方案出炉
2013年11月,广州市发改委副主任张晓波很快组织了一个十多人的团队,成员包括能源处的官员、发电企业的技术主管、环保专工等。他们专程去相关企业和机构调研,第一站是浙江菲达环保公司。
浙江菲达是“中国环保设备行业的老大”,也是中国最早进入环保行业的企业之一。上世纪80年代初期,联合国开发计划署援建中国的第一个电除尘研究所项目就被放在了菲达。在联合国电除尘器研究所的基础上,菲达一直注意跟踪国际上最先进的技术,截至目前,从国外引进9项先进技术。
交流时,菲达介绍了他们的火电超洁净技术,并承诺一定会达到国外技术的效果。广州市改革委一行在浙江菲达环保公司巧遇日本的技术专家。菲达的技术合作方三菱机电公司的专家当天与菲达作进一步合作的洽谈。日本专家介绍了日本火电的环保经验,日本在上世纪90年代就应用了这一超洁净排放技术,设备运行良好。他们说,这已经是很成熟的技术。
“在浙江调研的时候我们就决定进行示范”。市发改委提出由恒运和华润黄阁先行改造。两家电厂须作深入调研,然后拿出一个改造方案。发改委官员说:“作为企业来讲,他们也很有社会责任感,恒运和华润黄阁愿意去担当一些事情。”
国家不断出台一些限制火电政策,广东省对能源项目也有更多要求,一座工业发达城市在当下应该怎么做?传统能源洁净化能不能做到呢?一家电厂负责人说,他们所做的实质是为火电企业的环保问题找到新的出路。
“在保障能源供应安全的前提下,怎么样让能源生产变得更加洁净。之前我们没有答案。”广州市发改委能源处负责人说。
考察归来后,广州市环保工作领导小组开会研究部署重大环保工作事宜。会议讨论了燃煤电厂的治理问题,发改委领导随即介绍了此行考察的收获,令参会的市领导感到振奋。
此次会议后,超洁净改造驶入快车道。一位参与者在改造试点工程开工仪式上感叹:“时间很短,效率很高,效果很好。”
结合广州燃煤机组的实际情况,市发改委能源处制订了一个超洁净排放改造的工作方案初稿,大致分三步走完成改造,政府要给予改造企业一定补贴。在研究此方案的座谈会,着重讨论两个问题,一是论证改造可行性,二是讨论财政补贴以及额度是否合理。原定一小时的会开到了两个多小时。
会上,发改委同时汇报了恒运改造示范项目的进展情况。最后市领导当场决定要做,并表示要做好这件事。
在超洁净排放改造的广州样本中,改造时机值得一提。会后不久,恒运电厂完成招标。根据电网调度部门的安排,恒运电厂9号机组在2014年的1月安排大修。在大修的窗口期,恒运电厂实施了9号机组脱硫、脱硝和电除尘改造。
环保部总工程师万本太后来在恒运电厂点评说, 恒运主动升级改造而不是被动拖延污染治理,不容易。
恒运集团两台300MW机组“超洁净排放”改造累计需投入3.0亿元,按机组年利用小时5500小时计算,预计增加成本0.019元/千瓦时(按10年固定资产折旧、综合考虑了运营成本增加等因素)。
恒运电厂负责人说,“此项工作的圆满完成,将为下一步主业发展奠定坚实的基础”。这句看似官方的话语透露了其真实想法,此前恒运电厂一直希望扩建两台600MW燃煤机组,希望借助环保贡献来取得地方政府对立项的支持。
政府则会为燃煤电厂提供一定的奖励,每台改造机组奖励500万元。率先完成改造的电厂说,目前已经到账400万元。一家电厂负责人说:“政府资金少见那么快到位,证明了政府的决心。”在恒运电厂的现场会上,陈建华向企业喊话:“反正我们把财政资金准备好了,进度不许推迟,只容许提前。政府说话算话,不管财政超多少预算,我们照顾解决。”
