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烟气治理岛开启煤电减排新境界

2006-07-22


 

 

10月22日,“2014国际电力设备及技术展览会”(EP电力展)在北京国际展览中心如期举行,2号馆“电力节能环保技术和装备展”成为最受宠的展览厅。

这一天,北京的天空仍然被雾霾笼罩着,当参观者看到2号馆门口树立的主题牌上大书的“节能环保”几个字样时,难免会心生安慰和期待——— “谁来为治理雾霾做些什么?”、“不久之后雾霾天就会少一些了吧?”当一件事物的发展尚未明朗时,大量而持续的关注总能发挥出意想不到的力量。民众对大气污染的关注及对改善空气质量的迫切需求,推动我国加快了对大气污染治理的步伐。近两年来,各项或具引导性、或具强制色彩的政策法规密集出台,开启了我国自上而下打响对“霾”反击战的征程。眼下,抗霾之战已经走过誓师动员、战略部署阶段,开始了实枪荷弹的较量。此次EP电力展首次设立“电力节能环保技术和装备展”,就有着促进发电企业与环保企业对接、加大电力节能环保技术交流、增加电力行业治污筹码的良苦用心。

 

行业“领头者”的期许

作为本届展会的最大亮点之一,电力节能环保技术及装备展聚集了大量的人气。国内领军节能环保企业是该展厅的主角:铁塔电瓷、国电龙源、大唐科技、博奇电力等行业领军企业悉数参加。

走进2号馆,最先映入眼帘的是铁塔电瓷的展台,也是该展厅规模最大、吸引参观人数最多的展台。事实上,为了让技术交流更面对面和接地气,此次电力节

能环保技术及装备展还配套召开了“2014燃煤发电环保技术应用交流会”,而龙净环保是此次交流会唯一的协办方。

“EP展首次开设以节能环保为主题的展厅,对电力行业和节能环保行业都意义非同寻常。作为发电企业的老朋友和节能环保企业的领军企业,我们有责任、也很乐意来搭建一个供行业交流的平台。”龙净环保总经理黄炜在接受记者采访时如此表示。

不同于常规展览会“卖产品、卖技术”的定位,作为节能环保产业的“领头者”,铁塔电瓷赋予了此次展览会更意味深长的诉求。

“现在电力行业所承受的环保压力很大,对环保技术的需求也很旺盛。但国内的技术水平发展到了什么样的程度?这些技术能不能支撑电力行业对环保的要求?”黄炜介绍,铁塔电瓷希望通过此次交流会,一能加强环保企业与发电企业之间的沟通和对接,二能展现中国的环保技术动态以及国内环保企业的技术实力。

目前,横在煤电企业面前有三道门槛。

第一道是国家标准。现役燃煤机组须执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)要求,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别为30毫克/立方米、100毫克/立方米和100毫克/立方米。

第二道是今年7月1日起开始正式执行的重点地区燃煤机组特别排放限值,以上三种污染物排放浓度分别为20毫克/立方米、50毫克/立方米和100毫克/立方米。

第三道就是目前热议的超洁净(近零排放)排放。9月26日,国家发展改革委、环保部、能源局三部委联合发布《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020)》,要求东部十一省燃煤电厂达到燃机排放标准,氮氧化物、二氧化硫、烟尘的排放浓度分别为10毫克/立方米、35毫克/立方米和50毫克/立方米。正是这个在业内引起强烈反响的2093号文,第一次从政府机构层面对超洁净排放作出了明确标准,也正式吹响了煤电企业最终迈向超洁净排放的号角。

尽可能向更低污染物排放进发的大局已定,但随着煤电行业减排工作的进一步深    化,对减排技术的需求也迈到了更高的台阶。

中电联秘书长王志轩多次在公开场合呼吁要理性对待煤电企业的超洁净排放。他说,目前我国对常规污染物的控制要求已为世界之最,而近几年频繁升级且纷乱的排放要求一方面让电力企业有些发懵,另一方面,针对火电厂的环保产业异常活跃,有的企业胆子也“越来越大”,让人有些“后怕”。

只要熟知煤电行业节能减排脉络的人都能领会到王志轩在话中隐藏的涵义。目前,我国已进入改革的深水区,加快产业结构调整和经济发展方式转型迫在眉睫。近几年来,国家加大了对重点行业的节能减排力度。

在污染物减排方面,将目标重点锁定电力这个耗煤大户,并通过政策之手控制电力行业的污染物排放。最直接的表现是,从2011年开始,国家几乎每年收紧针对电力行业的大气污染物排放政策。

频繁更新、升级的排放限值不仅让发电企业难以消化,也给为电力行业提供环保技术和设备的环保行业带来了极大挑战。由于时间紧促,很多技术尚未成熟就被推向市场,可能给电力行业未来的环保设施运行埋下了隐患。尤其对刚刚起步的超洁净排放技术,能不能长期稳定实现超低排放、未来一段时间会出现什么样的状况?这些都还是未知数。

