低低温高效燃煤烟气处理工艺在粤电大埔电厂的示范应用

廖增安， 罗如生，林琪超，林 翔，谢庆亮

(福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000)

低低温高效燃煤烟气处理工艺在粤电大埔电厂的示范应用

廖增安， 罗如生，林琪超，林 翔，谢庆亮

(福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000)

简要阐述了严峻的大气形势以及超低排放路线多样化的现状，介绍了低低温高效燃煤烟气处理工艺的来源、组成、优势等内容。以粤电大埔电厂为实际应用案例，说明了改进优化的低低温高效燃煤烟气处理工艺在大型燃煤机组的示范应用效果是显著的，该工艺具有较好的推广空间，也将成为未来主流的炉后烟气治理工艺。

低低温；大埔电厂；示范应用

0 引言

近年来，京津冀地区和长三角地区的雾霾问题频发，人们的环保意识逐步提升，燃煤电厂作为煤炭消费的主要用户及大气污染物的主要来源，成为了国家重点管控对象。2011年7月环境保护部颁布了《火电厂大气污染物排放标准》[1]，对于火电厂的大气污染物排放提出了严格的要求，对重点控制地区，要求烟尘排放限值20mg/m3。2014年9月，国家发改委、环境保护部、国家能源局联合发布《煤电节能减排升级与改造行动计划》[2]，该计划更是提出燃煤电厂近燃气机组洁净排放的要求。

虽然我国一直在调整国家的能源结构，煤炭占一次能源的比重持续下降，但是我国以煤炭为主的资源结构在短期内仍无法发生实质改变[3]，煤炭燃烧的污染物依然将会是未来我国大气污染物的主要来源。随着国家和地方对于超低排放的政策相继出台，燃煤电厂大气污染物的超低排放升级改造仍是

今后电力环保行业的重点方向[4-5]。而目前，炉后烟气治理路线或者超低排放路线多样化，选择一项高效经济综合性的排放路线成为了燃煤机组大气污染物治理的首要任务。

1 低低温高效燃煤烟气处理工艺简介

1.1 工艺来源

国内学者[6]2009年提出低低温高效烟气处理的概念并简单介绍了低低温高效燃煤烟气处理工艺的来源，低低温高效燃煤烟气处理工艺源于日本不断提高的环保要求，日本三菱公司率先开发配套无泄漏管式水媒体加热器(MGGH)技术的低低温高效烟气处理技术，工艺如图1所示 。

图1 日本低低温高效燃煤烟气处理工艺流程

低低温高效燃煤烟气处理工艺因具备高效除尘、节能、节水、消除烟囱 “尾翼”视觉污染等综合优点在日本火电机组得到大力推广。初步统计，目前在日本配套低低温高效燃煤烟气处理工艺的燃煤发电机组容量已达到了6500MW。国内环保行业者[7]也较早关注到该工艺，并结合中国实际燃煤机组情况，提出了适用于我国的低低温高效烟气治理工艺。具体工艺如图2所示。

图2 新型低低温高效燃煤烟气处理工艺流程

1.2 工艺特点及优势

(1)除尘提效，节能减排。本工艺LGGH的前级换热器使低低温电除尘器进行高效烟气处理的运行温度降为90℃左右，处于低低温状态，和常规运行温度(120～150℃)比较起来，低低温状态下粉尘的比电阻降低, 利于除尘提效。同时由于烟气温度降低，低低温除尘器处理的烟气体积流量减少，在相同除尘器规格下可进一步提升除尘效率，减少粉尘排放。同时烟气流量下降，引风机电耗下降，进而实现除尘提效，节能减排的功效。

(2)有效脱除SO3，缓解下游设备腐蚀。低低温高效燃煤烟气处理工艺中烟气处理温度降低至酸露点以下，SO3可以转化为H2SO4并冷凝，由于除尘器入口含尘浓度高，灰粒多，因而总表面积非常大，为H2SO4附着冷凝提供良好的条件，附着H2SO4的粉尘颗粒在低低温除尘器中被收集。相关研究表明，灰硫比(D/S)大于100，烟气中的SO3去除率可达到95%以上[8]。

