2015年將是我國燃煤電站鍋爐新技術應用豐收的一年，到年底將有300余臺鍋爐煙氣實現超低排放改造，會有許多節能減排新技術同時推廣應用。”在5月21~23日召開的2015年全國電站鍋爐受熱面吹損防治技術交流研討會暨2015年全國鍋爐煙氣SCR(選擇性催化還原)脫硝催化劑再生技術交流研討會上，中電聯科技服務中心劉春文表示。
隨著國家持續推進燃煤電廠的超低排放改造，在出臺了脫硫脫硝除塵等電價補貼政策的同時，排放標準也漸趨嚴格。在減排重壓下，燃煤電廠也在不斷加大環保資金的投入。據中電聯初步測算，僅2014年脫硫、脫硝、除塵建設和改造費用就超過500億元，而每年用于煤電環保設施運行的費用也超過了800億元。在新的發展機遇和市場環境下，電廠等企業對新技術也更加關注。
一體化協同脫除在技術經濟上可行
就目前的政策來看，燃煤鍋爐煙氣污染物超低排放勢在必行，不光是東部地區，就是中西部也同樣制定了相當嚴格的政策。今年年初山西省政府就要求現役單機30萬千瓦及以上燃煤機組在確保正常電力生產供應的同時，全部完成超低排放的時間由2020年提前至2017年底。中國電力報記者在采訪中得知，地處山西南部的大唐陽城電廠要實現上述目標具有一定的難度，由于該廠的設計是以無煙煤為燃料的坑口電站，采用W型火焰爐，而目前國內尚無W型火焰爐低氮燃燒改造成功的案例，當下該廠正在為實現超低排放進行技術攻關。
“目前，我國追求燃煤電站的超低排放是通過多污染物高效協同控制技術，使燃煤機組的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等大氣主要污染物排放標準達到燃氣機組的排放標準，但低成本超低排放技術還需突破。”劉春文說。
西安熱工研究院有限公司主任牛國平認為，一體化協同脫除技術是在傳統分體脫除技術基礎上發展而來，在脫除主污染物的同時脫除其他污染物或提供有利于脫除的條件，由此實現燃煤電廠煙氣污染物的超低排放在技術經濟上是可行的。
據本報記者了解，業內專家倡導的一體化協同脫除策略從技術經濟角度而言，氮氧化物、粉塵、硫化物、汞等多個設備協同脫除，煙氣凈化系統應進行一體化設計和優化。協同脫除技術策略簡單概括如下：氮氧化物協同脫除策略：爐內低氮燃燒+煙氣SCR脫硝;粉塵協同脫除策略：干式電除塵器(低低溫、高效電源、分區供電、振打優化、流場優化等)+濕法脫硫+濕式電除塵器;二氧化硫協同脫除策略：控制煤硫分+濕法脫硫+取消回轉式煙氣換熱器(GGH);三氧化硫協同脫除策略：控制煤硫分+低氧化率SCR催化劑+煙冷器+干式電除塵器+FGD(煙氣脫硫)+濕式電除塵器;汞協同脫除策略：汞氧化脫硝催化劑+煙冷器+靜電除塵器+濕法脫硫+濕式電除塵器。
催化劑再生技術是大勢所趨
在實現超低排放過程中勢必要增加環保投入，而脫硝的投入就是一個不可忽視的領域。目前，我國燃煤電廠的脫硝普遍采用SCR技術。雖然脫硝催化劑再生處于起步階段，但SCR脫硝裝置大量使用再生催化劑是大勢所趨，催化劑再生將成為催化劑更換的必由之路。
記者了解到，截至2014年底，全國已投運火電廠煙氣脫硝機組容量約6.8億千瓦，占全國火電機組容量的75%，占全國煤電機組容量的83.2%。按中國每兆瓦發電機組SCR脫硝催化劑初裝量(兩層)為 0.81~1.1立方米，SCR占95%以上估算，脫硝催化劑保有量約60萬立方米。
