燃煤电厂环境保护措施探索及应用

燃煤电厂环境保护措施探索及应用

任帅帅

国家电投集团 河南电力有限 公司沁阳发电分公司，河南焦作 454150

摘要：我国以煤为主的能源结构加剧了大气污染，燃煤锅炉产生的颗粒物粒径小、化学成分复杂、形态结构多样，且在脱硝、除尘、脱硫等过程中，烟气中颗粒物存在系列变化，以气态排放的一次凝结颗粒物还会通过复杂的大气物理化学过程生成二次颗粒物。本文基于燃煤电厂环境保护措施探索及应用展开论述。

关键词：燃煤电厂；环境保护措施；探索及应用

引言

为实现我国“十四五”期间电力行业高质量发展，从环境管理的宏观层面建议，重点加强电力行业战略环评的有效性与指导性。强化“十四五”生态环境规划与火电行业“十四五”环保规划的协同性与针对性，深化能源消费与煤炭消费领域政策环评的导向性与决策性。从更加宏观的高度全面考虑不同区域资源环境的承载力，重点考虑长江流域、黄河流域的大保护与大治理，合理考虑国家级城市群及经济圈高质量发展中的生态文明建设，在此基础上开展电力结构和布局的进一步优化，以实现国家资源的最优化配置。

1 超低排放协同控制技术

（1）建立NOx波动量前馈预测+闭环反馈的自适应控制策略，实现对脱硝喷氨量的稳定控制。在满足脱硝效率和限制氨逃逸基础上优化降低氨用量，提高控制精度和响应性，避免由于锅炉负荷变化导致的氨量浪费。（2）建立自优化前馈―模糊串级控制策略。自优化前馈通过在线梯度下降法对SO2浓度、锅炉负荷、石灰石浆液密度各尺度变化因子进行优化计算，作为前馈调节信号；模糊串级控制中，内环PID控制流量，外环模糊控制pH，实现对pH的稳定控制和供浆量的优化调整，节约脱硫剂的消耗量。制定吸收塔液位控制策略，提高吸收塔的液位控制，降低脱硫系统的水耗。（3）建立除尘节能策略。在满足粉尘排放的基础上，制定锅炉负荷、烟尘浊度与电场特性分析等多参量的闭环控制策略，自动进行工况分析，优化高、低压设备的控制模式，节约设备运行能耗。（4）建立全工艺过程粉尘协同控制策略。通过深入了解各系统清灰装置的清灰机制、清灰时序和清灰过程，以及上下游各清灰装置间的关系，制定脱硝吹灰、低温省煤器吹灰、电除尘器末电场振打、湿法烟气脱硫装置预喷淋及除雾器冲洗的协同优化控制机制。

2选择节能环保设备

锅炉是发电厂发电机组中的重要核心部件，因此在选择时也可以选择具有节能效果的发电锅炉。具体而言，在燃煤电厂建立初期，可选择采用具有低碳燃烧技术的燃烧锅炉。可实现绝大多数循环流化床锅炉NOx排放低于120～200mg/Nm3。需要选择分离器上部烟气出口部件有中心筒的锅炉，选取合理的直径及插入深度，做偏圆心设计，控制合理的阻力，提高捕捉颗粒的能力。分离器筒体做蜗壳式改造，提高分离效率。炉膛出口通过优化达到合理出口尺寸，控制出口烟气流速。通过合理的烟气流速的选择，控制分离器的烟气阻力在1300~1500Pa左右，分离效率99.5%以上，循环倍率在15~25之间，从而降低引风机电耗并增加锅炉负荷。技术的创新能够直接影响到节能减排事业的发展，在发电厂核心机组的选择与安装过程中应该尽可能地选择带有节能环保特点的机器，从源头上降低污染物的排放。源头决定着质量的高低，决定着后续的节能减排事业的难度，因此应该从根本上提升技术支撑，大力投入，从技术上提升锅炉装备的制造水平，将锅炉制造从以往的高产能、高能耗向像高产能、低能耗、低污染转变，只有这样才能够更好地推动我国燃煤电厂发电行业的发展，推动国家绿色经济的发展，真正实现“绿水青山就是金山银山”的号召与国家发展理想。

