燃煤電廠非傳統大氣污染物控制展望
摘 要：無論(lun)是(shi)從包(bao)括(kuo)顆(ke)粒物(wu)、SO2、NOx 等(deng)單個(ge)大(da)氣污(wu)染物(wu)控(kong)制而言(yan)，還是(shi)系統的(de)燃(ran)(ran)煤電廠(chang)超(chao)低排放(fang)控(kong)制技(ji)術，目(mu)前都有較(jiao)為成(cheng)熟且較(jiao)為多元(yuan)化的(de)可選(xuan)技(ji)術，在具(ju)體工程自身實(shi)際(ji)情況(kuang)具(ju)體分析(xi)的(de)基(ji)礎(chu)上進行選(xuan)擇。對(dui)于燃(ran)(ran)煤電廠(chang)非(fei)傳(chuan)統大(da)氣污(wu)染物(wu)，需(xu)要(yao)重(zhong)點關注(zhu)SO3、氨、重(zhong)金屬的(de)排放(fang)與控(kong)制。對(dui)燃(ran)(ran)煤電廠(chang)SO3、氨、重(zhong)金屬的(de)產(chan)生、危害和(he)控(kong)制3 個(ge)方(fang)(fang)面進行分析(xi)，在此基(ji)礎(chu)上從防治技(ji)術政(zheng)策(ce)、排放(fang)控(kong)制標準(zhun)、控(kong)制技(ji)術路(lu)線、工程示范等(deng)4 個(ge)方(fang)(fang)面提出燃(ran)(ran)煤電廠(chang)非(fei)傳(chuan)統大(da)氣污(wu)染物(wu)控(kong)制政(zheng)策(ce)建議。
0 引言
中(zhong)國燃(ran)(ran)煤(mei)(mei)電(dian)廠(chang)超(chao)低排放(fang)(fang)技術已(yi)經從技術單一化逐(zhu)漸走向技術多元化，大氣污染物控(kong)制(zhi)也(ye)由(you)傳統的(de)顆粒物、SO2、NOx 正(zheng)逐(zhu)漸進行擴展。研究表明，在燃(ran)(ran)煤(mei)(mei)電(dian)廠(chang)超(chao)低排放(fang)(fang)之后(hou)，火(huo)電(dian)行業(ye)將(jiang)要重(zhong)點關(guan)注(zhu)的(de)是SO3、重(zhong)金(jin)屬(shu)、氨(an)的(de)排放(fang)(fang)與控(kong)制(zhi)，也(ye)是中(zhong)國燃(ran)(ran)煤(mei)(mei)電(dian)廠(chang)“十三五”中(zhong)后(hou)期到“十四五”期間在大氣污染防治(zhi)方面的(de)工(gong)作重(zhong)點，目前國內部分(fen)火(huo)電(dian)企業(ye)已(yi)進行SO3、重(zhong)金(jin)屬(shu)、氨(an)的(de)控(kong)制(zhi)措施示范。
1 燃煤電廠傳統大氣污染物超低排放控制
對于SO2、NOx 超低排放(fang)而言，主要是通過提高脫(tuo)硫設(she)(she)施(shi)和脫(tuo)硝設(she)(she)施(shi)自身脫(tuo)除效率來實現，目(mu)前非(fei)脫(tuo)硫脫(tuo)硝類設(she)(she)備基本不具有或只(zhi)有較低的協同(tong)脫(tuo)除效果，設(she)(she)備出口(kou)污染物濃(nong)度(du)與排放(fang)濃(nong)度(du)基本一致。
脫硫主要是改變流場(chang)(chang)的(de)化學場(chang)(chang)或(huo)流場(chang)(chang)進一步提高傳(chuan)統一次循(xun)環的(de)脫硫效率，以實現超低排放，
例如(ru)旋匯耦合脫(tuo)硫除(chu)(chu)(chu)塵一體化(hua)(hua)、湍流管(guan)柵、沸騰泡沫等(deng)改變(bian)流場(chang)的技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)，以(yi)及單(dan)塔雙(shuang)(shuang)循(xun)環、雙(shuang)(shuang)塔雙(shuang)(shuang)循(xun)環、單(dan)塔雙(shuang)(shuang)區等(deng)改變(bian)化(hua)(hua)學場(chang)的技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)。脫(tuo)硝主要是通(tong)過提(ti)高低氮燃燒技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)，并增加脫(tuo)硝催化(hua)(hua)劑的層數以(yi)進一步提(ti)高脫(tuo)硝效(xiao)率。