研究分析了天津市地方標準《火電廠大氣污染物排放標準》(DB12/810-2018)中對于煙氣溫度排放限值的要求,并與國家標準和其他省市地方標準進行對比分析,研究和探討天津市地方標準實施后對天津市燃煤發(fā)電廠濕煙羽現(xiàn)象治理的影響,分析了目前濕煙羽治理技術的可行方案。

引言

天津市地方標準《火電廠大氣污染物排放標準》（DB12/810-2018）已于2018 年7 月1 日起正式實施。該標準的實施，進一步嚴格控制了火電廠大氣污染物排放限值，并規(guī)定于2019 年11月1 日起火電廠煙氣溫度進行控制。這是天津市制定的首個對火電廠煙氣溫度進行控制的地方標準，該標準的發(fā)布將為天津市大氣環(huán)境改善作出貢獻。

濕煙羽指的是燃煤電廠鍋爐廢氣中，飽和濕煙氣與環(huán)境冷空氣混合，在降溫過程中，所含的水蒸氣飽和凝結，由于凝集水霧滴對光線產(chǎn)生折射、散射，使煙羽呈現(xiàn)出白色或者灰色的現(xiàn)象，俗稱“大白煙”。而天津市地方新標準中對于煙氣溫度的控制，主要目的就是為了減弱“大白煙”現(xiàn)象。濕煙羽的源頭是水分，煙氣中飽和水蒸氣是吸熱產(chǎn)生的，含有大量潛熱，控制煙氣的溫度、濕度是煙氣脫白的關鍵。

1 標準概述

天津市地方標準《火電廠大氣污染物排放標準》將火電廠以燃煤鍋爐、燃油鍋爐及燃氣鍋爐、燃氣輪組進行分類，分別規(guī)定了其顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、煙氣黑度的排放限值要求。此外，標準還對燃煤發(fā)電鍋爐及65t/h 以上燃煤非發(fā)電鍋爐的煙氣排放溫度作出了相關規(guī)定。

2 標準對比分析

2.1 與國家標準對比分析

該標準與國家標準《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）對比，污染物排放限值更加嚴格。以燃煤鍋爐為例，顆粒物排放濃度限值由30mg/m3 降為10 mg/m3，二氧化硫濃度排放限值由100 mg/m3 降為35 mg/m3，氮氧化物由100 mg/m3降為50 mg/m3。煙氣黑度排放限值仍為1 級。國家標準中未對煙氣溫度作出排放限值要求。天津市新地標中規(guī)定自2019 年11月1 日起，現(xiàn)有燃煤發(fā)電鍋爐及65t/h 以上燃煤非發(fā)電鍋爐煙氣排放溫度應達到采暖期溫度小于45℃, 非采暖季溫度小于48℃的煙氣排放控制要求。

天津市新地標的建立, 是為了加強對天津市火電行業(yè)發(fā)電鍋爐大氣污染物的排放控制，促進行業(yè)技術進步和可持續(xù)發(fā)展。

2.2 與其他省市地方標準對比分析

上海市于2016 年1 月發(fā)布了《燃煤電廠大氣污染物排放標準》，該標準規(guī)定“燃煤發(fā)電鍋爐應采取煙溫控制及其他有效措施消除石膏雨、有色煙羽等現(xiàn)象”，2018 年11 月，浙江省發(fā)布《燃煤電廠大氣污染物排放標準》，該標準規(guī)定“位于環(huán)境空氣敏感區(qū)的燃煤電廠應采取煙溫控制或其他有效措施消除石膏雨、有色煙羽等現(xiàn)象”。

此外，徐州、唐山、石家莊、廣東、江西、連云港、邯鄲、河北等多省市均發(fā)布相關標準或者政策，要求燃煤電廠開展煙氣脫白工作。

3 煙羽脫白可行性技術

目前，煙羽脫白的可行技術方案主要有煙氣冷凝技術、煙氣再熱技術以及煙氣冷凝再加熱三種。

3.1 煙氣再熱技術

煙氣再熱技術是對進入煙囪前的濕飽和煙氣進行加熱，將濕煙氣的溫度升高，保持濕煙氣的絕對含濕量不變，相對含濕量減小，使得煙氣相對濕度小于升溫后的飽和濕度，從而達到消除煙羽的技術要求。煙氣再熱技術一般適用于煙氣量較小的機組。

