中国火电大气污染防治现状及挑战

在对中国火电厂大气污染物排放标准的发展历程进行回顾与总结的基础上,分析不同阶段排放标准或要求对中国燃煤电厂大气污染控制技术发展的推动作用及其产生的环境效果,特别是超低排放。目前中国火电行业大气污染物控制处于超低排放阶段,燃煤电厂大气污染防治技术处于国际领先水平,烟尘、SO₂、NO_x三大常规污染物排放浓度实现了燃煤发电与燃气发电基本同等清洁。尽管如此,中国火电环保在CO₂控制、常规大气污染物进一步减排、湿法脱硫对生态环境的影响、危险废物废弃脱硝催化剂的处置、非常规污染物的控制、烟气治理设施的运行优化等方面仍然面临诸多挑战,提出了需要研发的重点领域及相应目标。     

垃圾焚烧炉联手燃煤机组发电更清洁

正哈电集团研发的一项新技术让垃圾联手燃煤变身为清洁能源。新模式下垃圾焚烧发电效率比传统垃圾发电提效31.6%,更加节能环保。近日,"燃煤耦合垃圾发电技术"通过了国家能源局组织的专家评审。经查,哈电集团自主研发的垃圾焚烧与大型燃煤机组耦合发电技术路线为国际首创,是国内首个通过评审的燃煤耦合垃圾发电技术,标志着哈电集团走在行     

城市废弃物前置干燥炭化技术在污泥耦合发电中的大型化工业实施

针对城市绿色发展的废弃物处置问题,利用燃煤电厂优势条件,研发了城市废弃物前置干燥炭化技术,即利用燃煤锅炉高温烟气,在一体化处理机中对废弃物进行一体化处置,全组分产物经密闭管道输送至高温炉膛进行焚烧,实现了燃煤电厂对城市废弃物的资源化及无害化处置。该技术在污泥耦合发电项目上进行了大型化工业应用,一期项目污泥处置能力250 t/d,二期项目将提升至500 t/d。系统投运后,锅炉主辅机运行参数正常,锅炉污染物排放指标均满足环保要求,处置过程无臭气及有机臭水。第三方测试结果表明:掺烧污泥后,锅炉效率下降约0.298百分点;不同机组负荷下掺烧污泥时,锅炉烟气中的二噁英排放质量浓度无明显差别。     

太阳能塔式聚光集热系统与燃煤发电耦合设计

选取塔式水工质太阳能聚光集热系统,与常规火电机组锅炉给水和凝结水系统相耦合,替代高、低压加热器部分功能,构建太阳能光煤互补协同发电系统,该耦合方式是基于提效不增容的前提对系统进行优化设计及经济性分析,即减少汽水系统回热蒸汽量,降低主蒸汽流量,减少燃煤量,以提高机组运行效率,减少污染物排放,实现清洁能源综合利用的目的。该系统为其他光煤耦合系统负荷的选取以及系统设计提供了依据。     

燃煤电站锅炉烟气污染物一体化协同治理技术

针对燃煤电站污染物排放日益严重的问题,提出了燃煤电站锅炉烟气污染物一体化协同治理技术,即对单一污染物,采取多设备协同治理,设备设置和系统参数一体化考虑,从整体的角度对各环保设备的工程设计及运行进行优化。实际工程应用表明,采用烟气污染物一体化协同脱除技术是实现燃煤电站烟气超低排放的有效途径。     

燃煤机组耦合污泥发电技术

针对我国大量城镇污泥处理面临的难题,分析了污泥干化技术及干化污泥煤质指标,介绍了污泥直接掺烧、烟气直接干化污泥和蒸汽间接干化污泥耦合发电等3种燃煤机组耦合污泥发电工艺,认为燃煤机组耦合污泥发电技术是城镇污泥减量化、稳定化、无害化和资源化处理的有效途径,其工艺的选择应针对具体的污泥掺烧量、掺烧要求、机组匹配性等进行。只要污泥掺烧比例控制在10%以内,燃煤机组可以掺烧污泥燃烧,而且锅炉运行稳定,飞灰大渣品质变化不大,污染物及重金属排放达标。     

