我國火電廠脫硫脫硝行業(yè)2023年發(fā)展綜述

我國火電廠脫硫脫硝行業(yè)2023年開展綜述我國火電廠脫硫脫硝行業(yè)2023年開展綜述〔來源：中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)〕一、火電廠脫硫脫硝行業(yè)的開展概況〔一〕脫硫行業(yè)1、火電廠脫硫產(chǎn)業(yè)開展概況近幾年是我國火電行業(yè)開展最快的時(shí)期，截止至2023年底我國火電廠裝機(jī)容量到達(dá)5.5億千瓦，煤耗量超過13億噸?；痣姀S二氧化硫排放總量為13萬噸，占全國二氧化硫總排放量的51%；火電廠氮氧化物排放總量約為800萬噸，占全國氮氧化物總排放量的36%。由此可見，火電廠是我國二氧化硫和氮氧化物控制的首要對(duì)象。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)，2023年底，我國火電廠煙氣脫硫裝機(jī)容量超過2.7億千瓦，約占火電裝機(jī)總?cè)萘康?0%。當(dāng)年投運(yùn)的100MW及以上火電機(jī)組脫硫裝置達(dá)1.16億千瓦，比2023年增長14%。2023年排名前20位的脫硫公司合同容量占全國總量的90%，投運(yùn)容量占全國總量的75%，當(dāng)年投運(yùn)容量占全國總量的81%。至2023年底，國內(nèi)位居脫硫行業(yè)前10名的脫硫公司是：北京國電龍?jiān)喘h(huán)保工程、武漢凱迪電力環(huán)保、北京博奇電力科技、山東三融環(huán)保工程、浙江浙大網(wǎng)新機(jī)電工程、中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程、清華同方環(huán)境有限責(zé)任公司、浙江天地環(huán)保工程、江蘇蘇源環(huán)保工程股份、中國大唐集團(tuán)科技工程。據(jù)統(tǒng)記，2023年全國投運(yùn)100MW及以上火電機(jī)組煙氣脫硫裝置到達(dá)1.16億千瓦，其中，新建機(jī)組配套的煙氣脫硫工程約占總投運(yùn)容量的70%左右；石灰石-石膏濕法脫硫工藝約占90%以上。2023年，簽訂脫硫工程合同容量達(dá)1.07億千瓦。其中排名前十名的脫硫公司簽訂合同容量約占總合同容量的77%。其中，排名前十名的脫硫公司簽訂合同容量約占總合同容量的77%。2023年、2023年脫硫產(chǎn)業(yè)信息比照情況見表1。表12023年、2023年登記的脫硫企業(yè)合同及投運(yùn)容量情況項(xiàng)

目2023年2023年合同容量登記的脫硫公司容

量〔億千瓦〕2.763.74占全國脫硫工程合同總?cè)萘康谋壤?〕92.093.5前二十名脫硫公司容

量〔億千瓦〕2.613.60占全國脫硫工程合同總?cè)萘康谋壤?〕8790投運(yùn)容量登記的脫硫公司

容

量〔億千瓦〕1.182.08占全國投運(yùn)脫硫機(jī)組總?cè)萘康谋壤?〕73.877.0前二十名脫硫公司容

量〔億千瓦〕1.122.01占全國脫硫機(jī)組投運(yùn)總?cè)萘康谋壤?〕7075.02、脫硫技術(shù)開展概況近年來，我國通過自主研發(fā)和引進(jìn)、消化吸取、再創(chuàng)新，使煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化取得了重大進(jìn)展，火電廠煙氣脫硫技術(shù)國產(chǎn)化能力根本可以滿足“十一五〞時(shí)期減排二氧化硫的需要。目前，已有石灰石-石膏法、煙氣循環(huán)流化床法、海水脫硫法、脫硫除塵一體化、半干法、旋轉(zhuǎn)噴霧枯燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化法、活性焦吸附法、電子束法等十多種煙氣脫硫工藝技術(shù)得到應(yīng)用。與國外情況相同，在諸多脫硫工藝技術(shù)中，石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)仍是當(dāng)前的主流工藝技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，投運(yùn)、在建和已經(jīng)簽訂合同的火電廠煙氣脫硫工程中，石灰石-石膏法脫硫工藝技術(shù)所占比重達(dá)90%以上。