燃煤电厂烟气除尘系统技改前期工作要点分析

惠润堂，李志强，金定强，肖宝恒，申智勇，叶毅科

(国电环境保护研究院，江苏南京 210031)

燃煤电厂烟气除尘系统技改前期工作要点分析

惠润堂，李志强，金定强，肖宝恒，申智勇，叶毅科

(国电环境保护研究院，江苏南京 210031)

国家“十二五”期间将严格控制烟尘的排放。在相关研究成果及工作经验的基础上，介绍了火电厂烟气除尘技改主要前期工作，并对其中的要点、注意事项及同步改造工作进行分析探讨，以期避免前期工作缺陷，为更好地开展烟气除尘技改工作提供借鉴。

烟气除尘;前期工作;要点

0 引言

我国以燃煤为主的能源结构将长期维持，根据火电发展和燃煤增量的预计，我国燃煤锅炉用煤量2015年将达到17.5亿t，2020年将达到19.5亿t。按目前的控制水平，到2015年火电烟尘排放量将达到544万t，2020年达到642万t，我国燃煤锅炉粉尘污染治理任然任重道远［1］。最近我国中东部及大气污染严重的地区出现了持续的雾霾天气，引发了全社会对大气环境污染的关注，特别是对人体造成严重危害的PM2.5成为人们关注的焦点。根据最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)，2014－07－01前，现役火电机组将执行新的污染物排放限值，其中烟尘排放浓度为30mg/m3(重点地区烟尘排放浓度为20mg/m3)。在强大的社会舆论和国家环保法律法规的双重压力下，火电厂烟气除尘技改工程的建设必将爆发式增长。

同时按脱硫实行补贴电价的政策要求，下阶段火电机组取消脱硫旁路也将成为必然，为了机组的安全可靠运行，对上游烟尘治理装置提出了更高的要求。根据国电环境保护研究院对现役机组除尘装置运行现状普查及存在问题的分析，结合已完成的机组除尘技改可行性研究、招标文件等前期工作经验，我们认为科学充分的烟气除尘技改前期工作将是整个燃煤电厂除尘技改工程进度和质量保证的关键，能够为除尘装置长期稳定达标投运提供保证。

1 除尘技改前期工作

燃煤电厂烟气除尘技改的前期工作主要包括环境影响评价、现役除尘脱硫装置的评估、除尘系统改造的可行性研究以及招标文件编制等，其中以可行性研究为核心。

有些单位在前期除尘工作中，委托不具备资质的除尘设备企业直接进行方案设计而不进行系统可行性研究，在基础参数确定，方案比选，系统设计等方面难免存在偏见和隐患，应引起重视。

1.1 环境影响评价

环境影响评价是由业主单位委托有资质的环评单位承担。对拟开展的除尘工程建设项目实施后，可能对环境产生的各种影响进行识别、预测和评估，提出控制措施，从而把对环境的不利影响减少到最低程度的评价活动。由于烟气除尘是整个电厂环保的重要部分之一，烟气除尘的环评工作一般是包含在电厂整体环评内。除尘改造需要对环评工作进行补充完善。

烟气除尘环评批复中一般均明确烟尘的排放总量、排放标准、除尘方式以及除尘效率，环评批复文件是从事除尘可行性研究的重要依据。

1.2 现役除尘脱硫装置的评估

现役除尘装置的评估是指由业主委托有资质的咨询单位对除尘装置的性能、设计容量、对目前运行工况的适应性等做出公正、科学的评价。

现役脱硫装置的评估是指由业主委托有资质的咨询单位对脱硫后烟气中是否携带石膏，烟囱是否有“石膏雨”现象出现等做出公正、科学的评价。

上述两个评估可以以技术服务或环保设备性能检测与评价方式实现，也可直接委托除尘技改可研编制单位来完成，为下一步的除尘系统可行性研究创造条件。

1.3 除尘系统技术改造可行性研究

1.3.1 可行性研究的任务及重要性

除尘系统技术改造可行性研究是指由业主委托有资质的咨询单位，对除尘改造项目的可行性进行论证，并编制可行性研究报告。

除尘系统技术改造可行性研究的主要任务包括:对现有除尘系统的运行状况进行全面了解、进行充分收集资料、分析和现场调研;对除尘改造项目建设的必要性、实施的可行性、技术的可靠性以及经济的合理性进行多方面的综合的分析论证，在多方案比较时，重点是考虑长期、安全、可靠地运行，提出最适合业主实际的推荐方案。可行性研究是除尘改造工程建设前期工作的核心，在可行性研究阶段，除尘改造工程采用的工艺方案、基础参数、辅助改造工程、工程投资等均须基本确定。可行性研究的成果，将直接影响到有关部门的决策。

