系列報道 || 永安電廠2×300MW耦合發電CFB爐干法超低排放協同多污染物高效凈化


永安電廠2×300MW耦合發電CFB爐干法超低排放協同多污染物高效凈化

——“減污降碳、協同發力,碳減排從高質量超低排放做起”系列報道

為積極應對氣候變化,2020922日,我國在第七十五屆聯合國大會上提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”,即“30·60雙碳”目標。

2019年我國二氧化碳排放113億噸,占到全世界碳排放近30%。按照煤耗統計,電力行業碳排放量占中國總體碳排放量的37%,我國煤電行業碳排放水平占全世界的10%。為此,煤電行業是我國實現“30·60雙碳目標”的重點碳減排工業領域。

降低煤電機組的煤耗,是我國煤電行業積極開展碳減排的一項重要措施。

“利用煤電機組對污泥、垃圾等進行耦合發電,對固廢進行無害化、減量化、資源化、規模化處理”是一項一舉多得的碳減排有效措施,是國家發改委、能源局和生態環境部鼓勵的煤電低碳清潔發展方向。

相比于單一燃煤,鍋爐燃煤混燒污泥、垃圾產生的煙氣污染物組分更加復雜,對燃煤煙氣超低排放裝置提出了更高的要求。20214月,上海市生態環境局最新發布《燃煤耦合污泥電廠大氣污染物排放標準》(DB31/1291-2021),與單純的燃煤煙氣相比,增加了氯化氫、二噁英、鎘、鉈等污染物指標,顆粒物和汞及其化合物排放標準更嚴,充分說明了這一點。

1. 上海市《燃煤電廠大氣污染物排放標準》(DB31/9632016

2. 上海市《燃煤耦合污泥電廠大氣污染物排放標準》(DB31/1291-2021

雖然我國煤電機組絕大多數都實現了超低排放,但并不是所有的超低排放煤電機組的超低排放裝置,可以高效凈化耦合污泥、垃圾后產生的多組分煙氣污染物。

福建華電永安發電有限公司坐落于福建燕江河畔,是一家以發電為主、供熱為輔的大型煤電企業,擁有2×300MWCFB鍋爐發電機組。

燕江是閩江上游的一條主要支流,而閩江又是福建省最大獨流入海(東海)的河流。

為此,永安電廠在實施燃煤煙氣超低排放時,高度重視避免脫硫廢水對燕江產生污染,經過多方論證、比選,最終首家選擇了福建龍凈開發的可有機耦合CFB鍋爐爐內脫硫實現低成本超低排放,且零脫硫廢水的DSC-M干式超凈+工藝技術。

永安電廠的兩臺CFB鍋爐機組超低排放改造裝置于20156月(8#機組)、11月(7#機組)先后完成投運,一舉成為福建省內投運的首臺超低排放煤電機組,不僅獲得了國家超低電價補貼,還由于DSC-M干式超凈+裝置與鍋爐的100%同步運轉率以及系統阻力低等優點,助力永安電廠的單位發電煤耗在華電集團內最優。見下圖3所示。

3. 華電集團300MW等級CFB鍋爐發電機組供電煤耗對比

將上圖3其他三個電廠的年利用小時數和出力系數與永安電廠拉平計算可知,永安電廠2300MW機組因單位煤耗降低,年碳排放量比漳平火電少6.18萬噸,比巡檢司發電公司少11.66萬噸,比坪石發電廠少7.22萬噸。見下表所示。

1.  永安電廠與漳平火電、巡檢司發電、坪石發電廠單位煤耗比

永安電廠

漳平火電

巡檢司發電

坪石發電廠(B廠)

利用小時(h

3758

3758

3758

3758

出力系數(%

84.03%

84.03%

84.03%

84.03%

廠用電率(%

5.48%

5.01%

6.86%

5.94%

供電煤耗(g/kWh)

321.94

335.03

346.63

337.22

發電量(kWh

947354220

947354220

947354220

947354220

碳排放量(萬噸/年)

152.04

158.22

163.70

159.25

碳排放量相對量(萬噸/年)

/

6.18

11.66

7.22

注:按1g標煤排放2.493gCO2計算。


國家環境分析測試中心,曾在永安電廠2×300MW機組的DSC-M干式超凈+工藝裝置投運半年后,對其進行了一次全煙氣組分污染物排放濃度的手工測試,發現除了國家要求的NOxSO2、煙塵三項指標滿足超低排放外,還高效協同脫除了SO3,HCl,HF,重金屬Hg、Pb、Sn等多種污染物。見下圖4所示。

圖4. 國家環境分析測試中心針對永安電廠DSC-M干式超凈+裝置的檢測報告單

永安市是福建省重要的工業基地,每日產生的鞋、服加工邊角料550噸以上,生活和工業用水產生污泥100噸左右。永安市也是中國著名的筍竹之鄉,在竹筍的生產加工旺季,每年產生筍殼約6萬噸。這些大體量的固體廢棄物,常規的生活垃圾焚燒發電廠難以處理,而單純的低溫焚燒會導致嚴重的環境污染。

2017年,永安電廠考慮到福建龍凈的DSC-M干法超凈+裝置具有多組分污染物協同凈化能力,率先響應國家關于開展燃煤耦合發電創新的號召,通過技改,將永安當地的污泥、垃圾與燃煤一起進行耦合發電。

2018329日,永安電廠全國首臺燃煤耦合垃圾及污泥的300MW循環流化床鍋爐機組完成技改并網發電。截至20215月,經三年多的運行驗證,永安電廠的CFB鍋爐配套的DSC-M干法超凈+裝置在鍋爐燃煤耦合垃圾及污泥發電后一直正常工作,不僅保持穩定的超低排放,其余包括系統阻力、物耗、運轉率等各項性能指標也均與耦合發電前無異。

5. 永安電廠超低排放裝置整體照

6. 永安電廠超低排放改造后煙囪航拍圖

據了解,華電永安的2×300MW機組耦合發電,每日可處理城市固廢400噸、污泥200噸、生物質200噸,不僅經濟效益可觀,還因為每年可替代標煤13.1萬噸,相當于減少排放二氧化碳22萬噸。

福建龍凈DSC-M干式超凈+裝置,助力華電永安電廠2×300MW循環流化床鍋爐煤電機組成功實現了高效、綠色的耦合發電,為我國減污降碳、協同治理,加快煤電行業的碳減排樹立了一個標桿。

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