3、脫硫配套設(shè)備、材料開展概況截止至2023年，我國火電廠脫硫所需配套設(shè)備和材料已經(jīng)根本上實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并且已具備一定的可選擇性，只有個(gè)別大型專業(yè)設(shè)備和運(yùn)行控制系統(tǒng)及監(jiān)測系統(tǒng)的性能與國外相比還略顯缺乏。因此，在實(shí)際實(shí)施的工程中業(yè)主仍存在進(jìn)口的要求。4、脫硫裝置運(yùn)行治理開展概況為貫徹落實(shí)國家節(jié)能減排綜合性工作方案，進(jìn)一步提高火電廠脫硫裝置運(yùn)行水平及投運(yùn)率，確保二氧化硫約束性指標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)，需要對(duì)火電廠脫硫設(shè)施的運(yùn)行實(shí)行全面科學(xué)治理。目前已有局部脫硫公司取得運(yùn)營治理資質(zhì)并負(fù)責(zé)脫硫設(shè)施的運(yùn)行治理，并從中積存了運(yùn)行治理的體會(huì)。5、脫硫行業(yè)存在的主要問題1〕是煙氣在線監(jiān)測儀器未能發(fā)揮應(yīng)有的效能和作用，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)火電廠大氣污染物排放情況實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；2〕是對(duì)脫硫設(shè)施的監(jiān)管尚未全面到位；3〕是我國已投運(yùn)的脫硫工藝中以石灰石－石膏法為主，達(dá)90%以上。脫硫工藝路線單一，對(duì)脫硫副產(chǎn)物的處置和消納尚未引起足夠重視；局部電廠已出現(xiàn)堆放和拋棄的處置方式。估計(jì)到“十一五〞末，我國將有3億千瓦燃煤發(fā)電機(jī)組配置石灰石－石膏法脫硫設(shè)施，按1臺(tái)300MW機(jī)組燃用含硫量為1％的煤種，每年運(yùn)行5000～6000小時(shí)計(jì)，將產(chǎn)生脫硫石膏4.5～5.0萬噸，屆時(shí)每年將產(chǎn)生5000～6000萬噸脫硫石膏。如此大量的脫硫石膏要得到處置和消納是不容樂觀的。加之，對(duì)脫硫石膏的利用在經(jīng)濟(jì)政策上與天然石膏相比無優(yōu)勢可言，假設(shè)任其摘用堆放或拋棄的處置方式開展，既浪費(fèi)了資源，占用了場地，又會(huì)產(chǎn)生新的二次污染?！捕趁撓跣袠I(yè)1.火電廠脫硝產(chǎn)業(yè)開展概況火電廠氮氧化物排放控制是自2023年公布的?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?〔GB13223－2023〕后逐步開始的。此后，一批新建火電機(jī)組大多摘用了低氮氧化物燃燒技術(shù)，有的火電廠結(jié)合技術(shù)改造安裝了低氮氧化物燃燒器，商業(yè)化煙氣脫硝裝置也已在30萬千瓦、60萬千瓦裝機(jī)容量的多臺(tái)機(jī)組上投入運(yùn)行，為火電廠降低氮氧化物的排放控制積存了體會(huì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到目前為止約有90多家電廠的近200臺(tái)總裝機(jī)容量為1.05億千瓦的機(jī)組已通過環(huán)評(píng)，其中已建、在建或擬建的火電廠煙氣脫硝工程到達(dá)5745萬千瓦裝機(jī)容量，主要分布在北京、上海、江蘇、浙江、廣東、山西、湖南、福建等省〔市〕。所摘用的工藝技術(shù)主要是選擇性催化復(fù)原法〔SCR〕，約占96％，非選擇性復(fù)原催化法〔SNCR〕只占4％。2.火電廠脫硝技術(shù)開展概況目前應(yīng)用的脫硝技術(shù)除了SCR和SNCR外，尚在研究的煙氣脫硝技術(shù)還有非選擇性催化復(fù)原〔NSCR〕、分子篩、活性炭吸附法、等離子體法及聯(lián)合脫硫脫氮方法、液體吸取法，氧化吸取法和吸取復(fù)原法等多種，但由于投資本錢及運(yùn)行操作等方面的原因，在燃煤電站中用的最多的是SCR，其次為SNCR，其它方法應(yīng)用較少。幾種主要的煙氣脫硝工藝的比較見表2。表2主要煙氣脫硝工藝的比較

