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                政策需求与技术满足的关系政策需求与技术满足的关系 ——循环流化床锅炉超低NOx排放工艺路线
                来源:先进能源 发布时间:2017-09-19

                政策需求与技术满足的关系

                ——循环流化床锅炉超低NOx排放工艺路线

                (宅男天堂_亚洲AV宅男天堂_宅男的天堂 www.sdxjny.com  刘鹏)

                201612月,我国爆发了本年度最严重的一次雾霾,波及17个省,PM2.5峰值达到了500ug/m3,我手机里19号的一个截图,是济南我所在地的实时污染指数,PM2.5 453 ug/m3PM10633 ug/m3,这俩加起来就达到了1086 ug/m3,也就是约1mg/m3多,如果按照超低排放标准,粉尘排放小于5mg/m3,把锅炉烟气稀释5倍含尘量就是我们当时呼吸的空气,如果我们对污染物指数没有概念,那想想锅炉烟气吧,这是非常可怕的。人们调侃说:霾已经成为我国人民平日里不可分割的一部分,吸霾已经成为老百姓的日常消遣。blob.png

                这幅图估计大家都不陌生,是NASA 2010年发布的2001年~2006年全球pm2.5污染地图,在这张图上,最深的颜色就是代表80ug/m3,那我们500应该变成什么颜色?我们喜欢红色,所以我们红的也最深,看着张图上的蓝色是不是让人很羡慕,他分布在澳大利亚、新西兰、加拿大、部分南美洲,即使是欧洲,也已经开始发黄了,请记住这上面欧洲的颜色,忘记那些最漂亮的蓝色,因为蓝色是我们这代人可能看不到的颜色,那欧洲的颜色能达到吗,我们能生活在不是那么美好但可接受的环境中吗?

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                带着这个问题我们去考虑下国家环保政策的走向,更具体的说去考虑下我们目前的排放限值是很高了吗?这个限值以后还会收紧还是放宽?

                看一下NOx排放限值所经历的过程,下表是《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2003的截图:

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                再下一张是上文同样标准的修订版GB13223-2011(2012年实施)

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                这个标准一度获得了有史以来最严的大气污染物排放标准的称号,但没过几年,国家发改委、环保部、国家能源局三部委于14年联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划》要求部分地区实行超低排放限值,53550,(燃气轮机组排放水平)。紧接着2015122日李克强总理主持国务院常务会议决定,2020年之前全国所有燃煤电厂全面实施超低排放改造。

                政策和标准的要求一轮紧似一轮,很多的从业者甚至教授、专家都表达了无奈,普遍觉得政策制定的太严格,步子迈的太大了,损伤了经济运行,给我印象很深的是业内知名教授的一句话:“任何标准的制定要配合一个最佳可用技术”,我个人在很长的一段时间内也确信这个观点,但我现在对这个观点有了深深的疑问,结合我公司从事的脱硝事业,所取得的技术进步,我想讨论一个问题:

                政策要求和技术满足是一个什么关系?

                我司2013年即立志于将先进的低氮燃烧技术应用于热电行业的循环流化床锅炉,当时GB13223-2011有些地区已经要求开始执行,大部分地区执行200mg/Nm3的排放限值,在低氮燃烧技术推广前,清一色用的是SNCR法脱硝,当我们去用户那介绍我们的循环流化床低氮燃烧技术时,很少有电厂听说过这项技术,他们对不用NH3达到200mg以内深表怀疑,包括有些地方环保局,也不认可这项技术,说没有具体设备无法监督,如果使用该项技术,不能享受环保补贴等等,但这项技术毕竟会给用户带来效益,节约运行成本,并且不用担心由于氨逃逸造成的尾部受热面腐蚀,堵塞等问题,还是有一部分用户接受了这个新生事物,一用,很好,这项技术也就得到了推广,并不断的成为一种共识,再去一些厂家介绍时,不用再从根源介绍起,甚至逐渐的有些用户第一次接触就会说你们要改什么、什么,改完能达到什么效果,很自然的表明很多其他竞争厂家也都加入进来了,但我们还是感到很欣慰,一个行业的推动也绝不是一个人、一家企业所能完成的。

                这是第一个阶段的循环流化床锅炉低氮燃烧技术,达到了200mg/Nm3的排放指标,结合SNCR可以达到100mg/Nm3,可以称为低氮1.0,在这个阶段,什么是符合政策的最佳可用技术?我的回答是这个最佳可用技术是在发展的,从SNCR变更为低氮燃烧。是政策制定超前了吗,更合理的应该说是政策制定推动了技术升级,技术升级让用户有更好的选择去满足政策要求。

                政策制定和技术进步用一个不太恰当的比喻可以说成魔高一尺、道高一丈,但在这个不断更迭的过程中,像先进能源这类的服务型企业怎么才能跟得上步伐甚至是引领行业的发展?很庆幸的是先进能源具有良好的技术创新基因,我们在项目开展的同时从未放弃技术研发的步伐,我们所完成的这120余台锅炉的改造未出现和用户的纠纷,因为我们和用户的立场一致,尽一切努力将技术做到极致,即使是不在技术协议范围中的内容只要我们觉得有利于目标达成,都会去实施,不会局限于单个项目的盈利,也正是在这种努力下,我们实现了从低氮1.0到低氮2.0的跨越,2015年,我们负责实施的江苏华昌化工循环流化床锅炉仅通过低氮改造达到了NOx<100mg/Nm3的改造成果,再结合SNCR,很轻松的实现了超低排放要求!

