在全球環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻的當(dāng)下，能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展成為焦點。燃煤機組的超低排放技術(shù)，作為實現(xiàn)能源綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵手段，正深刻改變著行業(yè)格局。這一技術(shù)對燃煤機組運行效率的影響呈現(xiàn)出多面性，既蘊含著積極變革，也帶來了一系列挑戰(zhàn)。同時，如何在保證超低排放的前提下進一步提高運行效率，以及不同類型機組在這一過程中的差異與成本投入問題，都值得深入探討。

　　超低排放對運行效率的積極影響

　　優(yōu)化燃燒過程：為契合超低排放要求，鍋爐低氮燃燒改造技術(shù)在行業(yè)內(nèi)廣泛普及。其通過精心調(diào)整燃燒器結(jié)構(gòu)，科學(xué)實施空氣分級策略，讓燃料與空氣混合更為充分、均勻，從而使燃燒過程無限趨近理想狀態(tài)。例如，華能玉環(huán)電廠對 6 臺 100 萬千瓦超超臨界燃煤機組進行低氮燃燒改造，重新設(shè)計燃燒器噴口布局，合理分配一次風(fēng)和二次風(fēng)比例。改造后，燃燒效率大幅提升，飛灰含碳量顯著降低，機組整體運行效率提高了約 2%，同時氮氧化物初始排放濃度降低了 30% 以上 ，既實現(xiàn)了節(jié)能減排，又提升了發(fā)電效率。

　　減少設(shè)備損耗：超低排放技術(shù)所涵蓋的除塵、脫硫、脫硝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在降低污染物排放的同時，也有效減少了煙塵、二氧化硫、氮氧化物等對設(shè)備的腐蝕與磨損。浙能嘉興發(fā)電廠采用石灰石 - 石膏濕法脫硫技術(shù)，通過優(yōu)化吸收塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高脫硫劑利用率，將煙氣中二氧化硫含量從改造前的 1500mg/m³ 降低至 35mg/m³ 以下。設(shè)備的腐蝕情況得到極大改善，尾部受熱面的維護周期從半年延長至一年半，降低了檢修成本，保障設(shè)備穩(wěn)定運行，間接提升了運行效率。

　　提升傳熱效果：低低溫電除塵技術(shù)是超低排放技術(shù)中的一大亮點。該技術(shù)在降低煙氣溫度，優(yōu)化粉塵比電阻以提升電除塵效率的同時，還增大了后續(xù)受熱面的傳熱溫差，顯著強化了傳熱效果。山東黃島發(fā)電廠在 #5、#6 機組上應(yīng)用低低溫電除塵技術(shù)，通過在電除塵器前增設(shè)煙氣冷卻器，將煙氣溫度從 130℃降至 90℃左右。不僅粉塵排放濃度從 50mg/m³ 降至 5mg/m³ 以下，而且由于煙溫降低，后續(xù)省煤器和空氣預(yù)熱器的傳熱溫差增大，機組熱效率提高了約 0.7%，發(fā)電煤耗明顯下降。

　　超低排放對運行效率的消極影響

　　系統(tǒng)阻力增加：為滿足愈發(fā)嚴(yán)格的超低排放標(biāo)準(zhǔn)，電廠需增設(shè)或改進一系列環(huán)保設(shè)備，如濕式電除塵器、脫硝裝置備用層等。然而，這些設(shè)備的增加致使煙氣流通路徑變長且更為復(fù)雜，系統(tǒng)阻力顯著增加。以濕式電除塵器為例，煙氣通過時，因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，阻力可能增加 1000 - 2000Pa。某內(nèi)陸電廠在原有脫硫除塵系統(tǒng)后增設(shè)濕式電除塵器，引風(fēng)機電流從改造前的 300A 上升至 400A，耗電量大幅增加。為維持機組出力，不得不降低部分運行參數(shù)，導(dǎo)致機組凈輸出功率降低，運行效率下降了約 1.5%。

　　熱量損失增加：部分超低排放技術(shù)在運行過程中會不可避免地造成額外熱量損失。以濕法脫硫為例，大量水蒸氣隨凈煙氣排出，帶走可觀熱量。廣東某電廠采用常規(guī)濕法脫硫工藝，煙氣溫度從 120℃左右降至 55℃，經(jīng)測算，因這部分熱量損失，機組熱效率降低了約 1.3%。為彌補熱損失，需額外消耗燃料，增加了發(fā)電成本。

　　設(shè)備維護與運行成本提高：超低排放設(shè)備的運行與維護對技術(shù)水平要求頗高，且需投入更多人力、物力。某沿海電廠的 SCR 脫硝裝置采用了新型高效催化劑，雖然脫硝效率可達(dá) 90% 以上，但催化劑對煙氣中的砷、堿金屬等雜質(zhì)較為敏感。運行一段時間后，因煤質(zhì)波動，催化劑出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，氨逃逸率升高，不僅影響脫硝效果，還導(dǎo)致空預(yù)器堵塞。為恢復(fù)系統(tǒng)正常運行，不得不停機進行催化劑再生和空預(yù)器清洗，停機時間長達(dá) 10 天，直接經(jīng)濟損失達(dá)數(shù)百萬元，同時機組可用率和運行效率大幅下降。