“虽然目前国家并未以标准方式强制性要求燃煤机组实现超洁净排放,但业内已经认识到这将成为一个不可逆转的潮流。首先,电力企业的社会责任感不会放任雾霾频发而不顾;其次,受制国家的减排总量控制政策,燃煤电厂的发展空间进一步缩小,企业为了自身的生存需要也会尽最大力度减少污染物排放。而且,国家对污染物排放标准越来越高的趋势明显,与其在以后频繁的环保改造中陷入被动,不如现在加大力度一步到位。另外,今年以来多个超洁净排放示范项目的投运,表明现在我国的环保技术也具备了这个条件。”黄炜分析。

对技术的应用,一定要步步为营。黄炜认为,无论是技术研发还是技术应用,都既要对发电企业负责,还要对环保行业负责。环保行业由于市场需求的扩容迎来了大好发展机遇,但市场上的企业鱼龙混杂,技术繁多且水平参差不齐。“必须本着对用户负责的原则来对待每一个项目,否则一旦出现问题,会影响整个环保产业的声誉和形象。我们应该发出声音,引领行业往健康、规范的轨道上发展。”作为环保行业的“领头者”,铁塔电瓷显然已经不拘泥于企业自身的发展,更承担了对整个环保产业的责任。

 

协同控制“挑大梁”

每一位参观者走进铁塔电瓷的展台,都不约而同地在 “烟气治理岛”模型前驻足。对于很多人而言,烟气治理岛或许还是一个新鲜事物,还并不了解其即将给燃煤电厂的污染物减排带来的革命性意义,但每天与环保技术打交道的电厂和专家敏锐地感知到了烟气治理岛系统所蕴含的巨大价值。

在10月23日举行的“2014燃煤发电环保技术应用交流会”上,原本只预留300人的场地,来了超过400人。由于座位有限,很多人或者站在门口,或者蹲在墙角,坚持将持续了近8个小时的技术交流会听完。会上,他们在听了来自龙净环保的代表所作的“燃煤电厂限制排放协同控制技术”报告后,兴致大起。不禁纷纷在心里打了几个问号:什么是协同控制技术?该技术如何实现协同控制?对燃煤电厂的污染物排放能起到哪些作用?其实,协同控制技术就是龙净环保提出的烟气治理岛的核心理念之一。

熟知火电厂大气污染物排放标准的人都知道,政策对火电厂的大气污染物控制是逐个出台的,最先对粉尘的排放提出控制要求,然后是二氧化硫和氮氧化物。而电厂在环保改造上,也相应地先除尘、再脱硫、再脱硝。

 “也正因如此,导致电厂的环保治理设备像一个葫芦串。”黄炜如此形容。

由于历史原因,火电厂在轮番上马环保设施、大搞环保技改的浪潮中难以抽身,一时无法分析隐藏在这种环保治理方式背后的不合理性。但随着 “葫芦串”越加越长,越加越高,各种弊端开始逐渐显现。

首当其冲的就是场地问题。电厂给环保设备预留的空间本身就有限,随着需要上马的环保设施不断增多,让改造场地明显不够用,有些电厂甚至无处可加。其次,由于事先没有经过系统性的分配,各个环保设备在运行过程中难免会造成互相牵扯,这无疑是另一种影响。

更为重要的是,各个环保装置相互联系却自成一个孤岛,给装置的高效运行带来不利。“例如,如果在脱硝过程中    发生氨逃逸,就会对后面的除尘设备运行造成不良影响;湿法脱硫系统中的除雾器如果工作欠佳,就会形成‘石膏雨’现象,影响整体的烟尘控制效率。”黄炜表示。

总能“先电厂之忧而忧”的铁塔电瓷发现了这些弊端,并开始寻求全新的环保治理理念。2008年,铁塔电瓷在国内率先提出了“烟气治理岛”概念,提出通过对上下游污染物治理的协同提效,为燃煤电站提供从锅炉到烟囱的“一揽子”解决方案,同时实现对二氧化硫、氮氧化物、烟尘、汞等多污染物的控制。

毫无疑问,烟气治理岛实现协同控制的核心内涵,是将环保作为一个整体系统来看待,科学规划、合理布局、合理分配,最终达到事半功倍的效果。这种超前的环保治理理念,如果得以实施和推广,无疑将给火电行业的污染物治理带来革命性的变化,不仅能够推动大气污染治理从末端控制、单一污染物控制、控制一次污染向全过程多措施并举、多污染物协同控制、同时控制二次污染物的前体物的新理念转变,还能帮助燃煤机组走出“反复投资、反复改造”困局,实现环保治理的华丽转身。

铁塔电瓷多年来在技术研发和创新上积累的口碑,让其提出的新概念一经问世就得到了专家和用户的关注。中国电力工程顾问集团公司研发中心副主任龙辉非常认可协同控制理念,他表示,短短2年时间内,我国的燃煤电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度控制指标超越了美国、欧洲和日本法规要求。但我国的燃煤电厂环保治理之路只是走了一大半,在这种情况下,更应该深入研究燃煤电厂污染物协同控制技术发展及主要技术路线,从整体上考虑我国燃煤电厂环保技术的未来发展。