                2016年我们有40余台锅炉通过低氮燃烧+SNCR实现了NOx超低排放要求。

                可以说在超低排放政策制定不久,至少是脱硝领域有了最佳可用技术。为什么可以将低氮燃烧2.0+SNCR自诩为最佳可用技术呢?我们可以看看实现NOx超低排放的另一种技术路线:SCR——选择性催化还原反应。

                SCR法最主要的特征是使用催化剂在300400度温度范围内催化氨和NOx的还原反应,从而降低NOx排放,为了满足催化剂的许用要求,烟道和受热面需要进行改造,改造工作量大,空间布置困难,最大的麻烦是催化剂完全是由重金属氧化物构成,3年多就需要更换,且不说增加了运行成本(含包括喷氨),废掉催化剂怎么处理?处理过程会不会造成二次污染?当然,SCR厂家的同仁们也在不断的努力,提高效率、降低成本,政策和市场也都在督促着大家做技术升级,但毫无疑问,煤粉炉目前少不了SCR,循环流化床锅炉不需要,因为循环流化床锅炉有他自身的特点。

                我们的低氮2.0就是充分的发挥循环流化床锅炉自身特点技术案例。

                回顾刚开始的低氮改造技术,主要是通过烟气再循环技术和二次风的重新布置实现分级燃烧、降低NOx生成,烟气再循环保证了流化的同时,降低了一次风的有效含氧量,是空气分级的重要措施,因指标要求不严,技术方案相对简单,技术门槛也较低。

                再来看看目前的低氮燃烧改造技术,时髦的的讲:低氮2.0,可以用一句话概括整体的技术思路,这句话也是我人生历程的一个重要老师一直给灌输的:以系统工程的观点来解决问题。低氮改造看似是在解决低氮的问题,但实际上是要回到CFB锅炉的燃烧特点,统筹考虑燃料破碎、布风系统、分级燃烧、循环返料、受热面布置、炉膛轮廓等各部分的配合,必须回归到循环流化床锅炉的本质去解决原始设计和运行存在的问题,去解决设备老化带来的问题,只有各个环节都解决好,炉子运行起来就很舒服了,NOx排放就会低下来,所谓功夫在戏外,看似一个简单的空气分级,但实质更多解决之道存在于上述问题之中。

                对于锅炉运行方面的专家,谈到何为运行舒服各位应该会很有感触,我们改造后能使的运行舒服体现在1、锅炉从床温、炉膛出口温度、返料温度均衡,温度偏差小;2、锅炉具有超负荷能力,额定负荷不会受到床温或者返料温度限制;一次风量在合理的范围内,不能依靠大的一次风量来实现带负荷能力;3、气温负荷额定值,减温水有一定的调节裕度;4、排烟温度符合设计值或较设计值稍低、飞灰炉渣可燃物含量较低,锅炉整体效率较高;5、厂用电率明显降低。以上的内容各位可能还有更高的要求,但这是我们目前的改造能够实现的,更高的要求相信我们以后会陆续的实现。

                可以看看我们两个改造后的案例:

                荥阳坛山热电:2×58MW循环流化床锅炉,太原锅炉厂生产,以#1炉为例,改造前,锅炉带负荷51MW时返料温度达到了1007,一次风机全开,NOx排放300mg/Nm3以上,改造后,锅炉带61MW时,返料温度964,一次风机开度75%NOx排放90mg/Nm3

                源能热电2×130t/h循环流化床锅炉,改造前最大带负荷110t/h,床温与炉膛出口温度偏差达200,改造后,130t/h负荷工况下,床温920940,床温与炉膛出口烟温相差<50NOx排放60mg/Nm3(不喷氨)。

                这就是在实现NOx超低排放的改造效果。循环流化床锅炉本身就是一种洁净煤燃烧方式,相较于煤粉炉,流化床锅炉的低温燃烧方式本身就利于NOx的减排,所以低氮改造仅仅是让流化床锅炉回归本质。相较于其他脱硝方式,低氮燃烧就是首选的最佳可用技术。

                那么再让我回到政策制定是否过于苛刻这个一开始的话题,在我从事的这个行业,政策的超前促进了技术发展,技术发展是让政策落地的保障,两者是教学相长的关系,只要我们的污染还没有解决,排放限值的要求就不会有底线,超低是终极目标吗?可以肯定的说,不是。在这方面没有哪个国家能作为有效的参考,因为我们是一个以煤为主的国家,能源结构在这里限制着,我们又是全球的第二大经济体,能源需求巨大,双重因素作用下,各位同仁,任重道远!希望我们能为地图上的那一抹蓝色做出贡献!谢谢!


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