(3)节约脱硫水耗、提高脱硫系统效率。低低温烟气处理工艺将脱硫的入口烟温降低至低低温状态，相较常规运行温度降低约30～40℃，烟温降低将有效降低脱硫水耗，降低洗涤浆液温度，提高脱硫效率。同时，低低温电除尘器高效除尘还有利于脱硫系统石膏品质的提升，因为烟气灰尘过多进入石膏中，其脱水性能下降，将影响石膏品质[9]。

(4)煤种适应性好、经济性高。低低温高效燃煤烟气处理工艺主动地去改变烟气特性以进一步提高设备的工作效果，煤种适应性强，上游工艺实现高效除尘的同时为下游设备的工作创造有利条件。上游实现降温、除尘提效、脱除SO3，降低引风机电耗、缓解SO3腐蚀、提高石膏品质等综合效果，在上游工艺设备的积极配合下，FGD无需专门考虑SO3腐蚀问题，节省大量的防腐资金及检修维护费用、同时下游的LGGH后级换热器将烟气加热至合理的温度水平，改善湿烟囱的工作环境、实现干烟囱排放、缓解“石膏雨”以及解决“烟羽”视觉污染等效果。

(5)无泄漏及热能综合利用。低低温高效燃煤烟气处理工艺克服常规回转式GGH存在的堵塞、泄漏、易造成排放超标等问题，采用密闭管输送热量，有效解决泄漏问题，充分利用回收热量。结合中国的燃煤机组的实际情况，回收的热量可考虑用于：烟气再热系统、凝结水系统以及采暖供热系统。

2 示范应用

2.1 工程简介

作为广东省“十二五”重点能源建设项目，粤电大埔电厂根据“上大压小”的原则，采用先进的环保技术建设2台660MW超超临界燃煤发电机组，2台机组建成投产后按设计年发电量60亿(kW·h)，既保证了地区电力供应，同时带动大埔革命老区、原中央苏区的经济社会发展，也为梅州加快振兴发展输入源源不断的动力。

2.2 工艺选择、方案介绍

粤电大埔电厂采用低低温高效燃煤烟气处理工艺作为新建机组炉后烟气治理的工艺首选。这是低低温高效燃煤烟气处理工艺在我国大型燃煤机组基建项目上的首次应用。低低温高效燃煤烟气处理工艺主要设计参数如表1所示。

2.3 技术特点

(1)针对现有回转式空预器引起的不同烟道烟气量和烟温等参数有区别的情况，为了保持低低温电除尘器进口烟温的均匀性，对于LGGH前级换热器采用差异化设计，按照不同的实际参数，设计前级换热器的结构，确保低低温的高效运行条件。

(2)低低温高效燃煤烟气处理工艺确认后，建设前期，将低低温烟气处理的相关设备与烟道、脱硫塔等整体一体化设计，并建立了相对应的气流均布模型，保证设备整体的气流分布的均布性。

(3)针对超低排放的需求，创造性地设计EPM电风拦截装置(Electrostatic Precipitator&Mist eliminator)，实现深度除尘及捕集液滴的效果，EPM装置与LGGH后级换热器一体化设计，节省占地空间，充分发挥深度除尘、除雾的共同作用。

表1 低低温高效燃煤烟气处理工艺主要设计参数

项 目数 值机组容量/MW660低低温工艺设计处理烟气量/m3·h-12005375热回收器设计入口烟温/℃125热回收器设计出口烟温/℃90低低温电除尘器设计入口浓度/g·m-326.15低低温电除尘器设计出口浓度/mg·m-350低低温电除尘器设计除尘效率/%99.85低低温电除尘器设计运行温度/℃90EPM设计入口浓度/mg·m-3≤19.5EPM设计出口浓度/mg·m-3≤10再加热器设计入口温度/℃48再加热器设计出口温度/℃80

2.4 运行特点、效果

低低温高效燃煤烟气处理工艺系统作为一套整体系统，建立自适应控制系统，通过引入烟温、烟气量、伏安特性曲线族、反电晕指数、烟尘浊度变化等原始数据，通过分析处理，并与预先设定的基准值等对比，实现自动调节烟气换热总量，调整换热后的烟温，保证烟温、除尘器运行条件处于最佳状态，实现烟温平衡又能确保高效的性能。同时，为了满足低负荷时LGGH后级换热器的升温要求，系统配套辅助加热器，通过引用一部分蒸汽对于系统进行热量补充，进而保证全负荷的干烟囱排放、有效缓解“石膏雨”的问题，解决“烟羽”的视觉污染。