经过恒运试验,政府显得更有信心。陈建华说:“我可以很负责任地说,总体可以下降70%以上,下降60%是保守估计。”下降60%是此前改造方案的拟定目标。
3月广州市政府发文要求黄阁电厂1号机组实施“超洁净排放”改造示范工程,要求2014年8月1日前投运。根据国外经验,类似的改造工程一般需要2年时间。
随着两项目示范成功,不少电厂受到鼓舞,也有专家为燃煤电厂超洁净改造做技术背书,阐明改造增加的电价成本在可接受范围内。这短时发生的改变,让能源处觉得“万事俱备”。
按照调度安排的大修时间和改造方案的排期,目前已开工建设5个。其他5个改造项目正按要求制定改造工作方案。
广州市发改委能源处负责人说,燃煤电厂改造只是整个改造计划的一方面,全市14台总装机容量380万千瓦燃煤机组都要在2015年7月1日前完成改造任务。除此之外,工业园区和产业集聚区的小电厂和区域内小锅炉将会全部淘汰,在2017年底前按照“超洁净排放”标准建设新的热电联产机组。
根据广州市环保局的数据,落实“50355”工程后,2020年可实现污染物总体下降70%。
对症改造
恒运电厂的9号炉330MW机组和华润黄阁电厂1号机组的湿式电除尘环保改造示范技改工程都是由浙江菲达环保科技股份有限公司EPC(设计+采购+建设)总承包。
在燃煤火电厂的烟道中进行改造的难度相对新建电厂要大很多。他们在一个有限空间需布置一套较新建的舟山电厂湿式电除尘器二倍体积的设备,同时需完成脱硫塔出口至烟囱所有烟道及支架等设备。电厂工程师说这相当于“螺丝壳里做道场”。
中标脱硝优化改造的是东方电气公司。此前东方电气曾中标恒运电厂8号、9号机组增容降耗工程及低氮燃烧器改造。
恒运电厂HSE经理介绍说,东方电气不仅提供技术,还提供主机设备,较其他仅作脱硝技术的企业更能从整个系统上去统筹考虑。恒运电厂9号机组脱硝改造采用“低氮燃烧+SCR烟气脱硝”技术。脱硝主要从两个渠道着手,一是通过优化改进锅炉的燃烧系统,控制燃煤NOX(氮氧化物)排放;二是通过改进优化脱硝装置,最终实现尾部烟气NOX减排指标的控制。
通过低氮燃烧改造,氮氧化物的产生量应控制在300mg/Nm3以下,同时优化SCR烟气脱硝工艺,使氮氧化物的最终排放浓度在45mg/Nm3以下,低于燃气机组氮氧化物50mg/Nm3的排放控制标准。按照最终实时排放数据测试,NOX排放浓度仅为23mg/Nm3,远低于45mg/Nm3的目标值。
华润黄阁电厂的环保基础相比其他电厂好。两台机组建设时就同步安装了低氮燃烧装置和脱硝装置,增加数千万元投资。当时环保部的火电烟气排放标准中并没有要求脱硝,国家发改委也没有出台脱硝电价。
其1号机组改造的主要问题则是提高除尘效率。燃煤电厂的烟气排放标准是30mg/Nm3,珠三角属于重点严控区域,标准为20mg/Nm3。
除尘改造前,黄阁电厂相对慎重,专门召集了科研审查会,召集国内的湿式除尘器几个流派的代表一起讨论,定好方案和技术。国内主要流派就是刚性电极和柔性电极。黄阁电厂选择了刚性电极,因为这一技术在国外已经比较成熟。这一方案亦与浙江舟山电厂一致。舟山电厂为新建机组,同步建设了湿法除尘。承包方在舟山电厂结束施工,其调试经验马上融到黄阁电厂的调试当中。
技术支持部负责人说:“我们要求其项目经理、技术工人到我们现场来,与我们一起进行湿式除尘器建设和后期的调试。我们刚好比他们晚了一个月,如果有什么问题,发过来,我们及时改,及时修正。”由此可见华润黄阁电厂的谨慎。
