大氣溫度對(duì)氮氧化物排放影響趨勢(shì)存在差異，A電廠環(huán)境溫度升高，氮氧化物濃度有升高的趨勢(shì);B電廠氮氧化物濃度升高趨勢(shì)不明顯;C電廠氮氧化物濃度先升高再降低。目前由于外界環(huán)境較難控制，燃?xì)廨啓C(jī)基本為被動(dòng)應(yīng)對(duì)，同時(shí)通過(guò)大氣濕度來(lái)降低氮氧化物濃度的空間有限(5～10mg/m3)，因此建議作為輔助降氮手段應(yīng)用。

綜上所述，通過(guò)對(duì)氮氧化物排放的影響因素分析，省內(nèi)現(xiàn)有本體燃燒技術(shù)的降氮能力差異不大，但較難實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷低氮排放，并受到自身出力、安全性等因素約束以及受到外界溫度、濕度變化影響，降氮空間有限。隨著未來(lái)幾年江蘇省環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，燃?xì)怆姀S還應(yīng)考慮加入其它降氮措施。

3降氮技術(shù)路線的研究

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有降氮技術(shù)路線主要為加裝SCR和燃?xì)廨啓C(jī)本體改造，兩項(xiàng)技術(shù)部分關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比如表5。加裝SCR影響機(jī)組的效率;在煙氣溫度達(dá)到反應(yīng)要求條件下即可實(shí)現(xiàn)脫硝;同時(shí)存在脫硝效率較難達(dá)到設(shè)計(jì)值、燃?xì)怆姀S用脫硝催化劑尚未國(guó)產(chǎn)化等問(wèn)題。燃燒器升級(jí)改造較難實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷低氮排放。

由表5可知，加裝SCR脫硝系統(tǒng)的技術(shù)可靠，性價(jià)比更高，但仍需要解決脫硝效率偏低和國(guó)產(chǎn)催化劑等問(wèn)題。因此，針對(duì)江蘇省燃?xì)怆姀S降氮技術(shù)路線開(kāi)展研究，還應(yīng)結(jié)合燃?xì)怆姀S環(huán)保設(shè)施現(xiàn)狀，并考慮機(jī)組的排放差異。根據(jù)調(diào)研，在不同排放水平下，江蘇省燃?xì)鈾C(jī)組預(yù)留SCR的情況如圖8所示。

假設(shè)江蘇省在役燃?xì)怆姀S需要將氮氧化物排放濃度降低至30mg/m3以下，則57%的50-40檔燃?xì)鈾C(jī)組無(wú)法選擇SCR脫硝，86%的40-30檔燃?xì)鈾C(jī)組無(wú)法選擇SCR脫硝。因此，江蘇省燃?xì)怆姀S需要根據(jù)實(shí)際情況采用合適的降氮技術(shù)手段。

結(jié)合江蘇省調(diào)研情況及現(xiàn)有脫硝技術(shù)現(xiàn)狀，對(duì)脫硝技術(shù)路線提出以下幾點(diǎn)建議:

(1)針對(duì)未預(yù)留SCR安裝位置的燃?xì)怆姀S，建議可在鍋爐側(cè)加裝直噴氨脫硝系統(tǒng)或在燃?xì)廨啓C(jī)側(cè)升級(jí)低氮燃燒器。

(2)針對(duì)預(yù)留空間不足的燃?xì)怆姀S，建議在鍋爐側(cè)優(yōu)化煙氣流場(chǎng)的基礎(chǔ)上加裝SCR脫硝系統(tǒng)，確保脫硝效率達(dá)到50%以上，同時(shí)在燃?xì)廨啓C(jī)側(cè)通過(guò)燃燒調(diào)整提高排氣中污染物濃度均勻性;在燃?xì)廨啓C(jī)電廠投產(chǎn)較早、低氮燃燒器等級(jí)較低的情況下，可考慮升級(jí)低氮燃燒器。

(3)針對(duì)預(yù)留空間充足的燃?xì)怆姀S，建議綜合考慮SCR脫硝和燃?xì)廨啓C(jī)改造的技術(shù)潛力和經(jīng)濟(jì)成本來(lái)選擇降氮措施。從目前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，加裝SCR脫硝系統(tǒng)初投資低，運(yùn)行后可滿足更嚴(yán)的地方標(biāo)準(zhǔn)要求，可優(yōu)先考慮。

