为了让全县干部群众和寓外乡友进一步熟悉了解目前国内新一代先进燃煤火电技术和华电平江电厂的真实情况,特请中南电力设计院、湖南省环境保护科学研究院及华电湖南分公司根据国内调研报告、平江电厂可研报告和环境评价报告联合编制了本资料,供大家参考。
一.我国燃煤清洁发电技术情况介绍
我国燃煤清洁发电技术和高铁、超高压/特高压输电、超级计算机等技术一样,均属于领先世界的领域,美国能源部长朱棣文就对我国的超超临界燃煤清洁发电技术倍加赞赏。上海外高桥第三发电厂2台1000MW燃煤发电机组是世界上发电能效最高、最环保的燃煤发电机组,先后获得亚洲年度最佳环保电厂金奖、国家科技进步奖二等奖、全球卓越绩效奖(世界级奖)等殊荣。
外高桥第三发电厂、浙能嘉华、天津大港、神华国华舟山、广州恒运等一批先进发电机组已实现了大气污染物超低排放,其排放指标更是优于天然气燃气轮机组的排放限值,达到世界最先进的煤电排放水平。与此相对应的我国现行的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)也是世界上最严格的火电环保标准。
现行标准与先进国家火电厂大气污染物排放标准对比
(单位:毫克/立方米)
| 国家或地区 |
烟尘 |
二氧化硫 |
氮氧化物 |
|---|---|---|---|
| 美国 |
20 |
184 |
135 |
| 日本 |
50-100 |
200 |
200 |
| 欧盟 |
30 |
200 |
200 |
| 澳大利亚 |
100 |
200 |
460 |
| 加拿大 |
130 |
740 |
460 |
| 新西兰 |
125 |
350 |
410 |
| 中国 (煤电、重点地区) |
20 |
50 |
100 |
二.我国火电厂大气污染物排放标准发展概述
我国的《火电厂大气污染物排放标准》首次发布于1991年,1996年第一次修订,2003年第二次修订,2011年7月29日,由国家环保部发布号称 “史上最严”、“世上最严”的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)(以下简称“新标准”)。自2014年7月1日起,我国现有的火力发电锅炉及燃气轮机组将执行新的排放限值,新标准对烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放限值作了更为严格的要求。
各版标准主要大气污染物排放限值对比如下:
(单位:毫克/立方米)
| 标准 |
烟 尘 |
二氧化硫 |
氮氧化物 |
|||
| 1996年版 GB13223-1996 (1997.1.1作废) |
500 |
收到基硫分≤1.0 |
收到基硫分>1.0 |
液态排渣 |
固态排渣 |
|
| 2100 |
1200 |
1000 |
650 |
|||
| 2003年版(2012.1.1作废) GB13223-2003 |
50 |
400 |
450 |
|||
| 2011年版GB13223-2011 (2014年7月1日执行) |
非重点 地区煤电 |
30 |
100 |
100 |
||
| 重点 地区煤电 |
20 |
50 |
100 |
|||
| 天然气 燃气轮机组 |
5 |
35 |
50 |
|||
| 平江电厂执行标准 |
5 |
35 |
50 |
|||
| 平江电厂设计指标 |
3.6 |
27 |
45 |
|||
为加快推动能源生产和消费革命,进一步提升煤电高效清洁发展水平,国家发改委、国家环保部、国家能源局等三部委于2014年9月12日联合发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》(发改能源[2014]2093号),旨在:全面落实“节约、清洁、安全”的能源战略方针,推行更严格能效环保标准,加快燃煤发电升级与改造,努力实现供电煤耗、污染排放、煤炭占能源消费比重“三降低”和安全运行质量、技术装备水平、电煤占煤炭消费比重“三提高”,打造高效清洁可持续发展的煤电产业“升级版”,为国家能源发展和战略安全夯实基础。
《行动计划》提出:在执行更严格能效环保标准的前提下,到2020年,力争使煤炭占一次能源消费比重下降到62%以内,电煤占煤炭消费比重提高到60%以上。