征稿启事

正"超/超超临界燃煤锅炉特性、运行与改造"专题征稿启事超超临界燃煤发电技术是目前世界上成熟、先进、高效的发电技术。发展超超临界燃煤机组不仅可以提高机组热效率,降低发电煤耗,而且可减少CO_2和其他大气污染物的排放。超超临界燃煤发电机组在效率、容量、可靠性、设备     

燃煤电厂城市废弃物前置干燥炭化处置技术小型化工业应用

针对城市绿色发展面临的废弃物处置问题,利用燃煤电厂优势条件,研发了城市废弃物前置干燥炭化技术,实现了燃煤电厂对城市废弃物的资源化及无害化处置。通过抽取煤粉锅炉高温烟气在一体化处理机中对废弃物进行一体化处置,全组分产物经密闭管道输送至高温炉膛进行焚烧,焚烧产生的大气污染物经锅炉尾部环保设施高效脱除实现超低排放。炉膛1 300~1 500 ℃高温条件遏制了废弃物焚烧过程中二噁英类物质生成,并将废弃物化学能向电能的转化效率提高至37%~42%。该技术在污泥耦合发电项目上进行了小型化工业应用,结果表明:污泥处置能力达100 t/d,整个处置过程无臭气及有机臭水产生,处置污泥期间锅炉主辅机运行参数均正常;掺烧污泥前后,锅炉效率下降约0.05百分点,烟囱入口烟气中二噁英及粉煤灰中的重金属均无明显差别。     

电站锅炉炉膛喷射钙基吸着剂烟气脱硫技术

<正> 中国能源总耗量中煤占70%,发电是以燃煤的火电厂为主,据统计,中国每年排入大气的污染物中,SO_2的87%,NO_x 的67%,尘的79%和CO 的71%来自煤燃烧,中国的大气环境是典型的煤烟型污染,燃高硫煤的地区,酸雨的危害十分严重,控制燃煤烟气SO_2的排放量迫在眉睫,中国电站燃煤2.24亿吨/年,其SO_2排放量占燃煤SO_2排放总量的1/4左右.为经济合理地开发利用中国丰富的煤炭资源,大型煤粉锅炉仍将是火力发电的主力机组,因此寻求适合中国国情的电站锅炉燃煤烟气脱硫技术是具有十分重要意义的.     

电站锅炉尾部烟气余热回收与梯级利用系统特性分析

燃煤电站锅炉实际运行排烟温度一般在130~150 ℃,进一步回收烟气余热有利于降低发电煤耗,减少污染物排放。针对电站锅炉尾部不同位置烟气参数不同的情况,设计了安装在空气预热器后及湿法脱硫装置后的两级热交换器余热回收系统,并结合330 MW燃煤电站锅炉,分析了不同负荷下,两级热交换器的换热量、冷凝水量、两侧介质静压差及发电标准煤耗降低值的变化情况,同时监测了二级热交换器前后烟气中固体颗粒物含量。结果表明：一级热交换器的换热量明显高于二级热交换器,烟气中水分主要在二级热交换器冷凝;标准煤耗降低值高达3.09 g/（kW·h）;同时烟气经过二级热交换器后固体颗粒物含量明显降低。为燃煤电站锅炉尾部烟气余热回收利用提供了参考。     

循环流化床垃圾焚烧炉混烧羊毛脂废料试验研究

以生活垃圾和煤混烧的400 t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉为依托,对某大型生物医药公司的羊毛脂废料进行混烧的工业试验,了解混烧该废料对垃圾焚烧炉燃烧稳定性、炉膛温度、锅炉尾部常规污染物排放及飞灰含碳量的影响,以研究羊毛脂废料代替燃煤作为垃圾发电辅助燃料的可行性。试验表明,随着羊毛脂废料掺混量的增加,煤的添加量随之下降,烟气中的烟尘浓度,CO和SO2含量以及飞灰含碳量均有所下降;NO含量随掺混量的增加而增加,N2O随掺混量的增加而减少;HCl含量受掺混量影响不明显。随床温升高NO排放增加,CO排放下降,SO2和HCl浓度基本不变。试验表明循环流化床垃圾焚烧锅炉对羊毛脂废料具有良好的适应性。     