1.3.2 可行性研究主要研究依据

除尘系统技术改造可行性研究的主要研究依据包括以下几点:(1)环境影响评价报告、项目建议书及其批复文件;(2)国家和地方的经济和社会发展规划、行业部门的发展规划;(3)有关法律、法规和政策;(4)有关部门发布的工程建设方面的标准、规范、定额;(5)厂(场)址的自然、经济、社会概况等基础资料;(6)编制《报告》的委托合同;(7)其他有关依据资料［2］。

1.3.3 可行性研究的主要工作过程

除尘系统技术改造可行性研究是业主委托有资质的咨询单位来完成，主要工作过程如图1所示。

图1 除尘可行性研究工作流程［2］

1.4 除尘系统技术改造招标文件编制

除尘系统技术改造招标是建设项目业主选择实施者的过程，由于烟气除尘技改工程技术含量高、工作量大、涉及面广、时间紧、技术管理难度比较大，需要整体协调的工作比较多，因此适宜采用工程总承包(EPC)等模式进行建设。招标文件的编制要以通过审查的可行性研究及其批复为依据。

2 除尘技改前期工作要点分析

2.1 摸底测试工作

在目前国情条件下，火电机组燃煤普遍存在不稳定性，表现为煤源杂、掺烧、灰分大等特点，因此在除尘技改前期工作中须对机组有代表性的工况进行摸底测试，以检验现役除尘装置的适应性以及对基本参数的确定提供支撑依据。测试参数包括设备运行状况、烟气量(标干态和工况)、烟气成分参数(氧量、压力、烟温、SO2、NOx、烟尘等)以及烟气系统阻力(现有引风机实际出力)。

2.2 除尘技术方案的分析确定

目前电除尘技术、电袋复合除尘技术以及袋式除尘技术在我国火电行业都已成熟。由于历史的原因，尤其是近几年电除尘新技术的不断发展，如移动极板技术、低温技术、双区电除尘技术、电凝聚技术和新型电源等［3－4］，扩大了电除尘对粉尘的适应范围，提高了对为细粉尘的捕集能力，而且电除尘平时的维护管理都比较方便，维护费用相对比较低，所以目前我国的燃煤电厂仍然以采用电除尘为主。但有些情况下，如燃用准格尔煤和一些地区的含高铝、高硅、低钠等比电阻高的煤种，实践证明采用电除尘很不适宜，必须采用袋式除尘或电袋复合除尘。对于适合电除尘的煤种而言，宜采用常规电除尘技术加其他辅助技术相结合改造技术路线;对于不适合电除尘或电除尘很难收尘的煤种，可采用电－袋复合除尘或袋式除尘技术路线，可研报告应对可选方案进行综合技术经济分析比选确定。

近年来，国内燃煤火力发电除尘行业推出了烟气深度净化装置，在湿法脱硫后对烟气进行深度处理，进一步降低烟尘及其他污染物的排放。该技术路线适合烟气中携带石膏(或有“石膏雨”)、现役除尘装置性能较好，烟尘排放超标不大的燃煤机组。

2.3 除尘设计参数的选取

按新标准要求，目前绝大多数除尘装置都面临改造，一方面是由于燃煤煤质的变化带来了影响;同时另一方面是由于当初设备设计容量、性能指标的标准较低。因此，对于除尘技改设计输入的基础参数要科学合理的选取。