《行动计划》对全国的新建燃煤发电机组的污染物排放浓度提出了目标要求:东部地区(辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市)新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米),中部地区(黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值,鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。
平江电厂的可行性研究报告早于三部委颁布《行动计划》时间,通过了国家电规划总院的审查,设计指标超前于《行动计划》中的大气污染物排放限值,这也充分体现了华电集团执行国家节能减排政策、维护平江青山绿水的决心。
三.平江电厂与同等规模传统火电厂大气污染物年排放量对比分析
平江电厂与传统电厂相比,通过采用更高参数的设备提高了热效率,降低了煤耗,设计发电标准煤耗265.9g/kWh,年耗煤量仅381.6万吨;通过采用低低温除尘器和湿式电除尘器、增加低低温省煤器、采用更高效的单塔双循环烟气脱硫装置、更高效的低NOx炉内燃烧技术和SCR烟气脱硝技术,大大减少了大气污染物排放,排放指标优于天然气燃气轮机排放限值。参照我国各阶段《火电厂大气污染物排放标准》及平江电厂设计指标,将平江电厂年大气污染物排放量与各阶段同规模传统电厂的排污量进行对比如下:
平江电厂污染物年排放总量与各阶段传统火电厂年排放总量对比分析 (单位:吨/年)
| 污染物 项 目 |
1996年-2003年 传统火电厂 |
2004年-2014年 传统火电厂 |
2014年7月1日后 改造完成及新建电厂 |
平江电厂 设计指标 |
||
| 非重点地区 |
重点地区 |
排放量 |
相当于1996版的百分比 |
|||
| 烟尘 |
15417 |
1542 |
925 |
617 |
111 |
0.72% |
| 二氧化硫 |
64711 |
12326 |
3081 |
1541 |
832 |
1.29% |
| 氮氧化物 |
18763 |
12990 |
2887 |
2887 |
1299 |
6.92% |
平江电厂执行国标中的天然气燃气轮机特别排放限值,设计排放指标优于该限值,同时也优于《行动计划》的要求,设计烟尘年排放量不大于111吨,二氧化硫年排放量不大于832吨,氮氧化物年排放量不大于1299吨,上述三项污染物设计的排放指标及排放总量仅相当于1996年版传统电厂排放标准的0.72%、1.29%、6.92%,换个角度说,相比1996年的排放标准,传统电厂烟尘排放量是平江电厂的138倍、二氧化硫排放量是平江电厂的77倍、氮氧化物排放量是平江电厂的14倍。
四.传统电厂与平江电厂废污水零排放对比分析
根据国家工业废水排放标准,传统电厂一般是采用废水分级使用节水措施,工业污水经处理达到国家工业废水排放标准后通过工厂的废水排放口向外排,在排放口会装设在线监测装置实时监视废水水质。受可能出现的设备和系统稳定性等原因,废水外排存在个别时段超标,对外界水体造成一定污染的隐患。
平江电厂用水工艺设计先进合理,在全厂水务管理和水量平衡设计中贯彻“节约用水、一水多用、综合利用和重复使用”的原则,采用合理的节水措施尽量减少用水量和废污水的产生,同时本工程采取先进的废污水处理和回收利用措施,保证废水、污水的零排放。电厂不设置废污水排放口,完全杜绝了废污水外排可能,不会造成对汨罗江水质的影响。
五.平江电厂封闭煤场与传统电厂煤场对比分析
当前我国电厂还较普遍采用条形半封闭煤场(如南方多雨区),还存在大量的露天煤场,在煤场卸配煤机械作业时会发生煤尘外逸,易造成对周边环境的污染。根据环保部最新的要求,未做封闭的煤场需进行防风抑尘改造,如条形煤场加装防风抑尘墙、增加喷洒水等,部分有条件的可以采用封闭煤场。
平江电厂设计采用最环保的封闭煤场。原煤通过火车运送到厂区翻车机车间后,再通过封闭的皮带间送入封闭煤场。原煤的储运和输配、制粉等全过程都是在封闭空间进行,不会对外界造成扬尘污染。