而(er)中國燃煤電(dian)(dian)(dian)廠一次除(chu)(chu)(chu)塵技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)和二次除(chu)(chu)(chu)塵技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)一方(fang)(fang)面通(tong)過技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)發展和創新，另一方(fang)(fang)面進一步強化(hua)(hua)協同脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)果，主流技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)包括電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(低低溫(wen)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)、濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)等(deng))、電(dian)(dian)(dian)袋復合除(chu)(chu)(chu)塵技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)和袋式(shi)除(chu)(chu)(chu)塵技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)。
上述脫硫、脫硝、除塵(chen)超(chao)低(di)排放的組合使用，為實現燃煤電(dian)廠超(chao)低(di)排放提供(gong)了多種(zhong)技術方案和路線(xian)選擇。
2 燃煤電廠SO3 排放與控制
燃煤電廠中由于選擇性催化還原(SCR)和濕式煙氣脫硫(liu)(WFGD)的廣泛使(shi)用，SO3 擴散或其水合式H2SO4 問題(藍色羽煙)越來越引起(qi)關注。
2.1 燃煤電廠SO3 的產生
燃(ran)煤(mei)電廠排放的煙(yan)氣中(zhong)，SO3 主要來自兩方面：
(1)燃燒過程中，煤中可(ke)燃性(xing)硫燃燒生(sheng)成(cheng)SO2，部分SO2 進(jin)一(yi)步(bu)氧(yang)化(hua)成(cheng)SO3。在煤燃燒過程中，所有(you)的(de)可(ke)燃硫都(dou)會(hui)受熱被釋放出來，在氧(yang)化(hua)性(xing)氣氛下會(hui)被氧(yang)化(hua)生(sheng)成(cheng)SO2，當過量空氣系數大于1 時， 會(hui)有(you)0.5%～ 2.0% 的(de)SO2 進(jin)一(yi)步(bu)轉化(hua)成(cheng)SO3。
(2)在SCR 脫硝(xiao)過(guo)程(cheng)中，煙氣中部分SO2 被SCR 催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)為(wei)SO3。一般燃煤(mei)電(dian)站采用選擇性催(cui)化(hua)(hua)(hua)還原(SCR)技(ji)術進(jin)行脫硝(xiao)，使用釩、鎢(wu)、鈦(tai)系列催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。V2O5 對SO2 的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)具有強烈的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)作用。煙氣每經過(guo)一層催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，SO2 的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)率在0.2%～0.8% 之間(jian)。
目前部(bu)分(fen)地區開(kai)始開(kai)展燃煤(mei)電廠“ 消白” ，安裝水媒式(shi)換(huan)熱系統MGGH 后，煙氣中的飛灰(hui)會積(ji)聚在MGGH 的換(huan)熱元件上(shang)，飛灰(hui)中的重(zhong)金屬會起催化(hua)(hua)劑的作(zuo)用，也會將煙氣中的部(bu)分(fen)SO2 轉化(hua)(hua)為SO3。
2.2 燃煤電廠SO3 的危害
SO3 的毒性是(shi)SO2 的10 倍左右，極易溶于(yu)水(shui)形(xing)成(cheng)硫酸霧，對人的呼(hu)吸道(dao)容易產生(sheng)嚴重的損害，同(tong)時還容易造(zao)成(cheng)酸雨(yu)。
目前燃煤電廠建設的(de)脫(tuo)硫(liu)、脫(tuo)硝(xiao)、除塵設施對煙(yan)氣中(zhong)(zhong)的(de)SO3 的(de)脫(tuo)除能(neng)力(li)有限，并且SCR 脫(tuo)硝(xiao)運行(xing)后(hou)， 在一定程(cheng)度上增加了(le)煙(yan)氣中(zhong)(zhong)SO3 的(de)濃度。SO3 是(shi)電廠設備腐蝕、堵塞(sai)、藍煙(yan)的(de)主要原因(yin)，不(bu)僅(jin)容易造成環境(jing)污染，還(huan)容易危及機組的(de)安全運行(xing)。
此(ci)外，由于煙(yan)氣(qi)中SO3 濃(nong)度的(de)增(zeng)加，對燃煤電站SCR 及下(xia)(xia)游(you)(you)設(she)備的(de)影響也(ye)日益突出，有明顯(xian)的(de)負作用，主要(yao)包括：(1)由于SO3 使露點抬高(gao)而降低(di)發電熱(re)效率和增(zeng)加下(xia)(xia)游(you)(you)設(she)備的(de)腐蝕(shi);
(2)由(you)于(yu)SO3 與氨(an)的(de)反(fan)應使(shi)空氣預熱器和SCR催化器結垢等。
2.3 燃煤(mei)電廠(chang)SO3 的控制
結合近(jin)年來燃(ran)煤電廠大氣污染物“ 超(chao)低排放”的(de)要求(qiu)，形成(cheng)了以下可行(xing)的(de)SO3 控制技(ji)術。
