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調研考察

再續他山之石可以攻玉

信息來源:     發布時間:2014-12-24

再續他山之石可以攻玉

——廣東省電力行業協會赴長三角發電企業節能減排考察報告

 

節能降耗,減排環保是發電企業永恒的主題。

 

如何在苛刻的環保指標下繼續生存、發展,一直是燃煤電廠不得不面對的嚴峻問題。在面臨生死存亡的關頭,絕大部分燃煤電廠不怨天不怨地,充分依靠技術改造和科技創新,在布滿荊棘的苛刻的環保指標的重圍中殺出一條血路來。2010年,筆者曾跟隨廣東省電力行業協會節能減排考察團赴上海外高橋第三發電有限公司進行節能技改調研,收獲頗豐,并以《他山之石可以攻玉》為題作專門報道,其經驗對省電力企業有著深遠的影響。如今,外三已名揚海內外,成為節能減排的楷模。近日,筆者再次有幸跟隨廣東省電力行業協會赴長三角節能減排學習交流團來到了上海吳涇第二發電有限公司和神華國華舟山發電有限公司,進行燃煤電廠節能技改和“近零排放”調研,所見所聞令人振奮,感慨良多。兩家燃煤電廠能夠在節能減排的大潮中站穩船頭,屹立不倒,很關鍵一點,就是他們能適應時代發展的潮流,能根據自身的實際情況,因地制宜,明確目標,找準方向,通過技術改造和科技創新,使各項能耗和環保指標邁入領先行列。其經驗和做法很值得我省燃煤電廠學習借鑒。

 

一、關于兩家電廠

 

上海吳涇第二發電有限公司    上海吳涇第二發電有限責任公司建于199410月,目前裝機容量為120萬千瓦。

 

為提升企業的綜合競爭力,從2003年開始,該公司加大科技、技術改造力度,截至2010年底,先后完成48個科技、260個技改項目,累計節約標煤約8.79萬噸、節約廠用電量7021.34萬千瓦•時,相關生產經濟指標改善顯著,提高了機組的經濟性和可靠性,二號機組、一號機組分別于20086月和20095月榮獲國家電力監管委員會頒發的“全國發電可靠性金牌機組(火電60萬千瓦級)”稱號。

 

該公司一貫重視環保工作。為減少對黃浦江的熱污染,在工程建設期,該公司專門建造了兩座上?;鸕縉笠滴ㄒ壞拇笮屠淙此?。在上海市政府以及上級單位的關心支持下,20071215日,一號機組脫硫改造項目順利通過168小時滿負荷試運行,這是上海市在建機組統一脫硫改造的第一臺大機組。200861日,二號機組脫硫改造項目順利通過168小時滿負荷試運行,自此,該公司成為上海首個實現機組完全脫硫的大型公用電廠,比政府要求的投產時間提前半年多。2010108日,一號機組脫硝改造項目(被列為“市減排示范性工程”)開工奠基儀式隆重舉行,該公司成為上海市第一個實施煙氣脫硝改造的火電企業,成為減排的“排頭兵”,為上海的環保事業盡心盡責。

 

2013年,該公司依托上海申能能源科技有限公司,對投產13年的二號機組進行技術改造,其經濟性和環保性得到了大幅的提高,取得了良好的經濟效益和社會效益,折合機組煤耗下降5.86/千瓦時,年收益達1000多萬元。

 

神華國華(舟山)發電有限責任公司    神華國華(舟山)發電有限責任公司位于浙江舟山市定海區白泉鎮外山咀,目前裝機容量為910MW。該公司作為“九·五”期間浙江省重點工程,始建于1996年,首臺125MW機組于199711月正式投入商業運行,第二臺135MW機組于2004325日動態移交生產,第三臺300MW機組于201010月投入生產,第四臺350MW機組項目于2014625日通過168小時試運后,也正式投入生產。

 

舟山發電公司由北京國華電力有限責任公司、浙江浙能電力股份有限公司及舟山海洋綜合開發投資有限公司三家單位共同出資建設,由北京國華控股管理。

 

該公司作為舟山市本島的主要電源點,負責舟山市80%的電力供應。依托神華集團“礦電路港航”一體化和“產運銷”一條龍優勢,以及國華電力專業化管理,2013年該公司累計完成發電量37.02億千瓦時,實現利潤20407萬元,資產總額達24.37億元,為舟山市創造了12362萬元的財政稅收。

 

近年來,舟山發電公司認真貫徹落實《火電廠大氣污染物排放標準》、《大氣污染防治行動計劃》及實施細則的要求,積極以“環保優先”、“主動環保”的理念和舉措,認真履行社會責任,實施了“高品質綠色發電計劃”和“清潔高效近零排放工程”,致力于建設清潔高效、生態文明的環保企業。

 

