超低排放的協(xié)同節(jié)能節(jié)水效果
要想實現(xiàn)燃煤電廠大氣污染物超低排放,其煙氣治理工程必須統(tǒng)籌考慮,且工程質(zhì)量不能太差。同時,需加強運行管理,否則就難以保證超低排放長期穩(wěn)定的效果。但也正因為采取了這些工程措施與管理措施,超低排放在
節(jié)能節(jié)水方面效果顯著。
根據(jù)66萬千瓦機組的實際測試結(jié)果,與原來的靜電除塵器相比,采用低低溫靜電除塵器,在同樣除塵效率的前提下,可降低電除塵器的比集塵面積20%以上,減少電除塵器的設(shè)備投資;節(jié)約脫硫系統(tǒng)水耗40噸/小時,年節(jié)水超過20萬噸;降低整個煙氣系統(tǒng)約10%的引風(fēng)機電耗。同時,煙氣余熱的利用,可降低電廠的供電煤耗1.85克/千瓦時。僅此一項,一臺機組每年就可節(jié)約標(biāo)煤6105噸,相當(dāng)于
減排二氧化碳2.2萬噸。
用高頻電源供電基本上是電除塵器實現(xiàn)超低排放的標(biāo)準(zhǔn)配置。國電環(huán)境保護研究院控股公司生產(chǎn)的高頻電源在上海外高橋第三發(fā)電有限公司100萬千瓦機組上的首次應(yīng)用表明,實現(xiàn)了電除塵器節(jié)能69.5%,提效51.5%。近年來,累計投運的國電環(huán)境保護研究院的電除塵器高頻電源就達5000套,降低煙塵排放30%~70%。同時,降低電除塵器能耗50%~80%甚至更高,累計節(jié)電5.7億千瓦時,相當(dāng)于減排二氧化碳67萬噸。
國電科學(xué)技術(shù)研究院開發(fā)的凹凸環(huán)雙相提效脫硫技術(shù)在實現(xiàn)綜合脫硫效率提高5%~10%的同時,綜合能耗降低5%~8%。雙pH值循環(huán)控制脫硫技術(shù)(包括單塔雙循環(huán)、雙塔雙循環(huán)、一塔雙區(qū)技術(shù)等)、旋匯耦合脫硫除塵一體化技術(shù)等技術(shù)均可在較低液氣比的前提下,大幅度提高脫硫系統(tǒng)的脫硫效率。如大同云岡電廠僅運行3臺漿液循環(huán)泵(3層噴淋層)就可達到99%以上的脫硫效率,而不是靠增加噴淋層、增加液氣比、增加能耗來提高脫硫效率。當(dāng)然也不排除少數(shù)電廠由于不了解超低排放技術(shù),采用措施不當(dāng)?shù)姆椒ㄈ崿F(xiàn)超低排放。
據(jù)不完全統(tǒng)計,2014年全國實現(xiàn)超低排放的至少有14個電廠的19臺機組,總?cè)萘?34.5萬千瓦,其中有3臺百萬千瓦燃煤機組。表1顯示全國
電力行業(yè)污染物排放及煤耗指標(biāo)。
從表1中數(shù)據(jù)可以看出,2014年與2013年相比,由于實施超低排放等環(huán)保改造,電力行業(yè)大氣污染物排放量大幅下降。與此同時,發(fā)電煤耗、供電煤耗、廠用電率也均下降,說明超低排放等環(huán)保改造沒有造成耗能的明顯增加。
表2給出的是上海外高橋第三發(fā)電有限公司超低排放改造前、改造后的能耗與排放情況。由表2可見,2015年實現(xiàn)超低排放后,大氣污染物下降幅度很大,在全廠負(fù)荷率略有下降的情況下,發(fā)電煤耗與供電煤耗不但沒有上升,反而有所下降。
上海外高橋第三發(fā)電有限公司燃用的主要是神華煤,煤質(zhì)較好。但使用不同煤質(zhì)的
山西大同云岡電廠也同樣證明了這樣的節(jié)能效果。電廠于2014年對3號300MW煤粉爐燃煤機組實施了超低排放改造,工程于2014年10月投入運行。與改造前相比,由于采用了低低溫電除塵器,除塵系統(tǒng)能耗從0.41%下降至0.25%,脫硫系統(tǒng)能耗從0.92%上升至1.02%。兩者合計從1.33%下降至1.27%,煙氣凈化系統(tǒng)廠用電率有所下降。低低溫省煤器的應(yīng)用可使發(fā)電煤耗下降2g/kWh左右。
由此可見,不論是從單一電廠看,還是從整個電力行業(yè)看,在超低排放改造時,統(tǒng)籌考慮節(jié)能效果,可以實現(xiàn)節(jié)能與減排雙贏。
超低排放全面實施的必要性
我國是發(fā)展中國家,2014年人均能源消費量為2.2噸油當(dāng)量,遠低于加拿大的9.4、美國的7.1、俄羅斯的4.8、德國的3.8、法國的3.7、日本的3.6,甚至低于南非的人均水平2.4噸油當(dāng)量。2014年我國的人均用電量約是韓國的1/2,美國的1/3??梢?,能源與電力的增長在我國仍然是剛性需求。
2014年我國探明的資源儲量,石油僅是世界人均水平的1/17,天然氣是世界人均水平的1/10。如果為了改善環(huán)境,全面實施煤改氣,那么,天然氣消費將達到世界人均水平且以自產(chǎn)氣為主,我國天然氣將在5年之內(nèi)全面開采完畢。顯然這是不現(xiàn)實的,將嚴(yán)重影響我國的能源安全。
根據(jù)測算,假定標(biāo)準(zhǔn)煤炭價格以600元/噸計,超低排放后的電價成本為0.466元/kWh;燃?xì)鈨r格以3.6元/m3(標(biāo)況)計,9F燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電成本為0.932元/kWh,燃?xì)忮仩t發(fā)電成本則為1.0836元/kWh??梢?,在我國以天然氣代替燃煤發(fā)電來改善環(huán)境,經(jīng)濟上不具可行性。
統(tǒng)籌考慮能源安全、環(huán)境形勢和經(jīng)濟承受能力,在我國全面推行燃煤電廠的超低排放是現(xiàn)實、可行的選擇。隨著燃煤電廠超低排放的普遍實施,電力行業(yè)大氣污染物排放量將進一步大幅下降,但我國的環(huán)境空氣質(zhì)量可能仍不會滿足人民群眾的需求,主要是因為有50%左右的煤炭在非電行業(yè)使用,遠遠高于其他用煤國家。霾源于煤而止于電,這是世界主要用煤國家的共識,必須大幅度提高煤炭用于發(fā)電的比例,在其他領(lǐng)域與行業(yè)實施“以電代煤”是改善環(huán)境的根本出路。