(1)盡量燃燒低硫(liu)(liu)煤(mei)。電(dian)廠(chang)使(shi)用低硫(liu)(liu)煤(mei)、混煤(mei)是降(jiang)低煙氣(qi)中(zhong)(zhong)SO2、SO3 最(zui)直接的(de)(de)方(fang)法。燃燒低硫(liu)(liu)煤(mei)可降(jiang)低煙氣(qi)中(zhong)(zhong)SO2 的(de)(de)濃(nong)度，從而減少在爐(lu)膛內或(huo)SCR 反(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)SO3 的(de)(de)量。當全部更(geng)換(huan)為低硫(liu)(liu)煤(mei)比較困難時，可進行(xing)不(bu)同比例的(de)(de)低硫(liu)(liu)煤(mei)摻燒。
(2)環保設施(shi)協同控制。濕式靜(jing)電除塵(chen)器不僅能(neng)去除微(wei)細顆(ke)粒物[，還可以(yi)通過相變凝聚脫(tuo)除SO3。美國(guo)Bruce Mans-field 電廠安裝管式濕式靜(jing)電除塵(chen)器后， 細顆(ke)粒物脫(tuo)除效率(lv)為9 6 % ，SO3 脫(tuo)除效率(lv)為92%[。但無法(fa)緩(huan)解對(dui)煙氣脫(tuo)硫(liu)前設備的(de)不利(li)影(ying)響，如SCR 催(cui)化劑(ji)、空氣預熱(re)器等。另外，研究表明低低溫電除塵(chen)對(dui)于SO3 的(de)脫(tuo)除效率(lv)高于80%。
(3)末(mo)(mo)端治理技(ji)術(shu)。燃煤電廠SO3 末(mo)(mo)端治理技(ji)術(shu)主要是向爐(lu)內噴(pen)射堿性(xing)吸(xi)收劑(ji)，以(yi)及向爐(lu)后噴(pen)堿性(xing)吸(xi)收劑(ji)。這些(xie)新技(ji)術(shu)正(zheng)在(zai)研發并進行示范(fan)。
3 燃煤電廠氨排放與控制
隨著(zhu)燃(ran)(ran)煤電廠(chang)(chang)(chang)NOx 控制(zhi)指標的不斷(duan)提高，也帶來了(le)一些(xie)問(wen)題[19-20]。燃(ran)(ran)煤電廠(chang)(chang)(chang)超(chao)低排放NOx 排放控制(zhi)指標為50 mg/m3，燃(ran)(ran)煤電廠(chang)(chang)(chang)為了(le)實現超(chao)低排放，SCR 催化劑基本經歷了(le)增加(jia)備用層(ceng)(ceng)，更(geng)換運行層(ceng)(ceng)等措(cuo)施，這個過程中(zhong)氨(an)逃逸成(cheng)了(le)普遍的問(wen)題。
3.1 燃煤電(dian)廠氨的產生(sheng)
燃煤電廠煙氣中(zhong)氨產生的(de)原因較多，基本都是在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)產生的(de)，與煤的(de)燃燒基本沒有(you)關(guan)系。
3.1.1 自動調節性(xing)能不好，導致噴氨量失衡
機(ji)組在變負(fu)荷(he)運行、啟(qi)停制粉系統時，自動調節性能不好，噴氨量不能適應負(fu)荷(he)和脫硝入口NOx 的變化，導致脫硝裝置出口NOx 波動太大，瞬時噴氨量相對過大，引起氨逃逸增加(jia)。
脫(tuo)硝裝(zhuang)置(zhi)入口NOx 分布(bu)不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)，與噴氨格柵(ammonia injection grid，AIG)每(mei)個噴嘴(zui)的噴氨量不(bu)匹配，導致(zhi)脫(tuo)硝裝(zhuang)置(zhi)出口NOx 不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)，從而使脫(tuo)硝裝(zhuang)置(zhi)局(ju)部氨逃逸高[21]。同時，噴氨格柵噴氨不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)，導致(zhi)脫(tuo)硝裝(zhuang)置(zhi)出口NOx 不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)，致(zhi)使局(ju)部逃逸氨較高。
3.1.2 測(ce)量(liang)系統不精確(que)，導致噴氨量(liang)失衡
一般SCR 裝置左右側出入(ru)口各裝一個(ge)測(ce)點(dian)，在(zai)測(ce)點(dian)發(fa)生表管(guan)堵(du)塞、零(ling)(ling)漂時(shi)， 測(ce)量(liang)(liang)(liang)系統(tong)不準確，測(ce)量(liang)(liang)(liang)數據不具有代表性(xing)，導致(zhi)自調系統(tong)噴氨過量(liang)(liang)(liang)，從而引起氨逃(tao)逸(yi)升高。包(bao)括NOx 測(ce)點(dian)、氧量(liang)(liang)(liang)測(ce)點(dian)、氨逃(tao)逸(yi)測(ce)點(dian)在(zai)內的測(ce)點(dian)位置不具代表性(xing)，或者測(ce)點(dian)數量(liang)(liang)(liang)過少(shao)，不能隨時(shi)比對，當發(fa)生表管(guan)堵(du)塞、零(ling)(ling)漂時(shi)不能及時(shi)發(fa)現等會導致(zhi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)不準，從而引起氨逃(tao)逸(yi)升高。
