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文/徐国群江苏省国信资产管理集团有限公司
近年来，随着我国雾霾等恶劣天气的频发，火力发电等重点行业的污染物排放状况受到了更多关注。为此，自2015年以来，我国燃煤电厂逐步开始实施超低排放改造，改造后其主要污染物(烟尘、SO2和NOx)可达到国家对燃气机组的排放限值要求，部分电厂氮氧化物排放浓度已达到25mg/m3水平。
众所周知，由于燃料特性的不同，燃气发电相比燃煤发电更为清洁高效，但随着燃煤电厂实施超低排放改造，燃气电厂的环保优势受到挑战。特别是近年来气电装机容量的迅速扩充，加之燃气电厂主要位于经济发达、环境敏感区域，所以其环保问题已日益凸显。江苏省作为沿海经济发达地区，燃气发电装机容量已接近1000万kW，预计2020年将达到2000万kW。同时，江苏省10万kW以上燃煤机组将全部完成超低排放改造，排放水平将达到燃气电厂环保排放标准要求，省内燃气电厂环保优势已受到挑战。
随着江苏省气电装机容量的扩充，燃气发电的污染物排放情况将受到足够重视，燃气电厂应积极开展降氮潜力评估工作，为迎接更高的环保标准做好技术储备。
1江苏省燃气电厂的环保现状
截至2016年底，我国燃气发电机组总装机容量已达7860万kW。作为沿海经济发达地区的江苏，近几年燃气装机容量增长迅速，如图1所示。
随着江苏省燃气发电装机容量的递增，其污染物排放现状已不容忽视。通过对江苏省13座在役燃气轮机电厂和8座在建燃气轮机项目进行了环保现状调研，其主要污染物排放水平汇总如表1所示。目前，江苏省燃气机组污染物排放水平均能达到《火电厂大气污染物排放标准GB13223－2011》(以下简称“国家标准”)，其中需要关注的主要污染物为氮氧化物。
如表1所示，在未安装任何脱硫除尘环保设施的情况下，SO2和粉尘实际排放水平均远低于国家标准规定的排放限值，也远优于超低排放燃煤机组的排放水平;此外，燃气电厂运行过程中除生活废水外基本无生产废水外排，其噪声通过防噪墙等降噪措施处理后也能达到国家环保标准要求;氮氧化物为燃气电厂的主要污染物，但排放水平也能达到国家标准规定的排放限值。
役机组氮氧化物排放水平分布情况存在差异。为了便于研究和预测地区排放限值，图2分析了江苏省在役13座电厂近30台燃气轮发电机组最近一年的最高氮氧化物小时排放均值。
机组的排放数据为小时均值，当一年内排放最高的20个数据的平均值介于50～40mg/m3，则将该机组化归为“50－40档”;当该平均值介于40～30mg/m3，则将该机组化归为“40－30档”;当该平均值介于30～20mg/m3，则将该机组化归为“30－20档”。如图2所示，54%的机组NOx最高浓度平均数值在30mg/m3以上。
NOx排放水平分档规律因机组参数不同而不同。由于燃气轮机透平前温决定氮氧化物生成速率，F级机组透平前温高于E级机组，因此F级机组的氮氧化物排放浓度一般会高于E级机组。
目前，江苏省燃气机组氮氧化物浓度分档情况如图3所示，在低浓度档位，E级机组占比更大，F级机组占比更小。SCＲ预留和加装情况存在差异。目前，江苏省在役机组只有2座电厂加装有SCＲ脱硝系统。
如图4所示，大部分在役机组未预留SCＲ安装位置;而所有在建机组全部预留了SCＲ安装位置(其中1座电厂已安装SCＲ)，但部分机组预留空间偏小。从装机容量角度考虑，江苏省在役机组中约有598万kW未预留SCＲ脱硝位置，约占总装机容量的60%。
因此，在研究脱硝技术路线时，大部分在役机组由于无法加装SCＲ，能采用的脱硝技术明显有别于在建机组。同时，燃气电厂环保装置存在较大优化空间。
江苏省燃气轮机电厂燃烧器均采用低氮燃烧器，由于燃气轮机燃烧特性，电厂在启动阶段有短时间NOx超标情况，部分电厂启动阶段有黄烟现象。调研的燃气电厂环保装置还存在以下问题:已加装脱硝系统的电厂SCＲ运行效率偏低，一般在50%左右，还有较大提升空间;对NOx的检测手段有待完善(未测量NO2);大部分CEMS检测原理为红外法，检测量程偏大等。
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