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行業(yè)背景

近年來,工業(yè)化、城市化、市場化的快速發(fā)展對電力的需求急劇膨脹,極大的刺激了電力行業(yè)投資規(guī)模的擴(kuò)張,在以火電為主的發(fā)電結(jié)構(gòu)下,決定了電力行業(yè)是高能耗、高污染的行業(yè)。2001年以來,電力行業(yè)一直是重污染性污染行業(yè)。


據(jù)統(tǒng)計,我國火電發(fā)電設(shè)備容量累計達(dá)8.4億千瓦,占同期全國總裝機(jī)容量的72%,較往年略有下降;水電和核電發(fā)電設(shè)備容量占同期總裝機(jī)容量的21%,基本與往年同期持平。火電在新增產(chǎn)能中開始弱化,在存量產(chǎn)能中的主導(dǎo)地位依然牢固。


在火力發(fā)電機(jī)組中,主要可劃分為燃煤型機(jī)組和燃?xì)鈾C(jī)組。燃煤機(jī)組產(chǎn)生的污染屬于典型的煤煙型污染,以煙塵和酸雨的危害大,主要污染物有煙塵、硫氧化物(SO2、SO3)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳、微量重金屬等;針對燃?xì)鈾C(jī)組主要且要污染物為氮氧化物(NOx)。


煤炭作為我國現(xiàn)行主要能源結(jié)構(gòu),約占總能源60%。六大發(fā)電集團(tuán)的日均耗煤量也持續(xù)走高;電煤消耗攀升導(dǎo)致了火電廠污染排放負(fù)荷加大,為了實(shí)現(xiàn)排污總量控制或者排污消減,環(huán)保政策更嚴(yán)格化、排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行更低標(biāo)準(zhǔn);一些地區(qū)正在推行燃?xì)鈾C(jī)組替代燃煤機(jī)組,但是受燃?xì)鈾C(jī)組上網(wǎng)電價和供熱價格均顯著高于燃煤機(jī)組加重了發(fā)電企業(yè)和地方負(fù)擔(dān);天然氣供需矛盾的日益加劇等因素影響將導(dǎo)致燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)營面臨的風(fēng)險加大。





環(huán)保政策及排放標(biāo)準(zhǔn)

2011年環(huán)保部頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011),2012年實(shí)施;2014年7月1日起,現(xiàn)有所有的火力發(fā)電鍋爐及機(jī)組均執(zhí)行表1標(biāo)準(zhǔn);地區(qū)執(zhí)行表2標(biāo)準(zhǔn);詳見下頁表1、表2;根據(jù)目前現(xiàn)有環(huán)保政策及大氣污染現(xiàn)狀,環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格,為適應(yīng)新的環(huán)保要求,很多地區(qū)和企業(yè)不在是執(zhí)行地區(qū)或者地區(qū)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn);而是提出了“超低排放”、甚至“超超低排放”;


表1   火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組大氣污染物排放濃度限值
單位:mg/m3 (煙氣黑度除外)
序號燃料和熱能轉(zhuǎn)化設(shè)施類型污染物項(xiàng)目適用條件限值污染物排放監(jiān)控位置
1燃煤鍋爐煙塵30煙囪或煙道
二氧化硫100
200(1)
200
400(1)
氮氧化物(以NO2計)100
200(2)
汞及其化合物全部0.03
2以油為燃料的渦爐或
燃?xì)廨啓C(jī)組
煙塵全部30
二氧化硫新建鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組100
現(xiàn)有鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組200

氮氧化物(以NO2計)
新建鍋爐100
新建鍋爐200
燃?xì)廨啓C(jī)組120
3以氣體為燃料的鍋爐或燃
氣輪機(jī)組
煙塵天然氣鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組5
其他氣體燃料鍋爐及燃料輪機(jī)組10
二氧化硫天然氣鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組35
其他氣體燃料鍋爐及燃料輪機(jī)組100
氮氧化物(以NO2計)天然氣鍋爐100
其他氣體燃料鍋爐200
天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組50
其他氣體燃料燃?xì)廨啓C(jī)組120
4燃煤鍋爐,以油、氣體
為燃料的鍋爐或燃?xì)廨啓C(jī)組
煙氣黑度(林格曼黑度)/級全部1煙囪排放口
(1)位于廣西壯族自治區(qū)、重慶市、四川省和貴州省的火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值
(2)采用W形火焰爐膛的火力發(fā)電鍋爐,現(xiàn)打循環(huán)流化床火力發(fā)屯鍋爐,以及2003年12月31日前建成投產(chǎn)或
通過建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報告書審批的火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值。


表2   大氣污染物特別排放限值
單位:mg/m3 (煙氣黑度除外)
序號燃料和熱能轉(zhuǎn)化設(shè)施類型污染物項(xiàng)目適用條件限值污染物排放監(jiān)控位置
1燃煤鍋爐煙塵全部20煙囪或煙道
二氧化硫全部50
氮氧化物(以NO2計)全部100
汞及其化合物全部0.03
2以油為燃料的渦爐或
燃?xì)廨啓C(jī)組
煙塵全部20
二氧化硫全部50
氮氧化物(以NO2計)燃油鍋爐100
燃?xì)廨啓C(jī)組120
3以氣體為燃料的鍋爐或燃
氣輪機(jī)組
煙塵
全部5
二氧化硫全部35
氮氧化物(以NO2計)燃油鍋爐100
燃?xì)廨啓C(jī)組50
4燃煤鍋爐,以油、氣體
為燃料的鍋爐或燃?xì)廨啓C(jī)組
煙氣黑度(林格曼黑度)/級全部1煙囪排放口
脫硝工藝

針對目前應(yīng)用成熟、且運(yùn)行穩(wěn)定的主流脫硝工藝分為:


①SNCR-選擇非催化還原技術(shù) ②SCR  -選擇性催化還原技術(shù) ③SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù) ④強(qiáng)氧化脫硝


各脫硝工藝對比:


SNCR脫硝工藝技術(shù)簡介

SNCR脫硝原理

SNCR技術(shù),即選擇性非催化還原技術(shù),它是目前主流的煙氣脫硝技術(shù)。在爐膛850~1150℃這一溫度范圍內(nèi)、無催化劑作用下,NH3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O2作用,據(jù)此發(fā)展了SNCR煙氣脫硝技術(shù)。在850~1150℃范圍內(nèi),NH3或氨水還原NOx的主要反應(yīng)為:


NH3為還原劑


尿素為還原劑