隨著我國霧霾污染的猖獗，燃煤污染屢屢被口誅筆伐。造成霧霾的原因很多，包括汽車尾氣排放、城市建設(shè)污染、地形構(gòu)造等，但大量能源消費和以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是主要原因。大名鼎鼎的PM2.5是霧霾的直接成因，而二氧化硫、氮氧化物及煙塵又是形成PM2.5最重要的三大污染物。在中國，煤炭消費正是這三大污染排放的主要來源。

但是，對中國這樣“多煤、少油、缺氣”的國家來說，工業(yè)化、城市化發(fā)展進(jìn)程以及煤炭資源的價格優(yōu)勢，決定了即便我們堅持“減煤壓煤”的能源戰(zhàn)略，在較長一段時期內(nèi)，中國經(jīng)濟發(fā)展的主要能源還是煤。我國煤炭消費比重近三年來以每年1%的速度下降，但由于煤炭消費基數(shù)大，直到2013年煤炭消費仍占能源消費的近66%。

在這種現(xiàn)實之下，中國需要在“減煤壓煤”的同時，盡可能降低燃煤的排放。由于在我國每年約40億噸原煤使用中，50%左右為電力所用，因此讓燃煤電廠減排，就等于牽住了燃煤減排的牛鼻子。

對此，東方電氣董事長王計有明確的認(rèn)識：“人們在充分享受電能帶來便利的同時，有了新的需求，藍(lán)天白云，清新空氣，需要低碳，需要綠色。所以，能源裝備企業(yè)要改變自己的追求方向。怎么把煤電降到低排放，甚至降到零排放，是我們需要去做的事情。”

2014年7月18日，廣州市政府組織實施的“50355”工程試點項目、恒運電廠9號燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組“超潔凈排放”改造項目正式投入運行?，F(xiàn)場機組顯示的實時排放數(shù)據(jù)二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放值，分別為1、23、1.7毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，遠(yuǎn)低于燃?xì)獍l(fā)電機組的排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到目前國內(nèi)同類機組環(huán)保改造的最好水平，實現(xiàn)了煤的超潔凈燃燒，是國內(nèi)首個30萬千瓦“超潔凈”燃煤改造機組。

作為中國最大的發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)之一，東方電氣參與了恒運電廠9號機組的鍋爐、汽輪機、發(fā)電機和脫硝（氮氧化物排放控制）的改造。業(yè)內(nèi)人士稱：“東方電氣改造后的發(fā)電機組，不僅排放指標(biāo)達(dá)到了目前國內(nèi)同類機組環(huán)保改造的最好水平，而且節(jié)能。東方電氣為燃煤電廠立了新標(biāo)準(zhǔn)。”

近零排放

東方電氣以“綠色動力，驅(qū)動未來”為愿景，發(fā)展清潔能源早已上升為企業(yè)戰(zhàn)略。公司早在10多年前就先后進(jìn)入核電、風(fēng)電等清潔能源領(lǐng)域，并于2003年開始探路煙氣治理市場，先后引進(jìn)和自主開發(fā)了一系列環(huán)保技術(shù)和產(chǎn)品，為燃煤機組的清潔排放打下了堅實的基礎(chǔ)。

幾年前，恒運電廠領(lǐng)導(dǎo)訪問東方電氣洽談電站改造事宜時，集團(tuán)公司總經(jīng)理斯?jié)煞蚴锥葹榭蛻魭伋隽恕敖闩欧拧钡睦砟?，推介了東方電氣在這個領(lǐng)域擁有的技術(shù)條件和系統(tǒng)集成能力，雙方一拍即合。近零排放，是指燃煤機組的煙氣排放達(dá)到天然氣機組標(biāo)準(zhǔn)，即二氧化硫不超過35毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米、氮氧化物不超過50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米、煙塵不超過5毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米（廣州市“50355”工程由此而來）。

2012年3月，東方電氣簽署恒運電廠8號、9號汽輪發(fā)電全機組增容降耗工程及低氮燃燒器改造合同，隨后又簽署了脫硝優(yōu)化合同，以火電機組綜合系統(tǒng)優(yōu)化、技術(shù)集成、升級改造商身份參與到國內(nèi)首個“近零排放”機組改造項目中。

根據(jù)合同要求，恒運電廠9號機組脫硝改造采用“低氮燃燒+SCR（選擇性催化還原法）煙氣脫硝”技術(shù)。脫硝主要從兩個渠道著手。一是通過優(yōu)化改進(jìn)鍋爐的燃燒系統(tǒng)，控制燃煤NOX（氮氧化物）排放；二是通過改進(jìn)優(yōu)化脫硝裝置，最終實現(xiàn)尾部煙氣NOX減排指標(biāo)的控制。由于東方電氣提供主機設(shè)備，較其他僅做脫硝技術(shù)的企業(yè)更能從整個系統(tǒng)上去統(tǒng)籌考慮。