事实上,烟气治理岛已经有了实际应用案例。9月份,广州石化自备电厂采用龙净的烟气治理岛系统成功投运,在实现“50355”的超洁净目标上,还进一步实现了三氧化硫排放低于5毫克/标立方、汞排放浓度低于3微克/标立方。烟气治理岛系统的“协同治理”和“一揽子”解决功能得到了完美的发挥。

可以预见,随着超洁净排放大幕的拉开,烟气治理岛理念也将展开腾飞的翅膀。不过,并非每家环保企业都可模仿复制。龙净能够成功推广、应用烟气治理岛系统,有其先天条件是铁塔电瓷拥有脱硫、脱硝、除尘等完整的环保全系列产品,这是其他企业难以匹敌的优势,也为其在未来继续占领大气污染治理技术制高点、领先环保产业提供了绝佳的筹码。

   

 超净技术研发的棋局

“煤电行业不宜进行环境效益很小、经济代价太大的环保改造,建议以‘最佳可行技术’作为超低排放的依据。”王志轩对现阶段过严的大气污染物排放标准背景下电厂环保经济性表示担忧。

近几年来,在政策的强力推动下,煤电行业不遗余力上马环保设施、大搞环保改造,

但由于环保投资和环保补贴的不平衡,让电厂倍感压力。也正是由于这种特殊的背景,燃煤机组污染物减排的“最佳可行技术”必须加上“经济合理、技术可靠”作为注脚。

“经济合理、技术可靠”正是龙净环保多年来进行技术创新的准则之一,这可以从其对湿式电除尘器、低低温高效烟气处理系统、超净电袋的开发利用上窥探一二。

龙净自主研发的湿式电除尘器实现了国内技术在这一领域的突破。据了解,在目前应对超洁净排放方案中,普遍的做法是在高效干式除尘器和湿法脱硫系统后加装湿式电除尘器,相当于烟尘进入烟囱前设的最后一道关,用来解决石膏浆液雾滴、控制PM2.5排放、脱除汞等。但国内企业采用的湿式电除尘器大多由国外引进,在实际应用过程中难免会发生“水土不服”的现象,且耗水量较高。而铁塔电瓷自主研发的WBE型湿式电除尘器,由于创新地采用了复式布置、独特的818型极板结构和一套灵活喷淋机制,从而具有节省场地、耐腐蚀、水耗低等特点;研发的WE型湿式电除尘器,采用导电玻璃钢为电极、呈蜂窝状布置,能做到结构紧凑和永久性抗腐蚀,在市场上的应用受到欢迎。而且,这两种类型的湿式电除尘器在经济性上具有独特优势。

低低温电除尘器节能和协同控制双重作用。针对我国燃煤电厂较为普遍采用的传统烟气处理技术,被动适应燃煤变化等烟气条件,除尘效率波动大,铁塔电瓷在2010年研发低低温电除尘器,通过特制的换热器,采用热媒体回收烟气    余热,用于加热汽机冷凝水,不仅节约煤耗,还能使电除尘入口烟温由通常的120~170摄氏度下降到85~110摄氏度的低低温状态。

龙净环保承接的工程案例表明,在低低温工况下,可以降低烟尘比电阻,增强颗粒凝结,实现对PM2.5、三氧化硫、汞等多污染物的协同去除。在此基础上,铁塔电瓷又开发应用高效湿式电除尘以及高效湿法脱硫集成创新技术,形成新一代燃煤电厂低低温高效烟气处理系统。

通过该系统,在节能的同时实现多污染物协同控制,为我国应对超洁净排放又开辟了一条新路。

除尘界的后起之秀电袋复合除尘器在应对超洁净排放方面也具有巨大的潜力。龙净环保在电袋十余年的应用基础上进一步升级,开发出超净电袋,在经济性上极具亮点。据了解,使用龙净超净电袋可长期稳定实现烟尘排放在5毫克/标立方以下,且与其它超净工艺相比,两台百万千瓦机组可节约一次投资几千万元,减少占地达1000平米以上。

华能集团北方联合电力有限责任公司副总工程师王自宽在谈起超净电袋时就表示,电袋以其适应煤种广泛、过滤精度高、占地面积小、能耗与电除尘器接近的优势,在实现超低排放方面优势突出,有较大的发展空间。

细细分析铁塔电瓷应对超洁净排放市场的战略不难发现,其并不拘泥于对某种技术,而是提出不同的工艺路线和技术路线。黄炜坦言,我国燃煤电站地区分布广泛、煤种多样、炉型多样,“没有哪一种技术可以包打天下,也不能简单地将一种技术路线照抄或者照搬,要因地制宜、因煤制宜、因炉制宜、因标准制宜。”黄炜的话戛然而止,但其心里一定还有句话还没说出口,那就是,铁塔电瓷要做的,就是将每一种技术路线做到极致,针对每个电厂的具体情况,为电厂提供成熟的、可靠的、经济的技术支撑。


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