中耐控股集團公司董事長蔣曦初告訴本報記者，催化劑的化學壽命一般按24000小時設計，所以新催化劑在運行3~4年后就需要更換。據了解，預計從2016年起，廢催化劑的產生量約5~12萬噸/年，呈每年遞增趨勢。
毋庸置疑，催化劑再生可為電廠節省一筆可觀的催化劑購置費用，否則電廠除了要購置新催化劑外還需加大投入來處理廢催化劑，而且若將其隨意堆放或不當處置，將造成環境的二次污染和資源浪費。
江蘇龍凈科杰催化劑再生有限公司的李丁輝以一臺60萬千瓦機組為例，脫硝系統每天運行成本約為1.7萬元，年均5000萬元以上，催化劑置換或更新的成本每年約在500萬元左右。如何在保證SCR脫硝效率的前提下延長催化劑的使用壽命，減少發電企業的運行成本，具有現實的社會效益和經濟效益。
目前，業內普遍認為，廢催化劑的再生處理正是解決上述問題的最佳途徑。
電站鍋爐受熱面吹損防治技術市場有待完善
隨著電力工業的快速發展，電站鍋爐數量也在急劇增加，而鍋爐在生產運行過程中，其受熱面、預熱器及煙道等表面積灰和結渣，是長期困擾生產而又難解決的問題。為此多數鍋爐都備有蒸汽吹灰器等清灰設備，但這些傳統的吹灰器在操作和性能上，存在著吹灰有死角、能耗高、維修費用大等弊端。這樣就給古老的聲學尤其是聲能學研究帶來了發展空間。據了解，40多年來，聲波吹灰器經歷了旋笛式聲波吹灰器、膜片式聲波吹灰器、共振腔式聲波吹灰器、高效能大功率免維護聲波清灰 器四代的發展。
原中科院聲學研究所節能中心主任鐘高琦告訴本報記者，當下聲波吹灰器的生產廠家眾多，名稱各異，都聲稱最優，甚至出現不正當競爭，使得電廠難以正確抉擇。
經過多方了解，本報記者得知，盡管市場上的聲波吹灰器名目繁多，但從發聲機制和原理來看，都屬于上述四種類型，而且他們都被應用過，都有他們適用的場所，也都為電力的發展作出一定的貢獻。
鐘高琦指出，第四代聲波清灰器是最適用于大機組和特大機組鍋爐配置的吹灰器，尤其適合100萬千瓦、60萬千瓦、30萬千瓦級的機組鍋爐以及循環流化床鍋爐。“它的龍頭優勢是可以完全解除大機組和特大機組鍋爐因吹灰而吹損爆管事故停爐的困擾和隱患。”至于經濟效益方面，銅山華潤電力有限公司的董務明以銅山華潤對兩臺鍋爐一級再熱器區域聲波清灰器技術改造為例，材料費和人工費用共216萬元，年運行及維護費用約20萬元，合計年投入236萬元。再熱汽溫度平均提高4.1攝氏度，按照全年發電量120億千瓦時、標煤單價600元/噸計算，節約原煤約136萬元。如果只用蒸汽吹灰，管壁按照投產后的減薄速度，每兩年換管3400余根，補焊4000余根，人工及材料費約為1000萬元;工期各約20天，影響發電利潤約6000萬元。
折算損失約每年3500萬元。如果停止蒸汽吹灰且無聲波清灰，除長時間低負荷導致隨時塌灰滅火的安全威脅外，再熱蒸汽溫度平均下降8～9攝氏度，增加發電煤耗0.39克/千瓦時，即使不計排煙損失的增加，一年仍增加運行費用約281萬元。
董務明認為，增加聲波吹灰的好處，除了改善穩燃環境、解決受熱面吹損問題外，經濟效益也能改觀，這對諸多電廠的鍋爐也有一定的借鑒意義。
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