生物质气化耦合发电提升燃煤机组灵活性分析

为提高风能、太阳能等可再生能源的消纳能力,提升火电机组的运行灵活性显得尤为重要,而利用生物质与燃煤机组进行耦合发电是改善机组燃料灵活性的重要途径。本文介绍了目前生物质与燃煤机组耦合发电方案的特点,对生物质气化耦合发电提升燃煤机组灵活性的技术可行性进行了分析,并以某330 MW机组建设20 MW生物质气化耦合发电项目为例,分析了生物质气化耦合发电对燃煤机组锅炉效率、受热面安全、催化剂性能和烟气脱硫系统等的影响。结果表明:少量掺烧生物质气后锅炉效率有所下降,烟气量略有增加,但原锅炉的烟风系统和减温水系统仍能满足需求;对受热面的腐蚀和烟气脱硫系统影响较小;进入锅炉中的K含量增加较为明显,对催化剂的活性会造成不良影响。建议根据生物质碱金属量将生物质的热量输入比例控制在10%以下。     

内燃机余热与燃煤机组复合热力系统的利用特性研究

为提升内燃机与燃煤机组耦合的高灵活性发电系统的能量利用效率,提出了内燃机与燃煤机组相复合的新型热力系统。通过将内燃机烟气和冷却水余热输入燃煤机组热力系统,从而降低燃煤机组发电煤耗率。采用EBSILON软件对复合系统进行建模,以燃煤机组汽耗率和热耗率为评价指标,分析了不同复合方案下燃煤机组的热经济性。结果表明：通过将内燃机余热复合进燃煤机组热力系统,可显著降低燃煤机组的热耗率和汽耗率;内燃机烟气余热复合位置越靠近锅炉,参与烟气换热的给水和凝结水比例越小,机组热耗率、汽耗率越低;当烟气余热一部分加热高压加热器给水,另一部分加热低压加热器凝结水时,分配到给水的余热越多,机组热耗率、汽耗率越低;优化后的内燃机与燃煤机组复合热力系统,热耗率最多可降低6.62%。     

燃煤电厂锅炉超净排放技术改造探讨

为减少大气污染物的排放,确保燃煤发电的清洁高效,在役机组进行了大量的环保技术改造,重点地区燃煤电厂的污染物排放浓度有了更高的要求,达到燃机排放标准成为一种方向和目标.简要叙述燃煤电厂大气污染物治理的技术路线,分析深度治理方案的选择,以及需要采取的相应完善措施.     

燃煤电站烟气超清洁排放技术路线研究及应用

国内燃煤电站的烟气排放标准日益严格,通过调研国外电厂先进的烟气排放控制技术路线及应用现状,分析国内现有电除尘器、低氮燃烧技术、SCR装置和脱硫系统的设备性能、技术水平及研发能力,结合我院承担的多个燃煤电站烟气超清洁排放技术工程应用设计案例,提出了燃煤电站烟气超清洁排放3个阶段的目标及技术路线,为中国未来燃煤电站烟气排放技术进行了规划展望。     