脫硝工藝適用性及特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)與缺乏脫硝率投資SCR適合排氣量大，連續(xù)排放源二次污染小，凈化效率高，技術(shù)成熟；設(shè)備投資高，關(guān)鍵技術(shù)難度較大80%～90%較高SNCR適合排氣量大，連續(xù)排放源不用催化劑，設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用少；NH3用量大，二次污染，難以保證反響溫度和停留時(shí)間30%～60%較低液體吸取法處理煙氣量很小的情況可取工藝設(shè)備簡單、投資少，收效顯著，有些方法能回收NOx；效率低，副產(chǎn)物不易處理，目前常用的方法不適于處理燃煤電廠煙氣效率低較低微生物法適用范圍較大工藝設(shè)備簡單、能耗及處理費(fèi)用低、效率高、無二次污染；微生物環(huán)境條件難以控制，仍處于研究階段80%低活性炭吸附法排氣量不大同時(shí)脫硫脫硝，回收NOx和SO2，運(yùn)行費(fèi)用低；吸取劑用量多，設(shè)備龐大，一次脫硫脫硝效率低，再生頻繁80%～90%高電子束法適用范圍較大同時(shí)脫硫脫硝，無二次污染；運(yùn)行費(fèi)用高，關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)含量高，不易掌握85%高3.存在的主要問題1〕是缺乏火電廠氮氧化物控制相關(guān)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系。我國目前現(xiàn)行的?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?〔GB13223－2023〕中首次規(guī)定了火電廠氮氧化物的排放限值，并按時(shí)段和不同燃料及其特性分別規(guī)定了不同限值。我國目前已有的關(guān)于氮氧化物的法規(guī)政策，主要依賴于傳統(tǒng)的控制手段，雖然對(duì)火電廠NOx污染的控制提出了初步要求，但相關(guān)的政策標(biāo)準(zhǔn)過于原那么，操作性差。美國、歐盟、日本等興盛國家或地區(qū)氮氧化物控制工作起步較早，各種氮氧化物控制政策也較為成熟，因此，我國可以借鑒國外的相關(guān)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，盡快形成一個(gè)完善的氮氧化物控制法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系。2〕脫硝行業(yè)尚處于起步階段，脫硝技術(shù)主要依賴進(jìn)口，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的脫硝技術(shù)較少。我國目前在發(fā)電機(jī)組上應(yīng)用的煙氣脫硝技術(shù)除個(gè)別單位自行開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)外，絕大多數(shù)單位摘用的SCR、SNCR煙氣脫硝技術(shù)尚處于引進(jìn)、消化吸取和初步應(yīng)用階段。我國脫硝企業(yè)的技術(shù)水平亟待提高。3〕脫硝的催化劑和復(fù)原劑應(yīng)該引起足夠重視。目前應(yīng)用于脫硝技術(shù)的催化劑主要依賴進(jìn)口，致使脫硝運(yùn)行本錢高；失效催化劑屬危險(xiǎn)廢物，對(duì)其處理處置問題應(yīng)引起足夠重視；普遍作為脫硝復(fù)原劑的液氨在儲(chǔ)運(yùn)和運(yùn)行過程中的平安問題必須高度重視。4〕加強(qiáng)脫硝設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行的全過程監(jiān)管。當(dāng)前，脫硝行業(yè)開始步入快速開展期，我們應(yīng)該認(rèn)真汲取脫硝設(shè)施建設(shè)中的體會(huì)和教訓(xùn)，加強(qiáng)脫硝設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行的全過程監(jiān)管。例如強(qiáng)化對(duì)脫硫工程建設(shè)在可研、環(huán)評(píng)、工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行治理過程中單位和個(gè)人執(zhí)業(yè)資質(zhì)的治理。二、“十一五〞行業(yè)開展分析〔一〕火電廠脫硫?國家環(huán)境保護(hù)“十一五〞規(guī)劃?綱要提出，“十一五〞期間二氧化硫排放量減少10%的削減目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一削減目標(biāo)，國家摘取燃用低硫煤、關(guān)停小火電機(jī)組和煙氣脫硫等一系列措施大力推進(jìn)火電廠煙氣脫硫工程建設(shè)，節(jié)能減排工作成效顯著。