3 应用效果

粤电大埔电厂1、2号炉分别约2015年12月和2016年5月投运，投运效果良好。按照国家标准，广东省环境监测中心于2016年8月对于大埔电厂2号炉低低温电除尘器进行了验收监测，测试报告显示，低低温电除尘器运行温度稳定在90℃，LGGH后级换热器出口温度稳定在80℃。2号炉低低温电除尘器A/B除尘效率分别为99.93%～99.97% 和99.86～99.91%， 机组综合除尘效率为99.94%，烟囱出口污染物排放浓度烟尘仅为1.7mg/m3。粤电大埔电厂粉尘排放效果不仅满足《火电厂污染物排放标准》，并提前五年满足国家2014年9月出台的《煤电节能减排升级与改造行动计划》的环保要求。

4 结语

我国以煤为主的能源结构决定了未来相当长一段时间内燃煤机组依然是大气污染物的重要来源，而燃煤机组超低排放依然将会成为电力环保升级改造主要工作，选择高效合理、可靠经济的超低排放工艺成为了升级改造的首要任务。低低温高效燃煤烟气处理工艺具备除尘提效、节能减排、高效脱除SO3、缓解“石膏雨”、解决视觉污染、实现干烟囱排放等综合优点，粤电大埔电厂大型机组示范应用所取得的优良效果更加验证了该工艺的高效可靠性。该工艺未来必将成为超低排放的一种主流工艺，得到广泛的推广应用。

[1]GB13223-2011, 火电厂大气污染物排放标准[S].

[2]国家发展和改革委员会,环境保护部,国家能源局. 关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的通知[EB/OL]. http://bgt.ndrc.gov.cn/zcfb/201409/t20140919_626242.html, 2014-09-12.

[3]詹立勇,陈招妹,赵金达,等. WESP在燃煤电厂粉尘“近零排放”工程中的应用[J]. 电力科技与环保, 2016, 32(5):16-18.

[4]中国环境保护产业协会电除尘委员会. 燃煤电厂超低排放技术[M]. 北京:中国电力出版社, 2015.

[5]龙 辉. 低低温高效烟气处理技术发展应用及展望[C]. 中国电机工程学会清洁高效燃煤发电技术协作网2009年会. 2009.

[6]王娴娜,朱 林,姜艳靓,等.燃煤电厂烟尘超低排放技术措施研究[J].电力科技与环保,2015,31(4):47-49.

[7]廖增安. 燃煤电厂低低温高效烟气协同控制应用技术探讨[C]. 中国电除尘学术会议. 2015.

[8]崔占忠,龙 辉,龙正伟,等. 低低温高效烟气处理技术特点及其在中国的应用前景[J]. 动力工程学报, 2012, 32(2):152-158.

[9]潘利祥. 燃煤电厂脱硫石膏品质影响因素及其对石膏制品的影响[C]. 中国脱硫技术及脱硫石膏、脱硫灰渣处理与利用大会. 2008.

Example application of low-low temperature high efficiency coal-fired flue gas treatment technology in Yudean Dapu Power Plant

In this thesis, the current situation of severe air pollution and verified low emission solutions are briefly introduced; and the origin, theory and advantages of low low temperature high efficiency coal fired flue gas treatment technology are illustrated. In the application case of Yudean Dapu Power Plant, it is proven that optimized low low temperature high efficiency coal fired flue gas treatment technology has a significant effect in large-scale coal-fired power units; and that this technology has a wide potential market and will become the future mainstream of post-boiler flue gas treatment technologies.

low low temperature;Dapu Power Plant;example application

国家科技支撑计划“燃煤电厂烟气一体化协同超净治理技术及工程示范”(2015BAA05B01)子课题低低温静电除尘技术研发

X701.2

B

1674-8069(2017)03-031-03

2017-01-22；

2017-02-16

廖增安(1968-)，男，福建龙岩人，教授级高工，研究方向为燃煤锅炉尾气治理。E-mail：longkinglza@139.com