脱硫的科研审查显示,现有煤种下,原有的三层吸收塔完全可满足50毫克的要求。而如果直接燃烧低硫印尼煤,含硫量仅有0.3%左右,将可以直接达到燃气机组的排放水平。中电联秘书长王志轩说,美国现在仍然有三分之一的燃煤电厂没有安装脱硫装置,但环境质量是优质的。
黄阁电厂技术支持部负责人说,在原有吸收塔基础上再加两层喷淋层,一方面可进一步降低二氧化硫排放标准,同时能在燃烧1.2%硫分以下煤种时,脱硫出口仍可稳定控制在35毫克以下。
2009年投产的时候,黄阁电厂的脱硝装置上了两层的催化剂,改造时新增一层催化剂。在锅炉内,同时安装了低氮燃烧器,旋流燃烧器的目的是缺氧燃烧时减少氮氧化物的产生。
其负责人说,本期工程一次性投资达7000余万元,包括脱硝催化剂修补及喷氨优化、脱硝空预器改造、静电除尘器高频电源改造、脱硫增容改造、湿式电除尘器改造、烟囱改造等项目。
6月,华润黄阁1号机组成为国家能源局批准的全国13个煤电机组环保改造示范项目之一。
更广的试验
广州推行火电超洁净改造后,紧邻佛山参照广州做法,出台电力行业“超洁净排放”改造方案。
在今年2月底举行的广佛肇经济圈第四次市长联席会议上,陈建华介绍广州将对全市的燃煤电厂实施超洁净排放改造。佛山时任市长刘悦伦当即称要向广州“取经”,“如广佛能够共同推进,这对全省和珠三角环境是很大的利好消息。”
广州以外,燃煤电厂“近零排放”亦已兴起。“近零排放”和“超洁净排放”是一回事,是让煤炭机组的排放低于燃气机组的排放限值。河北的国华三河电厂1号机组、浙江嘉兴发电厂8号机组环保改造已经完成。舟山电厂4号机组则是全国首台全新建设的“近零排放”燃煤机组。江苏、山东、山西、陕西、四川也在进行类似的试行。
由南方兴起的煤电洁净化可能引发更广泛的影响。国务院副秘书长丁向阳在一份报告上获悉火电行业发电煤耗可以平均下降10克标准煤左右,污染排放可以减少90%后,批示:“如果此技术可行,我想会是中国节能工作之一场革命。”
另一家率先改造并达到近零排放的电厂上海外三电厂在新一届国家能源委员会会议被提起。国务院总理李克强专门询问了上海外三厂达到的各项指标,并问及五大电力集团是否能达到外三厂的水平,要求国家能源局在制定“十三五”规划时,把上海外三厂的指标作为考核火电厂指标的重要参考。
国家能源局局长吴新雄在全国“十三五”能源规划工作会议上提出,实施煤电节能减排升级改造行动计划,新建燃煤机组供电煤耗低于每千瓦时300克标煤,污染物排放接近燃气机组排放水平。这一计划实为对总理要求的落实。可以预见的一段时间内,火电改造将迎来更广泛的行动。对于此前热门的“煤改气”,吴新雄则称“因地制宜稳步推进‘煤改气’替代改造”。
这一变革需要实实在在的支撑。对于企业而言,成本降低与补贴会让电厂更有积极性。放眼其他省份,越来越多区域将加入这一行列。火电企业也乐见超洁净机组进一步推广,形成规模,既可进一步改善大气质量,亦可令国家主管部门研究“超洁净”环保电价。
改造完成后,华润黄阁电厂测算运行成本,将在原来的基础上每度电增加约2分钱。而这一轮的上网电价调整已经完成,超洁净机组的环保电价近期内并不会出台。仅靠企业来额外承担将是未来环保设备持续运行的最大挑战。
广州市发改委能源处负责人说,广州市发改委正在做相关的事情,一是呼吁国家发改委在上网电价上给予适当补贴,现在煤炭价格下跌,腾出了电价空间,此外清洁的燃煤火电机组应适当增加环保电价;二是呼吁广东省有关部门以及电网公司,在安排发电计划和电力调度的时候增加它们的发电小时数。