国华三河电厂4号机组刷新煤电减排新纪录

核心提示:国华三河电厂4号机组破解烟尘指标达1毫克 标立方米以下技术瓶颈  作者:时晔  烟尘排放值0 23毫克 标立方米,二氧化硫、氮氧化物排放值

国华三河电厂4号机组破解烟尘指标达1毫克/标立方米以下技术瓶颈
 
  作者:时晔
 
  烟尘排放值0.23毫克/标立方米,二氧化硫、氮氧化物排放值分别为5.9、20毫克/标立方米。这组数值是国华三河电厂4号机组节能环保综合升级改造后,中国环境监测总站10月8日出具的《三河发电有限责任公司4号机组环保改造低浓度科研监测报告》给出的。以烟尘为代表的环保指标,不仅破解了燃煤机组很难实现1毫克/标立方米以下数值的技术瓶颈,作为“国家煤电节能减排示范电站”,更使“美丽中国”建设绿更浓。

  随着国华三河电厂4号机组节能环保综合升级改造的圆满完成,国华电力公司目前已完成了14台近零排放机组改造。预计到今年底,国华电力近零排放机组将达到21台。到2020年,国华电力旗下机组将全部实现近零排放,成为业内环保改造力度最大、效果最好的发电公司之一。

  让我们一起走进国华三河电厂,看看这里如何创造了这一奇迹?



近零排放的开路人

  从北京天安门驱车出发,不到50分钟,就能到地处河北燕郊的国华三河电厂。

  “离北京这样近,又是燃煤电厂,国华三河电厂是否会给首都和周边带来污染呢?”国华电力公司环保开放日,来自社会各界的人们带着疑问走进了厂区。当引领参观的讲解员递给新华社记者一副白手套时,他仿佛明白了什么,在厂房较为偏僻的角落里,他挑选了一个发电设备铁架下的螺丝帽,摸了又摸,无灰无尘,手套依旧洁白,惊讶之余连连摇头,觉得不可思议。

  绿色发电的实现,源自近零排放改造,更源自神华集团清洁能源发展理念,点点滴滴都可以体现得到。

  国华电力公司是全国最早实施近零排放工程的企业,2014年就提出了更为严苛的环保标准,在《国华电力推进“1245”清洁能源发展战略行动计划》中,以燃煤发电机组大气污染物“近零排放”(即天然气发电大气污染物排放限值:烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别为5、35、50毫克/标立方米)为目标,在行业内率先实施了现役和新建燃煤机组近零排放改造。

  作为神华集团电力板块节能减排和环境保护的标杆单位,毗邻首都北京的国华三河电厂,勇担先行先试的责任,投资9.762亿元,拉开了4台机组节能环保综合升级改造的大幕。

  如今,走进花园般美丽的厂区,来到高耸屹立的锅炉钢架前,看着蜿蜒交错的供热管线和如空中长龙般的玻璃钢烟道,眼前的情景让人不由赞叹。

  这些都是“清洁高效、生态文明、美丽电站”的缩影。从神华集团实施“1245”清洁能源发展战略,到国华电力公司进行“近零排放”的决策,再到国华三河电厂全体员工夜以继日实施了3台机组改造,人们看到了决策的高度、变革的力度、落实的速度。

  在国华三河电厂的厂区里,平均每半年就有一台机组实现近零排放,绿色发电驶上了快车道。

  肩负着国华电力公司第一台现役燃煤机组改造的先行使命,2014年7月21日,国华三河电厂1号35万千瓦机组改造完成、通过试运,打通了国华电力公司现役机组改造的技术路线。经河北省环境监测站现场监测,烟尘排放值实现5毫克/标立方米,二氧化硫和氮氧化物排放值分别达到了9、35毫克/标立方米。改造后,1号机组的主要污染物不仅达到了国标特别排放限值标准,更优于天然气排放标准,作为京津冀区域首台近零排放燃煤机组,被国家能源局选定为全国13台环保改造示范项目之一,也成为13个项目中最早改造投运的机组。

  同年10月9日,全国煤电节能减排升级与改造动员电视电话会议召开,会议授予国华三河电厂等3家企业“国家煤电节能减排示范电站”殊荣,先行先试的近零排放实践得到了全社会的共同肯定。

  在探索路径、积累经验、凝聚共识的基础上,2014年11月20日,2号35万千瓦机组改造顺利完成、通过试运。2号机组烟尘排放值实现3毫克/标立方米,二氧化硫、氮氧化物排放值分别达到了10、25毫克/标立方米,环保指标比1号机组更优了一步。

  技术创新、性能优化、效能提升、环保和节能并重,所有这些在2015年4号机组改造中达到了最大化。

  2015年7月9日,4号30万千瓦机组改造通过168小时试运。烟尘排放值创造国内燃煤机组近零排放全新纪录,仅为0.23毫克/标立方米;二氧化硫、氮氧化物排放值也分别达到了5.9、20毫克/标立方米,还不到燃气发电排放限值的一半。

  与此同时,3号30万千瓦机组改造已全面开工,预计年内,国华三河电厂4台机组全部完成改造,实现全厂近零排放。

  按照烟尘、二氧化硫、氮氧化物3项主要污染物指标的排放浓度小时均值来测算,全厂近零排放后,比达标排放每年可减排烟尘508吨、二氧化硫1169吨、氮氧化物2185吨,比改造前分别降低了85.3%、60.5%、88.9%。