2023年，全年共關(guān)停小火電1438萬千瓦。截至2023年底，我國火電廠煙氣脫硫裝機(jī)容量〔建成和在建〕到達(dá)2.7億千瓦，約占全國火電廠裝機(jī)容量的50%左右。按照這一速度推進(jìn)，到2023年全國火電廠〔建成和在建〕煙氣脫硫的裝機(jī)容量將到達(dá)4.3億千瓦，約占全國火電廠裝機(jī)容量的60%，其中建成穩(wěn)定運(yùn)行的脫硫機(jī)組必須到達(dá)3.5億千瓦，才能為完成“十一五〞全國二氧化硫排放總量削減10%提供可靠保證。因此在“十一五〞期間的未來三年中，即2023年、2023年、2023年每年火電廠煙氣脫硫機(jī)組必須開工建設(shè)在8000萬千瓦以上，竣工機(jī)組也要在7000萬千瓦以上。就目前我國火電廠煙氣脫硫能力來看，每年開工8000萬千瓦經(jīng)過努力是可以滿足的，但是竣工能力卻相差較大，需要大力加強(qiáng)設(shè)備制造、工程施工、安裝調(diào)試等竣工能力。這就更需要加強(qiáng)設(shè)備材料及工程質(zhì)量的監(jiān)管保證。〔二〕火電廠脫硝?國家環(huán)境保護(hù)“十一五〞規(guī)劃?中逐步把氮氧化物的總量控制工作提上日程，強(qiáng)調(diào)“繼續(xù)開展氮氧化物控制研究，加快氮氧化物控制技術(shù)開發(fā)與示范，為實(shí)施總量控制創(chuàng)造條件〞。2023年，在二氧化硫的控制已取得了顯著成效的同時(shí)，我國的脫硝工作也取得了一定成績。到目前為止已建、在建或擬建的火電廠煙氣脫硝工程到達(dá)5745萬千瓦裝機(jī)容量。目前，控制火電廠NOx排放的措施分兩大類。一類是通過燃燒技術(shù)的改進(jìn)〔包括摘用先進(jìn)的低NOx燃燒器〕降低NOx排放量，另一類是在鍋爐尾部加裝煙氣脫硝裝置。近幾年來，在有關(guān)科研院校和各發(fā)電鍋爐廠的共同努力下，對(duì)低NOx燃燒技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)已取得了長足的開展。凡2023年以后投建的燃煤發(fā)電鍋爐根本上配用了先進(jìn)的低NOx燃燒技術(shù)，特別是在燃用煙煤的300MW及以上機(jī)組應(yīng)用后，其排放的NOx濃度可根本滿足2023年公布的?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定的限值要求，并實(shí)現(xiàn)了自行設(shè)計(jì)、自行制造和自行安裝調(diào)試。隨著我國對(duì)NOx排放控制標(biāo)準(zhǔn)的不斷嚴(yán)格，僅僅依靠燃燒控制已不能滿足要求，因此實(shí)施煙氣脫硝已經(jīng)列上議事日程。在20世紀(jì)90年代應(yīng)用日本日立公司技術(shù)建成的福建后石電廠600MW火電機(jī)組上率先建成了SCR煙氣脫硝裝置，該裝置投產(chǎn)后運(yùn)行效果較好，NOx排放濃度只有85mg/m3，但同時(shí)存在建設(shè)投資巨大、運(yùn)行費(fèi)用高等問題。與此同時(shí)，我國也開展了煙氣脫硝研究工作，特別是國電熱工研究院和江蘇蘇源環(huán)保工程股份等，已對(duì)SCR工藝、催化劑和相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備開展了全面的研究，并取得了初步的研究進(jìn)展。通過不斷的研發(fā)與實(shí)踐，我國第一家摘用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)SCR核心技術(shù)設(shè)計(jì)建設(shè)的脫硝工程—國華太倉發(fā)電7號(hào)機(jī)組〔600MW〕煙氣脫硝工程于2023年1月20日成功投入運(yùn)行。該工程中的關(guān)鍵設(shè)施—脫硝反響器、噴氨格柵、供氨系統(tǒng)等均由蘇源環(huán)保公司獨(dú)立開發(fā)設(shè)計(jì)，脫硝催化劑摘用日立造船的產(chǎn)品。此外，還有10多家環(huán)保工程公司分別引進(jìn)了美國B&W和FTI公司、德國魯奇和FBE公司、三菱和日立公司、意大利TKC公司、丹麥托普索公司的煙氣脫硝技術(shù)，已建成的煙氣脫硝裝置26臺(tái)〔套〕，總裝機(jī)容量為1125萬千瓦，其中除江蘇利港電力和江蘇闕山發(fā)電各2臺(tái)600MW機(jī)組摘用SNCR法脫硝技術(shù)之外，其余均摘用SCR法脫硝技術(shù)，當(dāng)工藝布置一層催化劑時(shí)，脫硝效率為40%，兩層催化劑時(shí)，脫硝效率為60%，三層催化劑時(shí)，脫硝效率可到達(dá)80%。