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聚焦煤电转型增效系列报道之八:氮氧化物高排放机组改造提上日程

北极星电力网新闻中心  来源:中国能源报  作者:卢彬  2021/4/14 8:51:34  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 火电环保 火电企业 国家电投

北极星火力发电网讯:在完成“十三五”超低排放和节能改造任务的基础上,我国清洁煤电供应体系还将继续扩围。

国家电投日前召开党组会,专题研究煤电机组超低排放改造工作时明确提出,要分别在2022年底前和2024年底前,完成30万千瓦以下小机组和W火焰锅炉机组的改造、关停、替代、转让目标,其中涉及930万千瓦W火焰锅炉机组。

不同于近年来大刀阔斧开展超低排放改造的常规煤粉炉,W火焰炉迟迟未被列入超低排放改造范围,近年来发电集团也鲜有提及这部分机组的改造规划。此次国家电投主动“加码”W火焰炉改造关停工作,传递出怎样的信号?

电企改造目标清晰

国家电投日前发布的信息显示,未来三年将安排20亿元用于超低排放改造工作。截至2020年底,该公司超低排放改造容量完成率达到85%,未完成改造机组47台,其中有24台30万千瓦以下小机组,容量222.3万千瓦;W火焰锅炉机组23台,容量930万千瓦。

分析人士认为,综合国家电投近期发布的各项数据与规划,以及党组会专题讨论煤电超低排放改造工作,不难看出其提前实现碳达峰、打造清洁能源企业标杆的决心。

2020年底,国家电投党组书记、董事长钱智民宣布2023年将实现国家电投在国内的“碳达峰”,成为首个宣布碳达峰时间表的央企。不久前发布的国家电投2020年社会责任报告也显示,该公司清洁能源装机占比早在2019年就已超过50%,2020年已达到56%,根据规划,这一比重将于2025年、2035年分别达到60%和75%。

大力发展清洁能源、布局新产业的同时,国家电投也在加大煤电的清洁转型力度。

截至2020年底,国家电投煤电装机为7737万千瓦,此次被提上改造日程的930万千瓦W火焰炉,装机容量占其煤电总装机的12%之多,W火焰炉改造成果对于该公司煤电板块清洁高效发展举足轻重。

锅炉特性决定脱硝难

截至2020年底,我国全口径煤电装机容量10.8亿千瓦,而据不完全统计,目前国内W火焰炉数量约150台,总装机容量在6400万千瓦左右,国家电投将要进行处置的930万千瓦W火焰炉占到国内总量的15%。

一位发电央企人士告诉记者,W火焰炉具有比煤粉炉更高的燃烧温度,可以更加充分地燃烧利用一些挥发分低的难燃煤种。“我国早期没有W火焰炉,无烟煤在煤粉炉中难以充分燃烧,煤灰内含碳量很高。”该负责人说,“W火焰炉的主要用途是用来烧无烟煤,整体装机规模不大,主要分布在山西、贵州、四川、云南、湖南等出产无烟煤的地区。”

W火焰炉燃烧温度高的特性,使其在煤电行业拥有了独特地位,但也正因这一技术特性,使其氮氧化物排放难以达到超低排放限值。

“空气中79%是氮气,锅炉燃烧温度越高,也就有越多的氮气被转化为氮氧化物。”上述发电央人士说,“常规煤粉炉在脱硝前的氮氧化物浓度一般在200、300mg/Nm3,而W火焰炉这一数值可以达到1000mg/Nm3甚至更高。污染物浓度‘底数’过高,很难通过现有手段将W火焰炉的氮氧化物排放浓度降至超低排放要求的50mg/Nm3。”

也正是由于原理上的限制,使W火焰炉脱硝成为一大“难题”。记者注意到,无论是《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》还是《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》,对煤电机组提出排放限值时均注明“暂不包含W火焰锅炉”。

减排需考虑经济性

国家电投针对930万千瓦W火焰炉机组,提出了改造、关停、替代、转让等多条路径,而非完全通过改造来使机组全面达标,也从侧面体现出技术改造的挑战之大。

一位参与火电机组排放相关标准制订的行业专家告诉记者,W火焰炉的超低排放改造技术目前仍未取得实质突破,各大发电企业目前都在开展相关课题的研究。“依靠煤粉炉改造技术,目前无法使W火焰炉达到超低排放。有些电厂也宣称其W火焰炉实现了超低排放,但都未从根本上解决问题。”

该专家进一步解释,目前达到超低排放限值的W火焰炉机组,基本上是通过掺烧其他煤种或采用SNCR+SCR结合进行脱硝。“首先建设W火焰炉的目的就是要充分利用无烟煤,掺烧别的煤种,就失去了建设W火焰炉的意义,而SNCR+SCR的脱硝模式也会影响锅炉效率。”

“根据现行标准,W火焰炉目前执行的氮氧化物排放限值是200mg/Nm3,但目前各电厂在运行时基本可以控制在100mg/Nm3以下。”该专家强调,在技术尚未获得突破的情况下,W火焰炉强求达到超低排放的经济性难以保障。“粗略测算,要将W火焰炉氮氧化物排放由100mg/Nm3降到50mg/Nm3,锅炉效率可能相应降低1到1.5个百分点。与此同时,喷氨量需要相应加大,综合考虑环境、安全等额外成本,算总账未必划算。”

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