通常，在除尘技改设计中，考虑到燃煤煤种的波动、装置性能的下降等因素，会对包括烟气量、比集尘面积(或过滤风速)、电场风速等设计参数考虑合理的余量［5］。

2.4 招标文件的注意事项

目前除尘技改工程的建设通常采用EPC总承包的模式进行，以前燃煤火力发电厂电除尘主要以保证效率为考核目标，对出口烟尘排放浓度控制相对较少，随着标准要求的提高，除尘考核指标要做相应的调整，主要表现为以下几个方面:

(1)除尘效率的要求。招标文件中应当明确除尘效率的要求。除尘效率应当根据实际排放浓度及执行的排放标准确定，同时要满足总量要求。

(2)除尘改造方案的要求。招标文件中应当明确除尘改造方案和范围，方案必须是可研报告审查通过的改造方案，同时要有一定包容性。

(3)主要设计参数的要求。招标文件中应当明确除尘改造的主要设计参数，例如除尘器入口烟尘浓度、出口烟尘排放浓度、烟气温度、比集尘面积、电场风速、过滤风速等关键指标，招标文件中应当有明确的要求。

3 除尘系统其他设备的改造工作

3.1 输灰系统改造问题

目前，燃煤电厂输灰系统普遍采用气力输灰，在除尘技改中，应根据设计参数的变化对现有输灰系统进行评估，主要评估系统出力、输灰逻辑、管道布置等。根据评估结果进行相应的改造，改造时建议系统的最大出力按实际输灰量的2倍考虑，同时压缩空气耗量也应留有足够裕量。

3.2 引风机改造问题

根据《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)中对烟尘、SO2及NOx的排放限值要求，几乎所有的现役燃煤电厂均需进行脱硫、脱硝及除尘技改。因此，整个火电厂的大气污染物处理设施的技改需同步考虑，统筹安排。

作为火电厂整个烟风系统的关键点，引风机改造不仅要求考虑克服原烟道系统阻力、新增脱硝阻力、除尘改造新增阻力、原脱硫系统阻力以及脱硫系统改造新增阻力。同时引风机改造也要求能够为除尘改造预留布置空间。

4 结语

由于某些单位对除尘改造前期工作的重要性及工作要点认识不足，在一些除尘技改工程中出现了一些弊端，造成了一些难以挽回的损失。因此，除尘技改前期工作，特别是在除尘可行性研究和招标文件实际编制过程中，很多细节方面需要注意，可行性研究要准确分析确定基础数据，合理确定工艺方案及技术参数，招标文件技术要求要明确、全面，防止在今后的评标以及工程建设过程中产生不必要的麻烦和问题，提高除尘技改工程建设质量、保证装置的性能。

［1］陈丽艳，谢小杰，廖增安，等.电除尘器如何满足低排放研究报告［C］.第14届中国电除尘学术会议论文集.2011.

［2］韦飞，惠润堂.燃煤电厂烟气脱硝前期工作要点［C］.清洁高效燃煤发电技术协作网2011年会论文集.西安:2011.

［3］李庆，孟庆庆.基于污染物排放新标准的除尘器技术改造［J］.华北电力技术，2012，(6):66－70.

［4］郦建国，舒英钢，朱建波.适应新烟尘排放标准的电除尘集尘技术［J］.石油石化节能与减排，2012，2(4):35－41.

［5］《燃煤电厂电除尘器选型设计指导书》编写组.燃煤电厂电除尘器选型设计指导书［M］.中国环境保护产业协会电除尘委员会: 2010.

Main ideas of earlier stage works for flue gas dust of coal－fired power plant

The national“12th Five－Year”period w ill strictly control the em issions of gas dust.It introduces the main prelim inary work of the technical innovation of flue gas dust removal in the therma l power p lant based on the related research and work experience.Analyzes its precautions and collaborative works to avoid prelim inary work defects.It provide a reference to better carry out the flue gas dust technological transformation.

flue gas dust;prelim inary work;key point

X701.2

:B

:1674－8069(2015)02－039－03

2014-11-17;

:2015-01-12

惠润堂(1963-)，男，陕西渭南人，教授级高工，主要从事火电厂环保工程设计、科技研发等工作。E－mail:huiruntang@ vip.163.com

取消旁路后现有脱硫机组安全运行应用技术(RL2012005)