測點故障(zhang)率高，當測點故障(zhang)時，指示不準，引起自(zi)動調節切除，只(zhi)能手動調節，難(nan)以適應自(zi)動發電控制(automatic generation control，AGC)負荷隨時變動的需求。
3.1.3 運行狀況變化，導(dao)致噴氨量失衡
在(zai)機組變負荷(he)和啟(qi)停(ting)制粉系(xi)統時(shi)，脫(tuo)硝(xiao)(xiao)裝(zhuang)置入口(kou)NOx 濃(nong)(nong)度(du)(du)波(bo)動(dong)(dong)大， 從(cong)而引起脫(tuo)硝(xiao)(xiao)裝(zhuang)置出口(kou)NOx 濃(nong)(nong)度(du)(du)波(bo)動(dong)(dong)大，噴氨(an)量波(bo)動(dong)(dong)大，引起氨(an)逃逸增加(jia)。在(zai)實際運行(xing)中，尤其在(zai)大幅變負荷(he)時(shi)，脫(tuo)硝(xiao)(xiao)裝(zhuang)置入口(kou)NOx 變化較大，會(hui)加(jia)大脫(tuo)硝(xiao)(xiao)裝(zhuang)置自動(dong)(dong)調節的難度(du)(du)。
AGC 投入(ru)時(shi)(shi)，機組變負荷(he)時(shi)(shi)普遍速率較快(kuai)(kuai)。為(wei)了響應負荷(he)的快(kuai)(kuai)速變化，燃料量變化太快(kuai)(kuai)，風粉配比(bi)不(bu)能保證脫(tuo)硝裝置入(ru)口NOx 穩定(ding)。
煙氣溫度變化幅度大。機組在低(di)負荷(he)運行時，煙溫下降(jiang)，局部(bu)煙溫較低(di)，會引(yin)起(qi)催化劑活性下降(jiang)，從而引(yin)起(qi)氨逃逸(yi)升(sheng)高。
3.2 燃煤電廠氨的危害
氨(an)逃(tao)逸是(shi)指SCR 脫硝(xiao)系統由于種種原因，會(hui)造成脫硝(xiao)催化劑后的煙氣(qi)中氨(an)氣(qi)的濃度超(chao)標。這會(hui)帶來一系列嚴重后果，其中下游設備的堵塞是(shi)主要(yao)危害。
催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)堵(du)塞。由于銨(an)鹽和飛灰小顆(ke)粒在催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)小孔中(zhong)沉積(ji)。阻(zu)礙了NOx、NH3、O3 到達催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)活性(xing)表(biao)面，引(yin)起催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)鈍化(hua)(hua)。鈍化(hua)(hua)后，脫(tuo)硝效率(lv)下(xia)降，為了保證NOx 穩定達標排放，會(hui)噴更多(duo)的氨，這將引(yin)起惡(e)性(xing)循環。
空(kong)氣(qi)預(yu)熱(re)器(qi)堵塞。銨鹽沉積(ji)在(zai)空(kong)氣(qi)預(yu)熱(re)器(qi)冷(leng)端， 引(yin)起空(kong)氣(qi)預(yu)熱(re)器(qi)堵塞， 進一(yi)步增加(jia)系統阻力，增加(jia)風機電耗，高(gao)負荷時風量不能滿足運(yun)行要求，引(yin)起空(kong)氣(qi)預(yu)熱(re)器(qi)冷(leng)端低溫腐(fu)蝕。
SCR 裝置出口CEMS 過濾(lv)器(qi)(qi)堵塞。SCR 裝置出口CEMS 一般采用抽取式，伴熱溫(wen)度為(wei)120℃，銨鹽容易沉(chen)積堵塞過濾(lv)器(qi)(qi)和取樣管，引起測點不準確以及自動調節失(shi)靈，大氣污染物(wu)排放超標。
電(dian)(dian)除塵(chen)極線積灰和布(bu)袋(dai)除塵(chen)器糊袋(dai)。氨逃逸容(rong)易(yi)引起(qi)電(dian)(dian)除塵(chen)極線積灰，陰(yin)陽極之間積灰產生搭(da)橋現象導(dao)致電(dian)(dian)除塵(chen)電(dian)(dian)場退出(chu)運(yun)行。氨逃逸過大會(hui)造(zao)成銨鹽糊在布(bu)袋(dai)上， 引起(qi)布(bu)袋(dai)除塵(chen)器壓(ya)差高，從(cong)而導(dao)致吸風機電(dian)(dian)流高，嚴重時(shi)影(ying)響風量、引起(qi)出(chu)力受(shou)阻。
系統堵塞(sai)后會引起送風機(ji)、一次風機(ji)、吸風機(ji)失速(su)、搶風，出力受阻，排煙溫度失控(kong)，甚至引發保(bao)護停機(ji)等事故。
氨(an)(an)逃逸(yi)過量進(jin)入(ru)大(da)氣環(huan)境，會對人體健康產生影(ying)響。氨(an)(an)被吸(xi)入(ru)肺后容易(yi)通過肺泡(pao)進(jin)入(ru)血液(ye)，與血紅蛋(dan)白結合，破(po)壞運氧(yang)功能。
3.3 燃煤電(dian)廠氨的控制
針對上面(mian)分(fen)析的燃(ran)煤電廠氨產生(sheng)的原(yuan)因，主要從以(yi)下3 個(ge)方(fang)面(mian)解決問題。
