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王志軒:消除煙囪“白煙”是舍本求末得不償失

時間: 2020-02-11 16:26

來源: 中國電力企業(yè)聯(lián)合會

作者: 王志軒

需要強調(diào)是,中國火電廠大氣污染物控制的排放標(biāo)準(zhǔn)要求、控制的技術(shù)措施等,是充分吸收了全世界大氣污染控制經(jīng)驗而形成的,其關(guān)鍵技術(shù)、核心設(shè)備也是先從發(fā)達國家引進逐步形成自有知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的,工藝路線具有高度的同源性和可比性。如選擇石灰石濕法脫硫技術(shù)、取消GGH等也是在汲取了美國等發(fā)達國家的經(jīng)驗,結(jié)合中國的教訓(xùn)和經(jīng)驗,經(jīng)過充分論證來推進的。根本不是一些人主觀臆測電力行業(yè)為了少花錢而取消的。

全面開展火電廠濕煙羽控制是盲目措施

2017年以來,全國多地相繼出臺一些地方標(biāo)準(zhǔn)和行政文件,規(guī)定對主要工業(yè)源排放濕煙羽顏色、溫度和措施進行控制。如,不同地方環(huán)保部門規(guī)定“燃煤發(fā)電鍋爐應(yīng)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”,再如 “燃煤鍋爐應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)降低煙氣排放溫度,通過收集煙氣中液滴和飽和水蒸氣中水分的方式,減少溶解性鹽類和可凝結(jié)顆粒物的排放”,還有“位于環(huán)境空氣敏感區(qū)的燃煤電廠應(yīng)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”等 。系統(tǒng)分析這些要求,結(jié)合一些發(fā)表的言論,對消除煙羽問題提出幾點上人看法。

一是對濕煙羽形成和影響認識不清,判據(jù)缺乏嚴(yán)謹性?;痣姀S的產(chǎn)生濕煙羽是由于普遍采用的濕法脫硫工藝(脫硫出口煙氣一般為處于飽和或接近飽和狀態(tài),煙氣溫度一般在45~52℃)后,煙氣經(jīng)煙囪排放到大氣中,與溫度相對較低的環(huán)境空氣接觸而冷凝及凝結(jié),所形成的大量霧狀水汽對光線產(chǎn)生折射、散射,因天空背景色和天空光照、觀察角度等原因發(fā)生顏色的細微變化,通常呈現(xiàn)出白色、灰(白)色或藍色等。其中,“白色煙羽”較為常見,飽和濕煙氣直接經(jīng)煙囪進入大氣環(huán)境,遇冷凝結(jié)成微小液滴而產(chǎn)生,對于治理設(shè)施質(zhì)量合格的超低排放機組來說,其成分以水霧為主,污染物濃度很低,對環(huán)境質(zhì)量無直接影響,屬視覺污染。“灰(白)色煙羽”是在較暗光線下,光線經(jīng)大量霧狀水汽或反射或折射,視覺上感覺“發(fā)暗、發(fā)黑”,當(dāng)然也不排除是由于除塵效果不好所致。“藍色煙羽”可能是煙氣中主要含有以三氧化硫/硫酸氣溶膠為代表的可凝結(jié)顆粒物在濃度較高時形成,此種情況很少,根據(jù)發(fā)電企業(yè)測試數(shù)據(jù),燃煤硫分約1.5%的超低排放電廠,煙氣中三氧化硫濃度已經(jīng)降至5 mg/m3左右,其它溶解鹽含量一般在1 mg/m3左右;而其它燃用更低硫分煤炭的電廠,三氧化硫排放已到1 mg/m3以下。同時,濕煙羽也會發(fā)生在燃用含水量較高的褐煤電廠;更會體出現(xiàn)在機械式濕式除塵器如在上世紀(jì)八九十年代火電廠普遍采用的文丘里濕式除塵器上。