4燃?xì)怆姀S環(huán)保趨勢(shì)分析

為規(guī)范燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組污染物排放水平，2011年我國(guó)發(fā)布了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011》(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”);隨后部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)也相繼發(fā)布地方標(biāo)準(zhǔn)或出臺(tái)政策要求:2011年年底北京發(fā)布《固定式燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB11847-2011》;2017年深圳市人民政府發(fā)布一號(hào)文《深圳市大氣環(huán)境質(zhì)量提升計(jì)劃(2017—2020年)》，進(jìn)一步降低燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組氮氧化物排放限值，具體情況如表6所示。

目前，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家早已對(duì)燃?xì)獍l(fā)電的污染物排放水平實(shí)施嚴(yán)格控制，以美國(guó)為例，通過(guò)低氮燃燒+SCR脫硝技術(shù)(與國(guó)內(nèi)主流技術(shù)相同)，燃?xì)廨啓C(jī)出口可達(dá)到30mg/m3排放水平，SCR脫硝效率高至80%，最終實(shí)現(xiàn)氮氧化物(2×10負(fù)6次方～5×10負(fù)6次方的排放水平，這說(shuō)明燃?xì)怆姀S進(jìn)一步降低氮氧化物的技術(shù)可行性。

同時(shí)，作為沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的江蘇環(huán)境容量小，公眾對(duì)環(huán)境污染十分關(guān)注。因此，隨著裝機(jī)容量的日益遞增，江蘇省燃?xì)獍l(fā)電行業(yè)的環(huán)保減排工作將受到足夠重視，地區(qū)性污染物排放標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步提高。

假設(shè)將氮氧化物排放濃度統(tǒng)一定為30mg/m3，根據(jù)本文圖2，則有54%的燃?xì)鈾C(jī)組需要采取進(jìn)一步降氮措施;根據(jù)本文圖3，假設(shè)制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，則需要加裝降氮設(shè)施的主要為F級(jí)機(jī)組;根據(jù)圖8，機(jī)組SCR預(yù)留情況存在差異，應(yīng)區(qū)別對(duì)待?；谝陨戏治?，本文作者對(duì)未來(lái)江蘇省燃?xì)怆姀S氮氧化物排放限值預(yù)測(cè)如下:

5江蘇省典型案例分析

江蘇省內(nèi)燃?xì)怆姀S數(shù)量眾多，氮氧化物排放水平和環(huán)保裝置運(yùn)行現(xiàn)狀差異較大。由于江蘇省西門(mén)子SGT5-4000F機(jī)組較多，因此，選取江蘇國(guó)信協(xié)聯(lián)燃?xì)廨啓C(jī)電廠(簡(jiǎn)稱“協(xié)聯(lián)電廠”)作為典型案例加以分析。

5．1環(huán)保設(shè)施現(xiàn)狀與環(huán)保排放水平

協(xié)聯(lián)電廠采用西門(mén)子SGT5-4000F(4+)型燃?xì)廨啓C(jī)，采用環(huán)形燃燒室。根據(jù)以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，西門(mén)子9F級(jí)機(jī)組NOx排放濃度偏高、濃度場(chǎng)不均勻，屬于該級(jí)別中NOx控制難度較大的機(jī)組。如圖9，該31機(jī)組氮氧化物排放水平處在50-40檔。

同時(shí)，協(xié)聯(lián)電廠余熱鍋爐采用立式布置，鍋爐內(nèi)預(yù)留有SCR脫硝空間，預(yù)留距離約5.65m，預(yù)留空間較為理想。

5．2降氮目標(biāo)和潛力分析

依據(jù)本文表7對(duì)江蘇省燃?xì)鈾C(jī)組排放限值的預(yù)測(cè)，協(xié)聯(lián)電廠氮氧化物濃度需降至25mg/m3以下。

根據(jù)本文表5，該電廠降氮技術(shù)有兩種選擇:SCR脫硝技術(shù)和燃燒器升級(jí)改造。與燃燒器升級(jí)改造相比，在脫硝效率能夠保障的條件下(50%～60%)，SCR脫硝后的排放水平不僅能滿足未來(lái)排放限值，而且指標(biāo)更優(yōu)。經(jīng)測(cè)算，改造后每臺(tái)機(jī)組每年將減排氮氧化物200t左右，環(huán)境效益明顯。同時(shí)，由于SCR脫硝技術(shù)成熟，國(guó)內(nèi)應(yīng)用案例較多，因此本文推薦選擇SCR脫硝技術(shù)。