(1)一(yi)次系統(tong)的(de)優化(hua)改造，如流場、噴(pen)氨設備的(de)均勻(yun)性調整等。
開展燃(ran)燒優化試驗，做到在任何負荷下，噴
氨(an)格柵斷(duan)面NOx 均勻(yun)。例(li)如：可(ke)以(yi)重新確定各荷(he)下的氧量(liang)控制范(fan)圍(wei)，降(jiang)低脫硝(xiao)裝置(zhi)入(ru)(ru)(ru)口(kou)NOx 數值和(he)波動(dong)幅度。可(ke)以(yi)增加鍋爐自動(dong)投切(qie)粉、自動(dong)啟(qi)停磨煤機邏輯，判據(ju)除了引(yin)入(ru)(ru)(ru)氧量(liang)、負(fu)荷(he)、粉量(liang)、煤量(liang)外(wai)，還(huan)可(ke)以(yi)引(yin)入(ru)(ru)(ru)脫硝(xiao)裝置(zhi)入(ru)(ru)(ru)口(kou)NOx 作為前饋(kui)，使鍋爐在大擾(rao)動(dong)的情況下，保證脫硝(xiao)裝置(zhi)入(ru)(ru)(ru)口(kou)NOx 變化最小。
結(jie)合實際工況進(jin)行流場(chang)模擬設計，對噴氨格(ge)柵或渦流混合器(qi)進(jin)行分區(qu)優化(hua)，運行時(shi)實現(xian)全截面(mian)多點測量(liang)與噴氨分區(qu)優化(hua)及反(fan)饋，確保(bao)SCR 系(xi)統(tong)溫度(du)(du)場(chang)、濃度(du)(du)場(chang)、速度(du)(du)場(chang)滿足反(fan)應(ying)要求，實現(xian)系(xi)統(tong)穩定運行。
開展準確的煙道(dao)(dao)煙氣(qi)流場試(shi)(shi)驗和(he)煙道(dao)(dao)噴(pen)氨格柵(zha)均(jun)布試(shi)(shi)驗，做到在任何負(fu)荷下(xia)，噴(pen)氨格柵(zha)斷面噴(pen)氨均(jun)勻(yun)，催化劑斷面煙氣(qi)流速均(jun)勻(yun)，與煙氣(qi)量匹配。提高噴(pen)氨格柵(zha)均(jun)勻(yun)性(xing)，利用網格法實(shi)時(shi)監控(kong)噴(pen)氨格柵(zha)的均(jun)勻(yun)性(xing)。
(2)脫硝控制系(xi)統(tong)的優化，如自動調(diao)節(jie)系(xi)統(tong)的適應性和平穩(wen)性、測點的可靠(kao)性等。
提(ti)高自動調節系(xi)(xi)統的適應(ying)性，保證在任何工況(kuang)下(xia)都能滿足要求，將波動幅度控制到最小(xiao)，尤其在大(da)幅升降負荷和啟停制粉(fen)系(xi)(xi)統時(shi)，避免NOx長時(shi)間(jian)處于較低(di)的狀態(tai)。
提高CEMS 測(ce)點(dian)的(de)(de)可(ke)(ke)靠性，可(ke)(ke)以通(tong)過增加測(ce)點(dian)數量(liang)或者提高維護質量(liang)來提高測(ce)點(dian)的(de)(de)可(ke)(ke)靠性。盡量(liang)降低由于測(ce)點(dian)故障引起的(de)(de)自(zi)動(dong)調節功能失效時間。
控制(zhi)脫硝裝置入口煙溫在合理范圍(wei)，保證(zheng)催化劑工(gong)作(zuo)在最佳工(gong)作(zuo)溫度，過(guo)高容易(yi)燒(shao)結，過(guo)低脫硝效率(lv)不高，容易(yi)中毒和失(shi)去活性。
(3)鍋爐燃燒(shao)調整的優化，如燃燒(shao)自動調節(jie)系統對NOx 的兼顧(gu)和前饋等。
優化燃燒(shao)調(diao)(diao)整(zheng)自(zi)動(dong)調(diao)(diao)節特(te)性，在(zai)燃燒(shao)自(zi)動(dong)調(diao)(diao)節中考慮風粉自(zi)動(dong)調(diao)(diao)節對(dui)脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置入口NOx 的影(ying)響，使(shi)脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置入口NOx 在(zai)負荷波(bo)動(dong)和其(qi)他(ta)擾動(dong)下波(bo)動(dong)幅(fu)度(du)最小，降低脫(tuo)硝(xiao)自(zi)動(dong)調(diao)(diao)節的難度(du)。
優化脫(tuo)硝(xiao)測點反(fan)吹(chui)期間(jian)(jian)的(de)控制(zhi)策略。在自動(dong)調(diao)節邏輯中(zhong)引(yin)入(ru)脫(tuo)硝(xiao)裝置入(ru)口NOx 前饋信號和凈煙(yan)氣NOx 反(fan)饋信號。在反(fan)吹(chui)期間(jian)(jian)合理選擇(ze)被調(diao)量，在反(fan)吹(chui)結(jie)束后，再切回原來的(de)被調(diao)量，保(bao)證在反(fan)吹(chui)結(jie)束后NOx 參數平穩，不出現(xian)大(da)幅跳變(bian)。