該公司4號機組工程為1×350MW超臨界燃煤汽輪發電機組,項目概算投資總額14.56億元,按照神華集團“高品質發展電”的要求,投入約1.4億元同步配套建設高效煙氣脫硝裝置、高頻電源靜電除塵裝置、煙氣海水脫硫裝置、濕式電除塵裝置等當今國內最先進環保設施,打造了國內首臺新建“近零排放”燃煤機組(燃煤機組大氣污染物排放低于天然氣機組限值排放標準,即粉塵≤5mg/Nm³,二氧化硫≤35mg/Nm³,氮氧化物≤50mg/Nm³),該燃煤機組除主要環保指標全部優于天然氣排放指標外,在同類機組中,主要的技術、經濟指標等也全國領先,其發電煤耗279g/kwh,供電煤耗294g/kwh的煤耗數據,有力的保證了該機組在未來的市場上的競爭力。

 

目前,該公司還在積極籌劃“上大壓小”三期項目,建設2×660MW超超臨界“近零排放”燃煤發電機組,其目標為:以“清潔高效”為路徑的發展建設理念,將三期工程建設成“低碳環保、技術領先、世界一流的數字化電站”。

 

上海吳涇第二發電有限責任公司二號老機組的能耗大幅降低和舟山發電公司新建四號機組的“近零排放”,引起了國內外同行的矚目和關注,為什么他們能夠取得如此驕人成績,兩個關鍵詞,那就是技術改造和科技創新。

 

二、技術亮點

 

(一)上海吳涇第二發電有限責任公司的技術改造

 

上海吳涇第二發電有限責任公司二號機組投產于200156日,容量為600MW,運行至今已有十多個年頭了,各項環保指標和經濟技術指標都遠遠落后于同容量新機組,為此,決定對該機組進行技術改造。該公司根據機組的實際情況,找出迫切需要解決的問題進行改造,其改造委托上海申能能源科技有限公司進行。技術改造項目主要包括:蒸汽加熱啟動項目、廣義回熱項目、低溫省煤氣項目、中溫省煤器項目等。這一系列的技改目的是為了降低排煙損失,優化風側系統,從而提高機組經濟性和環保性,亮點多多。

 

1、蒸汽加熱啟動項目

 

亮點:增加省進門旁路系統、鍋爐工質回收系統及高加鄰機汽源系統;

 

節能原理:啟動過程中,以給水和空氣為媒介對受熱面預加熱:

 

          1)改善燃燒條件,縮短點火到汽機沖轉時間;

 

          2)避免受熱面干燒現象,改善低負荷運行經濟性和安全性;

 

          3)降低氧化皮顆粒對汽輪機葉片的侵蝕;

 

          4)避免低溫煙氣進入脫硝催化劑,提高其使用壽命。

 

通過蒸汽加熱項目的改造,改善了燃燒條件對受熱面整體加熱,使鍋爐處于“熱爐、熱風”的熱環境,縮短了燃油時間和綜合能耗。

 

2、廣義回熱項目

 

亮點: 在鍋爐風道上增加#10、#11、#20#21暖風器;

 

節能原理:利用抽汽提高冷、熱一/二次風溫:

 

          1)提高空預器冷端風溫,防止空預器的低溫腐蝕和堵塞;

 

          2)改善鍋爐燃燒效果,降低飛灰含碳量,提高機組經濟性。

 

通過廣義項目的改造,優化了風側系統,提高了冷熱一/二次風溫,提高了磨煤機出力和煤種適應性,改善了鍋爐燃燒效果。

 

系統節能效果:折合機組煤耗下降1.9g/kwh, 年收益約370萬元。

 

3、低溫省煤器項目

 

亮點:在吸收塔前的進口煙道上增設低溫省煤器;

 

節能原理:利用凝結水吸收排煙熱量,節省汽輪機抽汽。

 

          在燃料消耗量不變的情況下,獲得更多的發電量。

 

通過對低溫省煤器項目的改造,降低排煙損失,凝結水吸收排煙熱量,減少抽汽量,提高機組經濟性。

 

系統節能效果:折合機組煤耗下降1.96g/kwh, 年收益約380萬元。

 

4、中溫省煤器項目

 

亮點:增設空預器煙氣旁路煙道,并安裝高低壓側中溫省煤器;

 

節能原理:高低壓給水吸收煙氣熱量后升溫,與此同時煙溫降低:

 

         1)配合低低溫除塵技術:煙塵濃度由27mg/m3降至21mg/m3;

 

 

         2)降低鍋爐排煙熱損失,提高鍋爐效率,提高機組經濟性。

 

通過對中溫省煤器項目的改造,提高了除塵效率,降低了排煙溫度,減少了煙塵排放,降低了排煙損失,高低壓給水吸收排煙熱量,提高了經濟性。

 

系統節能效果:折合機組煤耗下降2g/kwh, 年收益約390萬元。

 

 

(二)神華國華舟山發電有限公司的科技創新

 

總投資13.48億元的神華國華舟山電廠二期4號機組擴建工程,于20121128日開工建設,于今年65日首次并網,是國內首臺新建“近零排放”燃煤機組。

 

神華國華舟山電廠采取了哪些手段實現“近零排放”?