  近零排放的急先锋

  “我们将4台机组节能环保综合升级改造,作为企业的安全、健康、环保生命工程,予以全力推动。”国华三河电厂总经理张翼表示。

  抽调精兵强将,成立“绿色计划办公室”,对单项投资超过1000万元的项目成立专项组,先后到大连、哈尔滨、沈阳、上海等地的多家电厂借鉴经验。

  业内都知道,与新建机组相比,对现役燃煤机组进行改造更为困难。

  技术路线选择尤为重要。不仅要确保满足排放指标,同时要保证整套系统满足兼容性,机组安全经济指标不受影响。为此,国华三河电厂强化前期研究,与研究机构、设备机构携手,推进设备的集成创新应用,努力在设计阶段将风险点降至最低。

  作为国华电力公司第一台现役改造机组,在1号机组改造前,国华电力公司先后组织召开了217次技术方案论证会,其中湿式电除尘项目经过22次论证才敲定方案,确定改造方案的最后一次研讨会连续召开了12个小时,最终确立了“低温省煤器+电除尘高频电源+脱硫系统增容提效+湿式电除尘器+排烟方式改造”的总体技术路线。这条技术路线也成为后续煤电近零排放改造机组的范本。

  工期受诸多因素限制。改造只能借助检修期进行,工期受发电供热计划及电网安全限制,确定改造工期需要多方协调,留给每台机组的工期只有80天左右。这80天里,每一天、每一小时、每一分钟都异常珍贵。

  空间受限是一大难点。每台机组的改造都需要对现场设备设施布局进行重新规划,确保安全实施运行和改造机组“硬隔离”后,可供施工作业的区域异常狭窄。

  平均每台机组约有27个协作单位、2109名作业人员、11220项改造任务,国华三河电厂采用循环更替、交叉往复、昼夜轮换的作业方式,最大程度破解作业空间受限困难。

  改造项目整体实施成本较新建机组增加较大,且现场施工管理难度大幅提升,对发电运行人员调整运行方式以及熟悉掌握设备性能都提出了更高的要求。

  国华三河电厂抓住改造主线,实施现场24小时安全监管、设备专人监造、现场安全讲堂等措施,安全责任落实到具体环节;为每台机组都建立了约11个分项、163个表单标准化管理流程,每项作业建立风险预案,针对高风险作业开展演练,为机组改造建立质量标准屏障。

  已完成的3台机组改造实践中,所有的措施都发挥了关键作用,在烟尘、二氧化硫、氮氧化物三项指标控制上,得到了成功验证。

  对国华三河电厂的全体员工来说,过去一年中,他们的辛劳和汗水、对家人的思念和愧疚,在近零排放的这一时刻被激动和兴奋所填补。正如一名员工所说:“我们有幸赶上了好时代,让近零排放在我们手中成为现实,一切的付出都值了!”

  近零排放的探索者

  “4号机组烟尘排放值0.23毫克/标立方米,单机煤耗降低24.47克/千瓦时,这样的节能和环保成效,源于技术上的自信和扎实的实践,更是科技创新集成应用的结果。”国华三河电厂总工程师郝剑说道。

  在过去的一年里,从顶层设计到创新实践,从自主研发到集成应用,国华三河电厂不断加快技术创新和机制管理步伐。

  一台机组一个最优化技术路线。国华三河电厂创新领先的整体规划方案、节能提效的系统配置和设备布置方式、多维保障的安全技术措施,实现了烟尘、二氧化硫、氮氧化物“三降低”,实现了安全运行品质、技术应用水平、持续发展能力“三提升”,推动企业在产业转型升级的道路上展现崭新面貌。

  多项国内首家的技术创新应用,也在国华三河电厂结出了硕果,更为煤电技术改造,提供了从近零排放到近零能耗的有益参考。

  作为国内首家跨区域供热电站,国华三河电厂每年向北京通州和河北燕郊两地供热850万吉焦,供热面积2500万平米,洁净的热能已替代127座燃煤小锅炉,每年节煤40万吨,节煤量可为两地居民多供热一年。

  国华三河电厂也是国内首家跨区域利用中水电站,日常使用中水作为循环水,每年可节约地下水1600万吨,节水量可供燕郊70万人口用3个月。

  建立互相依存推动的技术协作模式,积极带动电力设计、设备制造、项目建设和科研院所等单位,才能共同追求清洁高效、近零排放、美丽电站的目标。

  在机组节能环保综合升级改造期间,国华三河电厂又应用了两项国内首创技术,即“国内首家应用新型大刚度叶型技术”和“国内最长间距、最远输送距离的玻璃钢烟道排烟技术”;实现了两项专利的应用,即“烟气深度冷却器专利技术”、“集成应用近零水耗柔性极板湿式电除尘专利技术”,并作为国家科技部863计划资源环境技术领域“燃煤电站PM2.5新型湿式电除尘技术与装备”的课题应用单位,实现烟尘去除率>85%、PM2.5去除率>85%、三氧化硫去除率>42%的环保实效。
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