合理調整反(fan)(fan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)時(shi)(shi)(shi)間和時(shi)(shi)(shi)段。杜絕(jue)兩點和三(san)點測(ce)點的(de)同(tong)時(shi)(shi)(shi)反(fan)(fan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)。當由于反(fan)(fan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)時(shi)(shi)(shi)間間隔不同(tong)而(er)出現同(tong)時(shi)(shi)(shi)反(fan)(fan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)時(shi)(shi)(shi)，其中(zhong)一(yi)點反(fan)(fan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)時(shi)(shi)(shi)間自動(dong)提前或后延10 min，避免同(tong)時(shi)(shi)(shi)反(fan)(fan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)。
合理確(que)定AGC 響(xiang)應(ying)速度。長期的負荷波動(dong)，給設備帶來交變應(ying)力(li)，大大降低使用壽命(ming)，對于環保參數的控制也極為(wei)不利。
4 燃煤電廠重金屬排放與控制
隨著燃(ran)煤電廠超(chao)低(di)排放(fang)的推進(jin)并接近全面完成，從(cong)排放(fang)角度，燃(ran)煤電廠重(zhong)金屬污(wu)染越來越成為關(guan)注的重(zhong)點(dian)。從(cong)環境角度，燃(ran)煤對大氣、天然水體的重(zhong)金屬污(wu)染也(ye)越來越受到重(zhong)視。所以專門對燃(ran)煤進(jin)行(xing)重(zhong)金屬的分(fen)析、分(fen)布研(yan)究，進(jin)而進(jin)一步采(cai)取控制措施很有必要。
4.1 燃煤(mei)電廠(chang)重(zhong)金(jin)屬的產生(sheng)
燃煤(mei)(mei)電(dian)廠煙氣中(zhong)重金屬(shu)產生(sheng)的原因主要(yao)是(shi)來自于煤(mei)(mei)種(zhong)，不(bu)同(tong)煤(mei)(mei)種(zhong)的重金屬(shu)分布不(bu)一樣(yang)[。其中(zhong)，砷、汞、鉻、鎘(ge)、鈷、鎳、錫(xi)、鋅(xin)、鉛和(he)釩(fan)等是(shi)煤(mei)(mei)的燃燒(shao)中(zhong)最值得(de)關注(zhu)的10 種(zhong)對(dui)環(huan)境和(he)人類健(jian)康造(zao)成危害的痕量重金屬(shu)元素。
國(guo)內外學者對(dui)中國(guo)燃(ran)煤電(dian)廠(chang)2 0 0 5 — 2 0 1 0 年(nian)產生的部分代表性(xing)重金(jin)屬排(pai)(pai)(pai)(pai)放量進行了研究，得到As 大(da)約排(pai)(pai)(pai)(pai)放量在236.1~550.08 t，Se 大(da)約排(pai)(pai)(pai)(pai)放量在543.8~786.8 t， Sb 在32.9~211.8 t， Pb 在4 556 t 左右。進入2015 年(nian)之后，重金(jin)屬排(pai)(pai)(pai)(pai)放量會(hui)隨(sui)著超(chao)低(di)排(pai)(pai)(pai)(pai)放全(quan)面展開而大(da)幅下降(jiang)。
4.2 燃煤(mei)電廠(chang)中(zhong)重(zhong)金(jin)屬的危害(hai)
燃煤電廠(chang)中重金屬(shu)的(de)危害(hai)，主(zhu)要不(bu)是對(dui)電廠(chang)系統(tong)自身的(de)危害(hai)，而(er)是對(dui)社會環境(jing)的(de)危害(hai)。重金屬(shu)的(de)危害(hai)在于它不(bu)能被微生物(wu)分解(jie)且能在生物(wu)體內富集形(xing)成(cheng)其他(ta)毒性(xing)更強(qiang)的(de)化合物(wu)。在環境(jing)中重金屬(shu)經歷(li)地質和(he)生物(wu)雙(shuang)重循環遷移(yi)轉化，最終通過(guo)大氣(qi)、飲水、食(shi)物(wu)等渠道，以氣(qi)溶膠、粉塵顆(ke)粒或蒸(zheng)汽的(de)形(xing)式被人吸入體內。
重金屬不僅危害人體(ti)的(de)(de)呼吸系統(tong)，甚至隨著血液循(xun)環，在體(ti)內(nei)長期積蓄，有的(de)(de)會與體(ti)內(nei)某些有機(ji)(ji)物結(jie)合并轉化(hua)為毒(du)性(xing)更強的(de)(de)金屬有機(ji)(ji)化(hua)合物。
4.3 燃煤(mei)電(dian)廠中重金(jin)屬的(de)控制
目前燃(ran)煤電廠(chang)針對(dui)重金(jin)屬(shu)進(jin)行(xing)控制的只(zhi)有汞及其化合物，其余重金(jin)屬(shu)沒有系(xi)統提出控制措(cuo)施和(he)排放(fang)標準，也都是(shi)在除塵、脫硫、脫硝中進(jin)行(xing)協同(tong)控制。
僅以(yi)汞的(de)控(kong)制進行(xing)說明。燃(ran)(ran)煤電廠汞污染防治技術(shu)可分(fen)為3 類：燃(ran)(ran)燒前(qian)控(kong)制、燃(ran)(ran)燒中控(kong)制和技術(shu)，燃(ran)(ran)燒中控(kong)制主要通過改變優化燃(ran)(ran)燒和在爐膛(tang)中噴入添加(jia)劑氧(yang)化吸附等方式，結合后續(xu)設施加(jia)以(yi)控(kong)制。