3持续提高锅炉燃烧效率

为降低燃煤消耗、减少污染，应采取有效措施提高燃煤电厂锅炉的燃烧效率。具体工作中，应节约锅炉的燃油消耗，在锅炉点火前的24h，对锅炉底部进行预热，将锅炉内水温提前加热到100℃，由此，有效降低机组的启动时间，提高锅炉的燃烧工作效率。燃烧效率的计算公式为η=W/（m·q）或η=Q/（m·q），公式中，W为有用功,Q为吸热，m·q为煤炭收到基低位发热量。由此，提升锅炉内煤炭燃烧的有用功W和吸热Q是提升燃烧效率、降低污染的关键。工作中，可加强锅炉的综合管理，重点关注锅炉的漏粉与漏风问题，并且根据行业标准，对锅炉内的添加量进行控制，必要时可增加吹灰系统，通过合理的控制措施，确保锅炉在正常的工况条件下安全稳定运行，为煤炭的高效燃烧准备坚实基础。

4运行策略及效果

（1）防腐蚀的措施，在我国部分省份，因为大气温度低，对整个机组破坏力最大的是烟气在低温下存在的结露情况，造成冷端腐蚀。在此类腐蚀过程中，重要的是保护机组金属部分不受到腐蚀，如果烟气的温度高于零点，可以确保机组金属接触到烟气的位置不受腐蚀，但未接触到烟气的金属部分可能会受到腐蚀。由于烟气中含有大量成分的高硫，而高硫又恰好决定着硫酸的露点，此露点的温度比进料口的温度高，在很大程度上满足以上情况，但是也加剧了节能管外侧的腐蚀，导致节能管自身变薄，内部不能满足压力的要求。为有效避免上述问题的发生，需要将低温省煤器出口烟的温度控制在恒温范围内，当此温度保持一段时间后，此时需要将温度逐渐降低，控制在90℃左右，这样可对电除尘机器及其他元器件进行检查维护。（2）优化电除尘输灰及震荡策略，在锅炉电除尘器前加装换热器后，可以使被排出的烟温度下降，根据烟尘自身特性，随着温度的下降自身电阻值也会下降，提高了其除尘的效率。但其在电场震打作业下，因烟尘容易产生荷电的性质，造成与阳极互相排斥，更容易被震荡下来。最重要的是安装低温省煤器后，烟尘自身的电阻值得到降低，使得电除尘的效率进一步得到提高。（3）运行效果，根据本文所述，述加装低温省煤器后，整个系统在运行一定时间后，对低温省煤器进行检查维护，发现除整个机组部分积累一定的灰尘以外，其余地方基本未发现灰尘，而发现灰尘的主要地方是设备高低温段中间地带，收到的效果还是比较明显的。

5健全节能环保制度体系

现阶段，燃煤电厂的环保技术主要是对有害气体进行处理，并且对燃煤电厂相关设备和装置进行升级与完善，注重利用先进的科学技术，例如，信息化监控技术，加强污染物排放监测。为实现这一目标，需要在燃煤电厂日常管理中健全节能环保制度体系，在污染物生成、处理和排放等各阶段加强制度建设，以此提升环保技术的应用效果，为燃煤电厂的环保高质量发展做出有益贡献。此外，针对目前燃煤电厂环保节能技术应用不合理问题，应加强管理和控制水平，尤其是在锅炉系统使用和维护，对于落后的设备仪器应及时淘汰和更新，致力于在健全的节能环保制度体系下，对燃煤电厂发电设备进行优化设计，促使燃煤电厂运行规范化和节能环保化。

结束语

为响应国家的环保号召，改进燃煤电厂发电技术，进一步提高燃煤电厂节能减排方式与方法是迫在眉睫的举措。因此，在燃煤电厂节能减排举措的实施过程中更应该坚持以环境保护为根本目标，保障人民生产生活为主要依据进行完善的、多角度的技术改进与策略推动。

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