5．3項(xiàng)目前景與困難分析

進(jìn)一步降低燃?xì)怆姀S氮氧化物排放，將不僅提升江蘇省大氣環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)也可解決電力環(huán)保產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，例如解決高NOx排放濃度、高濃度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布不均勻的NOx排放控制問(wèn)題，突破SCR系統(tǒng)脫硝效率低、氨逃逸率高的技術(shù)難題，提升國(guó)內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)電廠脫硝催化劑國(guó)產(chǎn)化水平等。為降低燃?xì)廨啓C(jī)電廠氮氧化物超低排放的實(shí)施成本，對(duì)需要SCR改造的同類型機(jī)組提供借鑒和參考，建議選擇1～2臺(tái)已具條件的機(jī)組進(jìn)行工程示范。

目前，江蘇省燃?xì)怆姀S普遍處在保本微利狀態(tài)，為響應(yīng)國(guó)家和地方逐步加嚴(yán)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)保設(shè)施實(shí)施升級(jí)改造勢(shì)必在一定程度上加重電廠經(jīng)營(yíng)壓力。同時(shí)每年還需考慮一定運(yùn)行成本。

因此，為促進(jìn)江蘇省燃?xì)獍l(fā)電的高效和清潔發(fā)展，建議相關(guān)部門(mén)對(duì)前期實(shí)施脫硝示范的燃?xì)怆姀S提供一定政策扶持和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，同時(shí)在新標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后對(duì)燃?xì)怆姀S提供連貫的政策支持，以緩解電廠經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的突出矛盾。

6結(jié)論與建議

6．1結(jié)論

(1)與已實(shí)現(xiàn)“超低排放”的燃煤電廠相比，江蘇省燃?xì)怆姀S在二氧化硫和粉塵排放方面仍具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，但氮氧化物排放優(yōu)勢(shì)已受到省內(nèi)超低排放燃煤機(jī)組的挑戰(zhàn)。

(2)三家主機(jī)廠商的低氮燃燒技術(shù)差異不大，但由于需平衡出力、安全、效率等多方面因素，同時(shí)受到大氣溫度、濕度影響，江蘇省現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)低氮燃燒技術(shù)降氮潛力有限。

(3)相比燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器升級(jí)改造，燃?xì)怆姀S加裝SCR脫硝系統(tǒng)的案例更多，性能更可靠，性價(jià)比更高。

(4)燃?xì)怆姀S需考慮現(xiàn)有機(jī)組環(huán)保排放水平及環(huán)保設(shè)施運(yùn)行現(xiàn)狀，綜合分析現(xiàn)有脫硝手段的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性，選擇更合適的降氮技術(shù)路線。

(5)江蘇省燃?xì)怆姀S氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)是大勢(shì)所趨，同時(shí)省內(nèi)燃?xì)怆姀S還應(yīng)關(guān)注機(jī)組啟停階段的黃煙問(wèn)題及全負(fù)荷氮氧化物減排問(wèn)題，做好降氮技術(shù)儲(chǔ)備。

6．2建議

在燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)一步降低氮氧化物排放的大趨勢(shì)下，本文提出以下建議:

(1)我省燃?xì)怆姀S應(yīng)密切跟蹤國(guó)家及地方環(huán)保政策的變化趨勢(shì)，提前做好相關(guān)技術(shù)準(zhǔn)備。

(2)在新標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)前，建議新建電廠應(yīng)提前預(yù)留SCR脫硝系統(tǒng)的合理安裝位置。

(3)燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、主機(jī)廠商等單位應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研力度，進(jìn)一步優(yōu)化SCR脫硝技術(shù)，提高脫硝效率，降低初投資成本，特別是加快國(guó)產(chǎn)催化劑研發(fā)進(jìn)度，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

(4)建議各級(jí)環(huán)保部門(mén)應(yīng)合理借鑒國(guó)外燃?xì)怆姀SNOx排放標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)，充分調(diào)研國(guó)內(nèi)燃?xì)怆姀S環(huán)保現(xiàn)狀，合理調(diào)整新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

(5)江蘇省應(yīng)對(duì)排放水平優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的燃?xì)怆姀S給予一定的電價(jià)補(bǔ)貼或利用小時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)，以調(diào)動(dòng)燃?xì)怆姀S減排積極性。