燃燒(shao)后(hou)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)主要有(you)3 種：一是基于(yu)現(xian)有(you)非汞(gong)(gong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)設(she)施的(de)(de)(de)協(xie)同控(kong)(kong)(kong)制(zhi)技術(shu)，利用現(xian)有(you)非汞(gong)(gong)污染物控(kong)(kong)(kong)制(zhi)設(she)施(包括SCR、ESP、FGD 等)對汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)協(xie)同控(kong)(kong)(kong)制(zhi)作用[28];二是基于(yu)現(xian)有(you)設(she)施改(gai)進的(de)(de)(de)單項控(kong)(kong)(kong)汞(gong)(gong)技術(shu)，如(ru)改(gai)性SCR 催化(hua)(hua)劑(ji)汞(gong)(gong)氧化(hua)(hua)技術(shu)、除塵器(qi)前噴射吸附劑(ji)(如(ru)活(huo)(huo)性炭、改(gai)性飛灰、其他多孔(kong)材(cai)料(liao)等)、脫硫塔內添加穩(wen)定劑(ji)、脫硫廢水中(zhong)加絡合(螯合)劑(ji)等技術(shu)，實現(xian)更高的(de)(de)(de)汞(gong)(gong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)效果;三是通過專門的(de)(de)(de)多污染物控(kong)(kong)(kong)制(zhi)技術(shu)(等離(li)子、臭氧、活(huo)(huo)性焦、有(you)機胺、雙氧水等) 及裝(zhuang)備(bei)實現(xian)汞(gong)(gong)、硫、氮等多污染物聯合脫除。此(ci)外(wai)，汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)和檢測(ce)(ce)技術(shu)發(fa)展迅速，既可以在線監(jian)(jian)測(ce)(ce)，又(you)可以手工(gong)采樣監(jian)(jian)測(ce)(ce)。
5 燃煤電廠非傳統大氣污染物控制政策建議
由于(yu)國家(jia)層面當(dang)前還沒有出臺燃(ran)煤電廠(chang)(chang)SO3、氨、重金屬等(deng)非傳統大氣污(wu)染物系統的(de)控制政策(ce)與(yu)技(ji)術，所以(yi)針對燃(ran)煤電廠(chang)(chang)上述非傳統大氣污(wu)染物的(de)控制，建議盡快加大研究力度，盡快加大工程示范。
5.1 盡快(kuai)出臺防治(zhi)技術政(zheng)策(ce)
結合全國煤(mei)種分布(bu)、燃煤(mei)電(dian)(dian)廠(chang)區(qu)域分布(bu)以及排放情況，盡快(kuai)研(yan)究制定(ding)出針(zhen)對地方(fang)SO3、氨、重金屬(shu)的(de)控(kong)制技術政(zheng)策(ce)(ce)，分別(bie)出臺(tai)《火(huo)電(dian)(dian)廠(chang)三(san)氧化(hua)硫污染(ran)防治(zhi)技術政(zheng)策(ce)(ce)》、《火(huo)電(dian)(dian)廠(chang)氨污染(ran)防治(zhi)技術政(zheng)策(ce)(ce)》、《火(huo)電(dian)(dian)廠(chang)重金屬(shu)污染(ran)防治(zhi)技術政(zheng)策(ce)(ce)》，為全國火(huo)電(dian)(dian)行業SO3、氨、重金屬(shu)等非(fei)傳統大氣污染(ran)物(wu)(wu)的(de)污染(ran)防治(zhi)以及相關的(de)大氣污染(ran)物(wu)(wu)協同治(zhi)理(li)的(de)技術選擇(ze)，環境管(guan)理(li)部門(men)的(de)監管(guan)，以及企業污染(ran)防治(zhi)工(gong)作提供宏觀的(de)技術政(zheng)策(ce)(ce)支(zhi)撐(cheng)。
5.2 盡快出臺排放控制標準(zhun)
針對包(bao)括(kuo)燃煤電廠(chang)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)在(zai)內(nei)(nei)的鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)排(pai)放(fang)標(biao)準，目前國內(nei)(nei)已(yi)經有北京、上海、天津、廣東、山東等省市出臺，包(bao)括(kuo)河(he)北、陜西在(zai)內(nei)(nei)的部(bu)分省份尚在(zai)征求(qiu)意(yi)見(jian)。