　　保證超低排放同時提高運行效率的方法

　　優(yōu)化系統(tǒng)集成與控制：借助先進的智能化控制系統(tǒng)，對燃煤機組的燃燒、脫硫、脫硝、除塵等各個環(huán)節(jié)進行協(xié)同優(yōu)化。大唐托克托電廠通過引入智能管控平臺，利用傳感器實時監(jiān)測煤質(zhì)、負(fù)荷、各設(shè)備運行參數(shù)等信息，運用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，動態(tài)調(diào)整燃燒器的燃料供給、脫硫塔的漿液循環(huán)量、脫硝系統(tǒng)的噴氨量等。實現(xiàn)了各環(huán)節(jié)的高效協(xié)同，在滿足超低排放要求的同時，機組運行效率提升了約 1.8%，廠用電率降低了 0.5 個百分點。

　　余熱回收利用：針對濕法脫硫等工藝導(dǎo)致的熱量損失問題，可采用余熱回收技術(shù)。江蘇某電廠在脫硫塔出口煙道安裝熱管式余熱回收裝置，將煙氣中的廢熱傳遞給鍋爐補給水，使補給水溫度升高 15℃。經(jīng)核算，機組熱效率提高了約 0.8%，每年可節(jié)約標(biāo)煤數(shù)千噸，有效降低了能耗和運營成本。

　　采用高效節(jié)能設(shè)備：在環(huán)保設(shè)備的選型與升級過程中，優(yōu)先選用高效節(jié)能型產(chǎn)品。浙江某電廠將原有的普通引風(fēng)機更換為高效動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機，新風(fēng)機采用先進的葉輪設(shè)計和高效電機，在滿足煙氣輸送需求的同時，耗電量降低了約 20%。并且，通過定期對設(shè)備進行維護保養(yǎng)，采用新型密封材料和耐磨部件，延長了設(shè)備使用壽命，減少了因設(shè)備故障導(dǎo)致的停機時間，保障了機組的穩(wěn)定高效運行。

　　不同類型機組在超低排放影響及設(shè)備改進成本上的差異

　　機組容量差異：大型機組在進行超低排放改造時，由于其處理煙氣量大，設(shè)備規(guī)模相應(yīng)較大，在設(shè)備改進方面的一次性投資成本較高。但大型機組通常配備更先進的技術(shù)和控制系統(tǒng)，在優(yōu)化燃燒和余熱回收等方面具有更大的潛力，改造后運行效率提升幅度可能相對較大。例如，上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司的 100 萬千瓦超超臨界機組，在超低排放改造中投入數(shù)億元資金用于設(shè)備升級和技術(shù)研發(fā)。通過采用深度空氣分級燃燒、高效除塵脫硫脫硝一體化等技術(shù)，實現(xiàn)了污染物的超低排放，同時通過優(yōu)化運行和余熱回收，機組運行效率提升了約 3.5%。與之相比，小型機組雖然設(shè)備改進成本相對較低，但由于技術(shù)和資金限制，在提升運行效率方面可能面臨更多挑戰(zhàn)，且其系統(tǒng)相對簡單，改造后效率提升的空間有限。如某 5 萬千瓦的小型熱電聯(lián)產(chǎn)機組，在完成超低排放改造后，因受限于自身技術(shù)和資金，運行效率僅提升了約 0.6%。

　　機組類型差異：對于超臨界、超超臨界機組，其運行參數(shù)高，對設(shè)備的耐高溫、耐腐蝕性能要求更高。在進行超低排放改造時，需要采用更高端的材料和技術(shù)，設(shè)備改進成本高昂。但這類機組在實現(xiàn)超低排放后，通過優(yōu)化運行和余熱利用等措施，其運行效率提升的效果也更為顯著。華電萊州發(fā)電有限公司的超超臨界機組，在改造中采用了耐高溫、耐腐蝕的特種合金材料用于脫硫塔和煙道，同時對脫硝系統(tǒng)進行了深度優(yōu)化。雖然改造投資巨大，但改造后通過優(yōu)化運行和余熱利用，機組運行效率提升了約 4%。亞臨界機組在改造成本和效率提升幅度上相對較為適中。此外，循環(huán)流化床機組由于其燃燒方式特點，在脫硫等方面具有一定優(yōu)勢，設(shè)備改進成本相對較低，但在脫硝和進一步提升運行效率方面，可能需要采取特殊的技術(shù)手段，與煤粉爐機組存在明顯差異。某循環(huán)流化床機組在脫硝改造時，采用了選擇性非催化還原(SNCR)與選擇性催化還原(SCR)聯(lián)合脫硝技術(shù)，經(jīng)過多次調(diào)試和優(yōu)化，才達(dá)到了較好的脫硝效果和運行效率提升。

　　綜上所述，超低排放對燃煤機組運行效率的影響利弊共存。通過采取針對性措施，在保證超低排放的同時提高運行效率具有可行性。同時，不同類型機組在這一過程中，無論是在超低排放對運行效率的影響方面，還是在設(shè)備改進成本上，都存在顯著差異，需要根據(jù)具體情況制定個性化的解決方案。這不僅有助于推動燃煤發(fā)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，還能在環(huán)境保護與能源高效利用之間找到最佳平衡點。

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