3.2 煙氣冷凝技術

煙氣冷凝又分為直接冷凝、間接冷凝和漿液冷凝等三種方式。直接冷凝技術一般通過在脫硫后增設冷卻塔，通過噴淋水降溫方式降低煙氣溫度。噴淋水可以進行回收利用，此種方法適用于缺水地區(qū)的電廠。

間接冷凝技術主要通過在脫硫后煙道中安裝煙氣冷凝換熱器，通過煙氣熱量降低煙氣溫度，實現(xiàn)降低脫硫后煙氣含濕量。漿液冷凝技術是通過冷卻脫硫漿液降低脫硫出口煙氣溫度，實現(xiàn)降低脫硫后煙氣含濕量，將脫硫吸收塔頂層及次頂層噴淋層改造為低溫噴淋層，在其管路上設置漿液冷卻器，從而實現(xiàn)冷凝的目的。

3.3 煙氣冷凝再加熱技術

煙氣冷凝再加熱技術是通過煙氣冷凝降溫后，煙氣中的水汽凝結析出后，再通過煙氣再熱裝置，提升煙氣溫度消除“濕煙羽”。目前，上海外高橋第三發(fā)電有限責任公司#7 機組(1000MW)采用的是該種方案進行煙羽脫白。通過冷凝再熱技術，不僅能夠有效控制有色煙羽，還能進一步取得污染物深度減排、深度節(jié)水和綜合能耗大幅降低的效果。

4 天津市燃煤電廠開展煙羽脫白工作的難點分析

天津市新地標的提出，督促天津市各燃煤電廠開展煙羽脫白治理工作。煙羽脫白治理的工作難點主要包括資金、技術以及時間。為解決企業(yè)開展煙羽脫白工作上的資金困難，天津市生態(tài)環(huán)境局將燃煤電廠煙羽脫白綜合治理工作納入2018 年中央大氣污染防治專項資金補助計劃，對于按時開展煙羽脫白治理工作的企業(yè)，給予中央、市、區(qū)三級財政補助。

不同企業(yè)由于受到實際場地、水源等條件的限制，需要企業(yè)結合實際情況，選擇適合自身的煙羽脫白技術。而為了不影響電廠的整體發(fā)電計劃，除濕脫白裝置及其附屬系統(tǒng)的安裝和調試需要利用機組停機檢修期開展。因此項目的實施對于時間具有嚴格的控制。

結語

天津市新地標的提出，首次對燃煤電廠鍋爐廢氣的煙氣溫度提出了排放限值要求。其目的是通過降低煙氣溫度，從而改善“濕煙羽”現(xiàn)象。目前煙氣脫白技術可行方案主要有煙氣冷凝技術、煙氣再熱技術以及煙氣冷凝再加熱三種，天津市各燃煤發(fā)電廠應結合自身實際情況，選擇適合自己的煙羽脫白技術，降低煙氣溫度，改善“濕煙羽”現(xiàn)象，確保排放的煙氣滿足天津市新地標的要求，為天津市大氣環(huán)境的改善作出貢獻。

PS:

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目前電力系統(tǒng)已成功投入運行的脫白業(yè)績，在脫硫煙氣降溫段主要采用大型全焊接板式漿液冷卻器，換熱面積單臺在1000平米以上。在煙道升溫階段主要是大型板式脫硫煙氣蒸汽加熱技術，利用飽和蒸汽潛熱來加熱煙氣，由于該階段介質為不良導熱凈化煙氣，換熱更需要高效的大型板式換熱器，一般單臺換熱面積達5000平米以上。

國內目前具備該類產(chǎn)品設計生產(chǎn)能力的廠家很少，旺泰科技目前已經(jīng)成為國內第一批進行有色煙羽治理、煙氣脫白領域的核心骨干企業(yè)，是目前已成功投運的業(yè)績最多，投用單臺面積最大的廠家。