我国超(超)临界燃煤机组节能环保设计技术策略分析

我国超（超）临界燃煤机组节能环保设计技术策略分析
摘要伴随着科学技术的不断进步，我国经济得到持续发展，人们物质生活水平得到显著提升，但同时环境污染问题也日益严重。

作为污染大户和大气污染主要来源的燃煤电厂亟待对自身的相关技术进行改进和升级，如何实现超（超）临界燃煤机组的节能环保设计，实现排放烟气的高效处理不仅是电机组未来发展的主要趋势，同时更是确保燃煤电厂长期可持续发展的关键。

基于此，本文分析了我国超（超）临界燃煤机组节能环保设计技术策略，并就环保设计技术集成和燃煤机组的超低排放的实现提出了几点意见和建议。

关键词超（超）临界燃煤机组；节能环保设计；技术策略
近年来，随着能源需求量的持续增加，超（超）临界燃煤机组在各种火电装机中得到广泛应用，超临界、超（超）临界机组成为在建或计划建设电厂的主要机型，发展至今，其已占火电装机总容量的50%以上。

调查显示，在科学技术的有力支持下，我国在火力发电技术在装机容量、机组容量构成、能源利用效率等方面取得了巨大进步，但同时要注意到，超（超）临界燃煤机组造成的污染却未能得到很好控制，为此，现阶段各大电力企业的首要任务应当是加强对于超（超）临界燃煤机组节能环保设计技术的研究，以节能减排为目标，在保证装机容量有效扩大的同时，尽可能减少机组对环境的污染[1]。

1 我国超（超）临界燃煤机组节能环保设计技术
1.1 环保设计技术
（1）高效除尘器技术
通过控制优化、高频电源优化、数模流场优化等措施全面提高电除尘器效率可显著提升超（超）临界燃煤机组的环保性。

目前，我国常用的高效除尘器包括移动极板电除尘器、低温除尘器以及布袋除尘器三类，其中，移动极板电除尘器可有效防止电晕，主要利用自带的旋转刷和移动的收尘极板实现对于粉尘的捕集，相较于传统的固定电极系统，移动极板电除尘器具有系统紧凑、能耗低、清扫干净的优势，能够以有限的资源带来尽可能多的效益。

低温电除尘器在日本等发达国家使用较广，通过在电除尘器安装之前优先安装降温换热器的方式，能够有效降低烟气排放温度，提高除尘效率。

相较于其余两种除尘器，布袋除尘器的生产制造难度更低，同时除尘率火可达99.95%，值得在我国推广使用[2]。

（2）烟气脱硫技术
目前，我国常用的烟气脱硫技术包括湿法烟气脱硫、烟气循环流化床半干法烟气脱硫以及活性焦干法烟气脱硫三种，具体而言：首先，湿法烟气脱硫技术是目前应用最广，脱硫效率最高、最可靠的一种脱硫工艺，其中包含的吸收塔喷淋系统优化以及双托盘技术等技术对于我国火电机组烟气脱硫装置的增容改造有
着重要的启发作用；其次，烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术，该技术主要通过气-液以及气一固之间的反应来完成脱硫，目前我国煤电厂中的应用量较大且技术基本成熟，研究证实，当燃煤含硫量在2%以内且钙硫比在1.3以下时，烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术的脱硫率可达90%以上；最后，活性焦干法烟气脱硫技术，该技术主要通过理化吸附硫资源并回收来实现脱硫目的，相较于烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术，工艺脱硫效率更高，通常脱硫率在95%以上，且脱硫过程中几乎不会对水资源形成消耗，尤其适用于富煤缺水地区的机组建设[3]。

（3）节能设计技术
一般情况下，超（超）临界机组的参数为25MPa/600℃/620℃，研究指出，通过提升机组参数，不仅可有效提高电厂热效率，同时可显著降低标煤。

在提升机组参数时，可采用褐煤预干燥技术，通过蒸汽干燥减小设备体积，进而全面提高设备热效率；此外，还可采用降低汽轮机背压、动态分离器燃烟煤机组磨煤机等方式[4-6]。

2 我国超（超）临界燃煤机组节能环保设计建议
总的来说，我国超（超）临界燃煤机组的节能环保设计主要是围绕应用褐煤干燥、烟气余热回收等技术提高机组参数来展开的，但考虑到我国地大物博，不同地区有着截然不同的地理环境和气候环境，因此在进行节能技术设计时，应当充分考虑地区差异，做到因地制宜，对于不同地区、不同的机组类型，采取不同的设计集成技术，以全面提升火电机组发电效率和发现安全性，具体而言：①对于中心城市，考虑到中心城市人口密集、综合环保标准要求高的特点，应当保证所设计的机组除了满足最低的地区环保排放控制标准以外，还应同时满足国家的相关环保标准，为此，在选择除尘器时可低温电除尘器、移动极板电除尘器或者布袋除尘器，同时使用SCR脱硝技术，并选择具有高热值、中灰、低硫等特点的优质烟煤。

②对于沿海地区，考虑到沿海地区独特的地理位置特征，其综合环保标准同中心城市一样也较高，为此沿海地区的机组设计也应当同时满足地区环保排放控制标准和国家的相关环保标准，技术方面可按照高效电除尘器+循环流化床锅炉+ 活性焦干法烟气脱硫的方案进行设计。

③对于内陆边远地区，不同于沿海地区和中心城市，内陆边远地区相对人口密度较低，综合环保标准可适当放宽，在进行机组设计时应当遵循节能环保的同时最大化提升发电效率的原则，技术方面可选择高效电除尘器+SCR脱硝技术+燃烧器+移动极板电除尘器+湿法烟气脱硫工艺的方案[7]。

参考文献
[1] 郑卫东，梁海腾，邵帅，等.1000MW火电机组MEH控制系统一体化改造[J].浙江电力，2017，36（08）：64-68.
[2] 辛胜伟，韩平，聂立，等.超超临界循环流化床锅炉炉型及关键技术研究[J].电站系统工程，2017，（04）：1-4.
[3] 姜孝国，王君峰，高新宇.哈锅600MW高效超超临界流化床锅炉概述[J].电站系统工程，2017，（04）：47-48.
[4] 全国首个高效超超临界抽凝供热项目实现超低排放[J].中国设备工程，2017，（16）：2.
[5] 張洪江，顾融融，李永立，等.660 MW超超临界机组给水加氧处理试验研究与分析[J].华北电力技术，2017，（08）：25-29.
[6] 王林，刘辉，刘超，等.二次再热机组锅炉三段吹管技术研究[J].中国电力，2017，50（07）：69-73.
[7] 李季，陈志，唐丽英，等.超超临界二次再热机组高温受热面S30432钢微观组织分析[J].热力发电，2017，48（08）：72-76.
龚诗成，男，湖北武汉；毕业院校：武汉大学，专业：热能与动力工程专业，学历：本科，现就业单位：华能应城热电有限责任公司，研究方向：节能环保及燃烧优化。