為了擺脫催化劑完全依賴進(jìn)口的局面，東方鍋爐集團(tuán)與德國KWH公司于2023年11月合資成立了東方凱特瑞環(huán)保催化劑，方案每年生產(chǎn)SCR法專用催化劑4500m3。科林環(huán)保公司仿效上述模式，也建立了脫硝催化劑生產(chǎn)基地。蘇源環(huán)保、中電投遠(yuǎn)達(dá)、浙江菲達(dá)等還在積極組織脫硝催化劑的研發(fā)，以促進(jìn)脫硝催化劑生產(chǎn)的國產(chǎn)化進(jìn)程。三、行業(yè)開展展望〔一〕脫硫任務(wù)依然十分艱巨由于“十一五〞期間火電廠裝機(jī)容量超過2億千瓦，超出原方案1.4億千瓦40%以上，這些新建火電廠在“十二五〞將發(fā)揮重要作用，并且“十一五〞期間風(fēng)電、太陽能發(fā)電、核能以及水力發(fā)電快速開展，還有“十一五〞節(jié)能的巨大成效，“十二五〞期間火電廠裝機(jī)容量估計(jì)將有所減緩，估計(jì)不會(huì)超過1.5億千瓦.因此新建和改擴(kuò)建火電廠脫硫任務(wù)也將隨之下降。但是,目前我國尚未安裝脫硫裝置的老火電廠仍占40%左右,如果這些電廠的20%在〞十二五〞期間安裝脫硫裝置,使全國火電廠脫硫裝機(jī)容量由〞十一五〞占60%左右提高到80%左右,這將會(huì)大大增加火電廠脫硫任務(wù)。事實(shí)上我國燃煤脫硫任務(wù)的艱巨性可能會(huì)延續(xù)相當(dāng)長的時(shí)間，即使到“十三五〞末即2023年，我國火電廠脫硫到達(dá)100%時(shí)，經(jīng)過15-20年的老脫硫裝置將進(jìn)入大規(guī)，翻新、改建和重建時(shí)期。如果考慮到二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，老脫硫裝置不符合要求需要改進(jìn)和更新的話，火電廠脫硫行業(yè)的任務(wù)會(huì)更加艱巨。除此之外，我國鋼鐵行業(yè)、建材行業(yè)、化工行業(yè)以及大量的工業(yè)鍋爐脫硫任務(wù)在“十二五〞期間也會(huì)加重。綜上所述，我國“十二五〞期間火電廠行業(yè)的脫硫任務(wù)依然十分艱巨?！捕趁撓踹M(jìn)程將會(huì)加快根據(jù)火電廠未來增容的預(yù)測和燃煤增量的估計(jì)，“十二五〞期間火電廠氮氧化物的排放總量將估計(jì)由2023年的1050萬噸增加到1200萬噸左右，其危害日益加重，特別是在二氧化硫排放量不斷加嚴(yán)加緊控制之時(shí)，對(duì)氮氧化物的控制需求不斷上升?！笆晃濞暺陂g，我國將制定火電廠氮氧化物控制技術(shù)政策，同時(shí)火電廠氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)更加嚴(yán)格，為加大對(duì)火電行業(yè)氮氧化物控制力度提供了有力的政策支持。另外，根據(jù)有關(guān)火電廠氮氧化物減排的預(yù)測資料，到“十一五〞末即2023年，我國火電廠氮氧化物減排總量將到達(dá)300萬噸左右，約占同期火電廠氮氧化物排放總量28%，到“十二五〞末即2023年，估計(jì)火電廠氮氧化物減排量將到達(dá)500萬噸，約占總量41%，顯然減排速度大大加快。與此同時(shí)，在“十一五〞期間火電行業(yè)氮氧化物控制技術(shù)得到一定實(shí)踐考驗(yàn)并進(jìn)一步開展的根底上，脫硝公司數(shù)量將會(huì)增多，脫硝行業(yè)產(chǎn)業(yè)化能力將會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。因此，“十二五〞期間，我國火電廠脫硝行業(yè)開展進(jìn)程將會(huì)加快?！踩趁摿蛎撓跣袠I(yè)步入健康開展道路我國火電廠脫硫脫硝行業(yè)在經(jīng)過“十一五〞期間連續(xù)高速開展，在各方面均相對(duì)薄弱的情況下，高速開展所帶來的問題不斷顯現(xiàn)，克服困難成為進(jìn)步的巨大動(dòng)力。正是經(jīng)歷“十一五〞脫硫脫硝艱巨任務(wù)的磨煉，各工程技術(shù)更加成熟，隊(duì)伍更加壯大，設(shè)備材料質(zhì)量更加可靠，運(yùn)行治理體會(huì)更加豐富，使我國脫硫脫硝