杭(hang)州也出臺了《鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)大氣污染物排(pai)放(fang)標(biao)準》(征求(qiu)意(yi)見(jian)稿)，在(zai)全國范圍內(nei)(nei)首次(ci)提出了包(bao)括(kuo)現有、新建的燃煤鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)(包(bao)括(kuo)燃煤發電鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu))、燃油(you)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)、燃氣鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)、燃生物質鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)、摻燒(shao)垃圾污泥的鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)的SO3、氨的控(kong)制。
建(jian)議(yi)結合(he)當前生(sheng)態環境的(de)形(xing)勢，在充分(fen)的(de)技(ji)術經(jing)濟(ji)性(xing)調(diao)研基礎上(shang)，向國家(jia)環境保護主管部門(men)提出(chu)相關控制(zhi)政(zheng)(zheng)策建(jian)議(yi)以及對應的(de)環保經(jing)濟(ji)政(zheng)(zheng)策。建(jian)議(yi)全國盡快出(chu)臺相關排放控制(zhi)標準， 把(ba)SO3、氨、部分(fen)重金屬作為重點大(da)氣(qi)污(wu)染(ran)物納入標準控制(zhi)體(ti)系，在火電廠大(da)氣(qi)污(wu)染(ran)防治從政(zheng)(zheng)策、標準，到技(ji)術路線形(xing)成一個完整的(de)體(ti)系。
5.3 盡(jin)快出(chu)臺(tai)控制技術路線
在(zai)出臺相(xiang)關排放控制(zhi)標準的(de)(de)(de)同時(shi)，積(ji)極組織(zhi)相(xiang)關科研(yan)院所、高(gao)校等(deng)技(ji)術(shu)力量，全(quan)面調研(yan)與(yu)(yu)評(ping)估全(quan)國不同地區(qu)火電(dian)行(xing)業(ye)SO3、氨(an)(an)、重金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)排放水平。在(zai)此基礎(chu)上，以燃煤(mei)(mei)電(dian)廠SO3、氨(an)(an)治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)為重點，同時(shi)考慮重金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)防(fang)治(zhi)(zhi)(zhi)，兼顧其余相(xiang)關的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)協同控制(zhi)與(yu)(yu)治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)， 對中(zhong)國火電(dian)廠SO3、氨(an)(an)、重金(jin)屬(shu)等(deng)污(wu)染(ran)(ran)治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)措施進行(xing)系統梳(shu)理(li)(li)與(yu)(yu)研(yan)究，特別(bie)是燃煤(mei)(mei)電(dian)廠SO3、氨(an)(an)的(de)(de)(de)達標排放可行(xing)技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)研(yan)究，結合當前中(zhong)國宏觀的(de)(de)(de)環境管(guan)理(li)(li)戰略要求，進一(yi)步提出引(yin)領火電(dian)行(xing)業(ye)非(fei)傳統大(da)氣污(wu)染(ran)(ran)物(wu)污(wu)染(ran)(ran)防(fang)治(zhi)(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)與(yu)(yu)發展方向。
5.4 盡快開展(zhan)相關工程示范
結合上述從(cong)政策(ce)、標準(zhun)到技(ji)(ji)術(shu)路線的(de)(de)建議，需要(yao)同步開(kai)展相關工程(cheng)示(shi)(shi)范。由于(yu)中國部分(fen)電力(li)行業科研(yan)院所，以及部分(fen)重(zhong)點高校，已經針(zhen)對煤炭燃燒過(guo)程(cheng)中產生的(de)(de)SO3、氨、重(zhong)金屬等(deng)非傳統(tong)大氣污染物(wu)進行了(le)重(zhong)點研(yan)究，在(zai)治理(li)技(ji)(ji)術(shu)上也有(you)了(le)很(hen)多技(ji)(ji)術(shu)儲備，有(you)些甚至已經形成(cheng)了(le)成(cheng)果，所以需要(yao)從(cong)國家層面，尤(you)其是科技(ji)(ji)部、生態環境部等(deng)政府層面，以重(zhong)點科研(yan)項目的(de)(de)形式和途徑(jing)，盡快立(li)項開(kai)展工程(cheng)示(shi)(shi)范工作。
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