前三季度,华电集团公司充分发挥科技创新对节能减排升级改造的技术支撑作用,积极应用安全、高效、节能、环保的新技术、新材料、新工艺,广泛深入推进超低排放技术改造和应用,确定最优技术路线,提升节能减排水平。
“烟尘2.9毫克/立方米,二氧化硫9.2毫克/立方米,氮氧化物27毫克/立方米,实现高效除尘和多污染物综合治理,主要污染物排放浓度远低于国家颁布的燃气轮机排放标准要求……”2015年4月29日,在天津军粮城发电厂宽敞明亮的会议室,在集团公司湿式静电除尘技术的推广会上,华电工程如是介绍自主研发的湿式静电除尘技术。
谋划,布局超低排放
自2012年开始,我国对雾霾的反击战愈演愈烈,污染物排放标准也愈来愈严。2014年9月,国家发改委、环保部、国家能源局联合下发了《煤电节能升级与改造行动计划(2014-2020年)》。《行动计划》明确提出严控煤电行业的大气污染物排放,要求东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机排放限值;中部地区新建机组原则上接近或达到燃气轮机排放限值;鼓励西部地区接近或达到燃气轮机排放限值,即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米。
2015年1月,“史上最严”的环保法正式实施,“超低排放”时代骤至。
作为市场化生存的企业,主动把握市场的动向、需求成为华电工程的一种主动行为。如何在如此严格的政策下脱颖而出,打出自己的一片天地,华电工程早已心中有数。自2012年,华电工程凭借华电环保产业雄厚研发实力,在研发基地建立实验台,依托天津军粮城电厂8号机组,建立湿式电除尘中试装置,开始了煤电机组超低排放技术的超前布局和研发。
在煤电机组环保改造中,如何控制烟尘排放浓度小于5毫克/立方米,是超低排放技术的一个难题。为有效解决这一技术难题,华电工程一方面积极调研国内外超低排放技术研发及应用情况,确定技术路线。一方面,加快开展理论研究、模型试验和中试试验研究,突破技术难关。经过多番论证和比较,正式确定湿式电除尘技术作为“超低排放”技术路线中微尘排放控制的首要选择。
研发,突破关键技术
方向已定,关键在干。湿式电除尘技术关键是阴、阳极的耐腐蚀性、高气体流速、水清灰等问题,解决这些难题,重点在湿式电除尘器阳极管和阴极线,这些核心部件的质量性能直接决定了湿式电除尘技术的性能和使用寿命。
华电工程在充分调研国内外WESP应用情况后发现,电除酸雾器作为国内化工硫酸行业的一种湿式除尘器,采用导电玻璃钢复合材料作为阳极,不仅有效解决了耐腐蚀性差的问题,还具有价格适中,能够强化导电性能等多个优点,已经拥有多项成功案例。为进一步验证效果,研究人员在华电环保产业研发基地进行了大量材料对比实验测试。测试结果显示,导电玻璃钢也能够完全满足燃煤电厂脱硫后的烟气工况条件,防腐性能优于奥氏体不锈钢。
这一发现,让华电工程眼前一亮,然而接之而来的市场调研却让人产生疑虑。市场上的导电玻璃钢阳极管采用手工缠绕的制作方式,产品的质量不稳定、误差不受控、生产效率很低、成本较高,生产过程不环保,难以实现产品的标准化、系列化、模块化、规模化生产,不能满足目前快速发展、空间巨大的湿式除尘器要求。
为解决这一难题,华电工程控股成立了导电玻璃钢制造厂,引进国内外首创和唯一的玻璃钢湿式电除尘阳极管自动生产技术,实现了导电玻璃钢阳极管连续自动生产,具有质量高、成本低、生产过程环保等优势,生产效率大幅提高,实现了产品生产的标准化、系列化、模块化、规模化生产,使用寿命可达到甚至超过25年。同时,华电环保湿式静电除尘器阳极模块独家采用无金属外壳技术,解决了常规外壳腐蚀泄漏等问题,提高了设备运行稳定性。
城电厂9号机组脱硫脱硝除尘改造工程列为2014年煤电机组13个环保改造示范项目之一,受到集团公司和同行企业的密切关注。
华电工程作为承建单位,在项目之初,便意识到,这是全面展现公司研发成果的重要机遇。在改造过程中,华电工程大胆创新,将湿式静电除尘器安装在新建二级脱硫吸收塔顶部,从脱硫吸收塔顶部排出的烟气自下往上直接进入湿式静电除尘器,在除尘器中进一步净化去除细微颗粒与雾滴,净化后的烟气从除尘器顶部出口排入烟囱。由于湿式静电除尘器产生的废水量很小(一台300MW机组,耗水量仅为1-2吨/小时),且在除尘过程中收集的悬浮液体及冲洗水可以回流到脱硫吸收塔浆液池,进入脱硫系统,不会影响脱硫水平衡,无需设置独立的废水处理系统。
经过7个月的努力,2014年11月,军粮城环保改造项目成功投运,天津市环境监测中心对改造情况进行了跟踪监测。监测报告指出:总排口废气三周期烟尘、氮氧化物最大小时排放浓度分别为24.0毫克/立方米、3.28毫克/立方米,二氧化硫监测结果全部低于方法检出限值。林格曼烟气黑度均小于1级,低于《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)重点地区燃气轮机组特别排放限值。作为国家能源局确立的13个环保示范项目之一,也是国内首个分别在线测量PM2.5、PM10和微尘总量的燃煤机组,军粮城电厂9号机组于2015年2月正式通过天津市环保局的验收,是13个项目中第一个交出满意“答卷”的项目,圆满完成了工程示范任务。
在完成湿式静电除尘器从研发到成功落地的同时,华电工程取得了刚性放电极除雾装置的实用新型专利授权,另外还申请了捕集湿法脱硫后烟气中的细颗粒物的电除雾方法和装置等3项发明专利。三年砥砺前行,一朝春华秋实。为了那片更蓝的天,华电工程一直行走在环保的道路上……( 作者: 尹国松 孔乾烨)