 

據神華國華舟山發電有限公司總經理朱江濤介紹,該公司4號燃煤機組按照國華電力“清潔高效近零排放工程”的要求,同步配套建設了高效煙氣脫硝裝置 (低氮燃燒器+SCR催化還原)、采用高效靜電除塵裝置(高頻電源、旋轉電極)、煙氣海水脫硫裝置、濕式電除塵裝置,最終實現了“近零排放”,其亮點引人注目。

 

亮點1:采用高頻電源、旋轉電極技術除塵

 

除塵器采用高頻電源、旋轉電極技術,大幅提高電除塵器供電效率、節約電能,并提高除塵效率。根據浙江菲達公司的選型程序計算并結合實際工程應用經驗,旋轉電極電除塵器設計效率99.94%,保證效率99.89%。旋轉電極式電除塵技術,改傳統的振打清灰為清灰刷清灰,可清除高比電阻粉塵、粘性粉塵,不僅克服了電除塵器“反電暈”和“二次揚塵”兩個技術瓶頸,同時提高了除塵效率,減少了PM2.5的排放。

 

亮點2:利用海水天然堿度進行煙氣脫硫

 

神華國華舟山電廠是首個獲得國家環保部環評中心評審通過的脫硫效率達到97%的海水脫硫項目。海水脫硫工藝是利用機組循環水中的海水天然堿度(包括CO32HCO3)吸收并中和煙氣中SO2的脫硫方法。煙氣在吸收塔內自下而上,海水由上而下噴淋,逆向接觸,海水將煙氣中的SO2反應變為SO32后流入曝氣池,利用海水中的溶解氧(DO)以及向曝氣池海水通入大量空氣,使SO32氧化成為海水中大量存在、對海洋生態無害的SO42的形式回歸大海。

 

此方法工藝簡單,節約資源,設備少,運行可靠性高,經海水脫硫后煙氣中的SO2濃度低于35毫克/標準立方米。

 

亮點3:采用低氮燃燒器+SCR催化還原脫硝技術進行煙氣脫硝

 

采用低氮燃燒器+SCR催化還原脫硝技術。低氮燃燒器采用上海鍋爐廠先進的低氮燃燒器,基本實現機組負荷75%~100%時,鍋爐出口煙氣氮氧化物濃度小于160毫克/標準立方米,負荷50%~75%時,鍋爐出口煙氣氮氧化物濃度小于200毫克/標準立方米。在鍋爐省煤器后布置SCR裝置,鍋爐煙道內噴入氨氣,在一定溫度下將煙氣中氮氧化物選擇性催化還原為氮氣,同時生成水。SCR選擇性催化還原技術脫硝效率高,氨逃逸率低,脫硝效率達80%,保證機組排放氮氧化物排放濃度小于50毫克/標準立方米。

 

亮點4:采用濕式電除塵器提高單位面積的集塵效率

 

利用噴水霧化對放電極和集塵極連續沖洗,使放電極和集塵極始終保持清潔,電極上無粉塵堆積現象,有效消除反電暈現象的發生,提高單位面積的集塵效率,在相同條件下可達到更低的排放濃度。濕式電除塵器除塵效率大于或等于70%,PM2.5去除率大于或等于70%,霧滴去除率大于或等于70%,實現5毫克/標準立方米以下的“近零排放”。

 

三、幾點啟示

 

上海吳涇第二發電有限責任公司二號機組節能技改的成功做法和神華國華舟山發電有限公司新建四號機組實現“近零排放”的經驗,對我省燃煤電廠有很好的啟示和借鑒作用。

 

(一)舊機組的節能技改要有的放矢

 

舊機組運行時間長,加上受當時設計能力的局限,各種能耗指標和環保指標必然達不到當今社會要求。要使舊機組煥發生機,就必須進行技術改造,而這個改造應該是有的放矢的改造,而不是眉毛胡子一把抓的改造。所謂有的放矢,就是有針對性地對相關設備和相關系統進行技術改造。上海吳涇第二發電有限責任公司對其二號機組的技術改造就是一個非常成功的例子。為了使二號機組的技術改造達到當今能耗和環保指標的要求,該公司對二號機組的設備系統進行了全面的試驗、測評和分析,找出了影響能耗和環保指標的主要設備和系統,如蒸汽加熱啟動、廣義回熱、低溫省煤器和中溫省煤器等設備、系統。并初步確定對其進行技術改造。為了確定對這些設備和系統進行技術改造的可行性,該公司委托上海申能能源科技有限公司對上述四個項目進行可行性研究,最終決定并完成項目的實施。通過有的放矢對上述項目的技術改造,進而達到全面提高機組經濟性和環保性的目的,節能效果十分顯著。這些做法很值得我省同行學習借鑒。