不同地方環(huán)保機構(gòu)對數(shù)點濕煙羽的看法和治理要求并不統(tǒng)一,有的將“白色煙羽”“灰色煙羽”“藍色煙羽”統(tǒng)稱為“有色煙羽”,有的則認為治理濕煙羽只是針對“消白”。由于認識上不一致,所以提出“觀測法”和“排煙溫度法”不同的判定依據(jù)缺乏嚴(yán)謹性。如,“觀測法”要求觀察者在觀測條件下未見明顯有色煙羽即可視為有色煙羽消除,但在執(zhí)法中存在一定干擾因素,如,光線、觀察角度、觀察者主觀判斷等;而“排煙溫度法”針對不同控制措施、季節(jié)等提出排煙溫度限值,通過煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)可監(jiān)管排煙溫度,但“顏色”“控溫”與“環(huán)境質(zhì)量”不存在對應(yīng)關(guān)系,因此也無法有效反映濕煙羽控制效果。圖2中的3張圖是我在內(nèi)蒙古一個電廠所攝,電廠環(huán)保設(shè)施穩(wěn)定運行,全部滿足環(huán)保要求,但煙流在不同光線、不同時間、不同角度下呈現(xiàn)不同顏色。實際上生活常識告訴我們,即便是云有時是“白云”有些則是“烏云”有時更是“彩霞”。

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二是治理措施及效果與環(huán)境質(zhì)量脫節(jié)?,F(xiàn)行火電企業(yè)實施的濕煙羽治理措施,本質(zhì)上是通過調(diào)整煙氣溫度、濕度改變煙氣排入環(huán)境后水汽凝結(jié)狀態(tài),主要目的還是消除“白色煙羽”視覺影響。其中,煙氣加熱消白的方式并不能削減煙氣中已有污染物排放,相反煙氣加熱需要消耗能量,增加能源消耗,這意味著總體上增加了污染物排放;煙氣冷凝消白的方式(包括煙氣冷凝再熱方式)通過回收煙氣中凝結(jié)水對減少煙氣中污染物排放有一定效果,但在普遍實現(xiàn)煙氣超低排放情況下這種效果有限,對改善環(huán)境空氣質(zhì)量收效甚微。有的地方執(zhí)法部門甚至規(guī)定只要電廠加裝了消白裝置并連續(xù)運行則可以免予監(jiān)督,不管是否有消白效果,顯然是為做工程而行政執(zhí)法。可以看出,火電廠濕煙羽治理本質(zhì)上與改善環(huán)境質(zhì)量無關(guān),從政策目標(biāo)、監(jiān)管要求和治理措施上看,僅能起到消除視覺影響的作用。

三是濕煙羽治理措施對原有設(shè)備或系統(tǒng)造成影響,增加系統(tǒng)運維潛在風(fēng)險。據(jù)已完成技改的電廠反映,濕煙羽治理工藝和設(shè)備穩(wěn)定性差,且對生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)造成多方面影響。如,采用漿液冷凝技術(shù)存在影響脫硫系統(tǒng)水平衡問題、換熱器易沖刷磨損造成泄漏問題、泄漏后消除故障難度大工期長問題,影響脫硫系統(tǒng)設(shè)備正常運行進而影響脫硫效率問題等,采用管式煙氣換熱器時,存在管束磨損、積灰、腐蝕等問題。

四是濕煙羽治理措施投入大、運行成本高,技術(shù)經(jīng)濟性和環(huán)境效益差。以目前普遍采用的煙氣冷凝法為例,實施兩臺30萬千瓦火電機組改造,需要投資4000萬元左右,增加運行成本超過1000萬元,同時增加煤耗約1~1.5克/千瓦時。根據(jù)電力企業(yè)測算,影響濕煙羽改造工程成本經(jīng)濟性最大因素為機組利用小時數(shù),其次為工程靜態(tài)投資,電價和水價也有一定的影響。根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計,以2018年為估算年份,天津、上海、河北等已實施濕煙羽治理政策的地區(qū)中,涉及燃煤機組約4.5億千瓦,按照典型濕煙羽技術(shù)改造工藝,估算改造投資費用約320~680億元,年增加運維費用約120億元。同時,增加標(biāo)準(zhǔn)煤消耗約230~600萬噸,相當(dāng)于向大氣多排放煙塵、二氧化硫、氮氧化物累計約3200~8400噸,還增加二氧化碳排放量約600~1500萬噸。隨著可再生能源發(fā)電比例的不斷提升,火電廠靈活性改造將持續(xù)推進,煤電利用小時數(shù)將難以提高,“消白”的成本將會進一步增大。從全社會來看,這些大量的投資最終必然要傳導(dǎo)到全社會層面成為全社會成本。在燃煤電廠普遍實現(xiàn)超低排放基礎(chǔ)上再進行消除濕煙羽,總體上是盲目的、得不償失。

編輯: 趙凡

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