循环流化床锅炉燃煤耦合污泥技术研究与展望

循环流化床（CFB）锅炉燃料适应性广,可实现炉内脱硫,是燃煤耦合污泥技术工业化应用的最佳炉型之一。本文从燃烧工况、污染物控制与排放、数值模拟等方面对CFB锅炉燃煤耦合污泥进行了综述研究。现有研究和工业应用实例表明:将机械脱水污泥经尾部烟气余热或低品位蒸汽炉外干燥后,与煤、生物质、垃圾等混合燃烧,是较为推荐的掺烧方法;针对不同种类、不同来源的污泥,掺烧比例不宜大于30%;炉膛床温最佳控制温度约900 ℃,这有助于减缓CFB锅炉高温结渣;一般情况下,掺烧污泥对于SO2和NOx排放的影响有限;针对污泥掺烧过程中的二噁英问题,可从燃料源头和燃烧中、燃烧后角度采取控制措施;烟气中重金属排放随着污泥掺烧量的增加而明显增加,因此飞灰需进一步处置后方可再利用。总体而言,CFB锅炉燃煤耦合污泥技术既能回收能源又能最大程度地减量化,具有广阔的发展和应用前景,采用现有污染物脱除设备可实现燃煤耦合污泥污染物达标排放,但相关的CFB锅炉整体数值模型尚未出现或有待完善。     

城市污泥资源化处置在大型电站锅炉的应用与分析

火电追求清洁高效发电,城市污泥的处置追求减量、无害和资源化,在大型电站锅炉上掺烧污泥可以实现两者的有效结合,目前国内外的有关研究大多集中在条件苛刻的实验室中进行,所得实验结论不能有效指导运行人员操作,也不能为污泥处理工程有关设计所借鉴。开展大量实际现场试验,对掺烧锅炉进行优化调整,得出污泥掺烧对锅炉的污染物排放特性和经济性的变化规律,为污泥掺烧提供有价值的参考,实现了清洁高效发电和城市污泥资源化处置的双赢。     

燃煤电站耦合生活垃圾发电技术研究

燃煤电站耦合生活垃圾发电能够在低成本处理生活垃圾的同时实现碳减排,是燃煤电站重要的发展方向之一。本文详细介绍了我国生活垃圾的特性及处理现状,生活垃圾耦合发电模式,并分析了耦合发电对燃煤机组制粉及燃烧系统、运行安全性、煤耗、环保特性和碳排放的影响。结果表明:若生活垃圾重金属及Cl含量低、耦合比例小（低于10%）,建议选择直接耦合发电;若生活垃圾重金属及Cl含量高、耦合比例大,建议选择间接耦合发电;并联耦合发电虽然不存在政策风险,但经济性最差;指出生活垃圾耦合发电目前存在缺乏相应的标准规范以及政策支持力度不够等问题。     

燃煤机组大比例直接耦合生物质发电对机组影响研究

燃煤机组耦合生物质发电能够大幅度提高生物质的利用效率,降低机组碳排放,是今后燃煤机组实现碳减排的重要途径。本文针对某电厂300 MW等级燃煤机组,以能量守恒定 律为基础,通过锅炉热力校核计算,分析了机组在不同工况下大比例直接耦合生物质发电对燃煤机组的影响。结果表明:大比例直接耦合生物质发电后,原有受热面布置基本能够满足换热需要;减温水量增加,锅炉热效率下降0.14百分点~2.69百分点,可减排CO2约121.2万t;引风机需要进行扩容改造,对受热面腐蚀、脱硝、除尘和脱硫系统均会有不利影响,需要采用专门措施确保机组的安全运行。     

生物质气参数对燃煤耦合生物质发电机组影响研究

为了掌握掺烧生物质气对燃煤耦合生物质发电燃煤机组运行参数的影响,针对某电厂300 MW等级燃煤机组,以能量守恒定律为基础,通过锅炉热力校核和机组热力系统计算分析了机组在BMCR、75%THA、50%THA和30%THA工况下,掺烧生物质气后燃煤机组的锅炉热效率、发电煤耗、烟气温度和烟气量等参数的变化。结果表明:掺烧生物质气会导致锅炉热效率下降,燃煤消耗量减少,理论燃烧温度降低,排烟温度升高和烟气量增大,变化幅度均随着生物质气掺烧量的增加而增大;建议掺烧生物质气的温度低于500 ℃,全负荷热量输入比小于20%。