 

(二)舊機組節能技改不能以能耗和成本為代價

 

節能技改如果以高能耗和高成本為代價,那就失去了技改意義,還不如把舊機組推倒重建。上海吳涇第二發電有限責任公司在二號機組改造前就很重視這個問題,特別對投入和產出之比尤為關注。為此,他們聘請了先進的節能策劃團隊(上海申能能源科技有限公司)進行系統的診斷和提出一系列改造方案,并對方案進行反復論證(改造項目的技術含量,項目改造的資金投入和改造后所能取得的成效,),目的以最少的投入獲取最大的效益,而且這個團隊對改造后的效果負責。這樣從真正意義上達到節能技改的目的。中電聯秘書長王志軒曾建議,燃煤電廠不宜進行環境效益小,經濟代價大的環保改造,并建議“以最可行的技術”作為超低排放的依據,鼓勵企業積極采用低費用或者無費用的超低排放技術方法。上海吳涇第二發電有限責任公司正是這樣做了。建議我省燃煤電廠對舊機組的技術改造可借鑒其做法,使節能技改真正達到能耗、成本代價小環境、經濟效益大的效果。

 

()新機組“近零排放”建設要因地制宜,不求最先進但求最合適

 

所謂“近零排放”即接近零排放,通過新設備裝置,讓燒煤做到像燒天然氣一樣清潔。神華國華舟山發電有限公司四號機組“近零排放”建設成效顯著,各項環保指標優于天然氣機組的排放標準,主要通過高效煙氣脫硝裝置、高效靜電除塵裝置、煙氣海水脫硫裝置和濕式電除塵裝置來實現“近零排放”。特別是煙氣海水脫硫效果十分好,其脫硫效率不低于97%。但是煙氣海水脫硫只適用于類似舟山發電廠等近海的燃煤電廠,對我省山區或丘陵地區新建的電廠來說根本不可能實現。但沒有海水脫硫并不等于說就沒有其他脫硫技術,例如,濕法石灰石-石膏脫硫等,可能還會有其他先進的脫硫方法。就是說,舟山電廠的經驗可以借鑒與選取,而不能生搬硬套,最先進不一定最適用,一定要根據當地的環境和本企業的實際情況,因地制宜,采用最適合自己的設備和技術,才能達到預期的效果。另外,舟山電廠在項目實施過程中形成的項目可研、前期評估、實施后評估,確保項目事實能完全達到預期目的的做法,也可供我省電力企業借鑒。

 

四、展望

 

節能降耗、減排環保是當今社會的必然要求,也是發電企業特別是燃煤電廠的首要任務,而在建和新建燃煤電廠要達到“近零排放”更是一種趨勢。

 

不久前,三部委聯合印發了《煤電節能減排升級與改造計劃》通知,其核心內容就是“嚴控大氣污染物排放”,要求京津冀、長三角、珠三角等各?。ㄇ?、市)地級及以上城市執行大氣污染特別排放限值。我省發電企業特別是珠三角燃煤發電企業將面臨著更加嚴峻的考驗。

 

近日,國家發改委又建議長三角三省一市積極推進火電機組超低排放技術改造,要求電力污染減排方面,在全面達到現行燃煤電廠排放標準的基礎上,推進一批超低排放改造示范項目。據了解,浙江省要求在2017年底之前,全省所有新建、在建火電機組必須采用煙氣清潔排放技術,對現有60萬千瓦以上火電機組基本完成煙氣清潔排放技術改造,達到天然氣機組排放標準要求。

 

兄弟省市發電企業節能減排工作已經走在我省的前面,我省的發電企業必須認清形勢,積極努力迎頭趕上。

 

本次長三角之行,開拓了視野,學到了經驗,對進一步開展節能降耗、減排環?;疃哂薪锨康南質狄庖搴橢傅家庖?。面對電力行業節能減排新形勢,我們必須認清形勢,克服困難,學習他人先進經驗,結合自身實際,依靠科學進步,打一場節能減排的翻身仗,爭當節能減排的排頭兵。

 

他山之石可以攻玉。筆者相信,只要我省發電企業吸收兄弟單位的先進經驗,結合本企業實際,用最適合本企業的技改和環保技術方法去開展節能降耗和“近零排放”,用“低成本、低費用”技術控制污染物排放,就一定能夠走在廣東節能減排的最前列,對廣東經濟發展和節能減排起到推波助瀾作用,就一定能夠實現習近平總書記提出的藍天常在、青山常在、綠水常在的美好愿景。(廣東省電力行業協會供稿)

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