度的評價活動。由于煙氣除塵是整個電廠環(huán)保的重要部分之一，煙氣除塵的環(huán)評工作一般是包含在電廠整體環(huán)評內(nèi)。除塵改造需要對環(huán)評工作進行補充完善。

煙氣除塵環(huán)評批復(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估

現(xiàn)役除塵裝置的評估是指由業(yè)主委托有資質(zhì)的咨詢單位對除塵裝置的性能、設(shè)計容量、對目前運行工況的適應(yīng)性等做出公正、科學(xué)的評價。

現(xiàn)役脫硫裝置的評估是指由業(yè)主委托有資質(zhì)的咨詢單位對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)的評價。

上述兩個評估可以以技術(shù)服務(wù)或環(huán)保設(shè)備性能檢測與評價方式實現(xiàn)，也可直接委托除塵技改可研編制單位來完成，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，對除塵改造項目的可行性進行論證，并編制可行性研究報告。

除塵系統(tǒng)技術(shù)改造可行性研究的主要任務(wù)包括:對現(xiàn)有除塵系統(tǒng)的運行狀況進行全面了解、進行充分收集資料、分析和現(xiàn)場調(diào)研;對除塵改造項目建設(shè)的必要性、實施的可行性、技術(shù)的可靠性以及經(jīng)濟的合理性進行多方面的綜合的分析論證，在多方案比較時，重點是考慮長期、安全、可靠地運行，提出最適合業(yè)主實際的推薦方案?？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?？尚行匝芯康某晒?，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:(1)環(huán)境影響評價報告、項目建議書及其批復(fù)文件;(2)國家和地方的經(jīng)濟和社會發(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)址的自然、經(jīng)濟、社會概況等基礎(chǔ)資料;(6)編制《報告》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)項目業(yè)主選擇實施者的過程，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分析

2.1 摸底測試工作

在目前國情條件下，火電機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，因此在除塵技改前期工作中須對機組有代表性的工況進行摸底測試，以檢驗現(xiàn)役除塵裝置的適應(yīng)性以及對基本參數(shù)的確定提供支撐依據(jù)。測試參數(shù)包括設(shè)備運行狀況、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)機實際出力)。

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］，擴大了電除塵對粉塵的適應(yīng)范圍，提高了對為細(xì)粉塵的捕集能力，而且電除塵平時的維護管理都比較方便，維護費用相對比較低，所以目前我國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，可研報告應(yīng)對可選方案進行綜合技術(shù)經(jīng)濟分析比選確定。

近年來，國內(nèi)燃煤火力發(fā)電除塵行業(yè)推出了煙氣深度凈化裝置，在濕法脫硫后對煙氣進行深度處理，進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)不大的燃煤機組。

2.3 除塵設(shè)計參數(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)的變化帶來了影響;同時另一方面是由于當(dāng)初設(shè)備設(shè)計容量、性能指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)較低。因此，對于除塵技改設(shè)計輸入的基礎(chǔ)參數(shù)要科學(xué)合理的選取。

通常，在除塵技改設(shè)計中，考慮到燃煤煤種的波動、裝置性能的下降等因素，會對包括煙氣量、比集塵面積(或過濾風(fēng)速)、電場風(fēng)速等設(shè)計參數(shù)考慮合理的余量［5］。

2.4 招標(biāo)文件的注意事項

目前除塵技改工程的建設(shè)通常采用EPC總承包的模式進行，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)，對出口煙塵排放濃度控制相對較少，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)實際排放濃度及執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)確定，同時要滿足總量要求。

(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，方案必須是可研報告審查通過的改造方案，同時要有一定包容性。

(3)主要設(shè)計參數(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)計參數(shù)的變化對現(xiàn)有輸灰系統(tǒng)進行評估，主要評估系統(tǒng)出力、輸灰邏輯、管道布置等。根據(jù)評估結(jié)果進行相應(yīng)的改造，改造時建議系統(tǒng)的最大出力按實際輸灰量的2倍考慮，同時壓縮空氣耗量也應(yīng)留有足夠裕量。

3.2 引風(fēng)機改造問題

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)役燃煤電廠均需進行脫硫、脫硝及除塵技改。因此，整個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。

作為火電廠整個煙風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵點，引風(fēng)機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。同時引風(fēng)機改造也要求能夠為除塵改造預(yù)留布置空間。

4 結(jié)語

由于某些單位對除塵改造前期工作的重要性及工作要點認(rèn)識不足，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告［C］.第14屆中國電除塵學(xué)術(shù)會議論文集.2011.

［2］韋飛，惠潤堂.燃煤電廠煙氣脫硝前期工作要點［C］.清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)協(xié)作網(wǎng)2011年會論文集.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，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)計指導(dǎo)書》編寫組.燃煤電廠電除塵器選型設(shè)計指導(dǎo)書［M］.中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會電除塵委員會: 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

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

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