通過低氮燃燒改造，氮氧化物的產(chǎn)生量應(yīng)控制在300毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米以下，同時優(yōu)化SCR煙氣脫硝工藝，使氮氧化物的最終排放濃度在45毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米以下，低于燃?xì)鈾C組氮氧化物50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。按照最終實時排放數(shù)據(jù)測試，NOX排放濃度達(dá)到了23毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，遠(yuǎn)低于45毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米的目標(biāo)值。其中，東方電氣自主開發(fā)的DBC-MDSS多維深度分級燃燒系統(tǒng)表現(xiàn)出燃燒穩(wěn)定性好、爐膛負(fù)壓波動小、燃盡程度高等優(yōu)良特性；通過制粉系統(tǒng)和燃燒優(yōu)化調(diào)整，保障了鍋爐各項指標(biāo)全面達(dá)標(biāo)，特別是各負(fù)荷段下NOX排放顯著降低，額定負(fù)荷下脫硝前實測NOX排放從350～450毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米降到180～220毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，遠(yuǎn)低于合同規(guī)定的NOX排放量小于300毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米的保證值。

2003年進(jìn)入煙氣治理市場后，東方電氣所屬企業(yè)東方鍋爐經(jīng)過多年發(fā)展，已成長為國內(nèi)最大的SCR供應(yīng)商，擁有完整、全自主和領(lǐng)先的SCR脫硝技術(shù)，脫硝效率可實現(xiàn)大于90%，最高達(dá)92.5%，實現(xiàn)全負(fù)荷SCR投用。擁有完整全自主和領(lǐng)先的SNCR+SCR技術(shù)，實現(xiàn)不低于90%的脫硝效率，能全面滿足CFB鍋爐NOX近零排放要求。

節(jié)能降耗

為了提高恒運發(fā)電廠運行的經(jīng)濟性，在汽輪機通流改造上，東方電氣所屬企業(yè)東方汽輪機采用了目前汽輪機設(shè)計的先進(jìn)技術(shù)。這是東方電氣經(jīng)過近20年研究和技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽輪機通流設(shè)計先進(jìn)技術(shù)，包括調(diào)節(jié)閥分析優(yōu)化技術(shù)、調(diào)節(jié)級分析優(yōu)化技術(shù)、壓力級3D流場優(yōu)化技術(shù)、末級長葉片技術(shù)、動葉整體圍帶阻尼結(jié)構(gòu)技術(shù)、動葉片安全可靠性設(shè)計技術(shù)、排氣缸優(yōu)化技術(shù)、密封技術(shù)等。

改造后的恒運電廠9號機組供電煤耗比改造前降低了20.68克/千瓦時。雖然煤耗值較超臨界或超超臨界機組還有一定差距，但在“五年磨一克”的煤耗領(lǐng)域，且在機組背壓較高的情況下，這是個了不起的成績。按年利用小時5500小時計算，300MW機組一年可以節(jié)約燃煤3.3萬噸，進(jìn)而帶動減排二氧化碳8.6萬噸，在同類機組中已經(jīng)走在了前列。

伴隨著國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，優(yōu)化老機組性能，節(jié)能降耗的壓力不斷加大。東方電氣以滿足用戶需求為目標(biāo)，近年持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的經(jīng)濟性和環(huán)保性，并積極向用戶推介新技術(shù)，與客戶合作對機組進(jìn)行改造升級，以降低能耗，提高出力，保障機組安全可靠性，為用戶提供“全生命周期”的服務(wù)。

效益誘人

在恒運電廠9號機組“超潔凈排放”改造項目正式投運現(xiàn)場，恒運集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，兩臺300MW機組改造累計需投入3億元，按機組年利用小時5500小時計算，預(yù)計增加成本0.019元/千瓦時（按10年固定資產(chǎn)折舊、綜合考慮了運營成本增加等因素）。相比煤改氣僅燃料成本就增加4角錢而言，2分錢只是其1/20。

據(jù)悉，廣州市改造一臺機組政府獎勵500萬元。廣州市長陳建華在投運現(xiàn)場向在場的發(fā)電企業(yè)和包括東方電氣在內(nèi)的制造商激情承諾：“廣州人民歡迎燃煤企業(yè)推進(jìn)改造工作，今年都開工也沒問題。政府說話算話，不管財政超多少預(yù)算，我們照顧解決。”陳建華的決心不僅代表廣州市政府，也代表了許多地方政府的心聲。“近零排放”已逐漸成為發(fā)電企業(yè)必須面對的方向和環(huán)保趨勢。

吸引恒運電廠積極投入“超潔凈排放”改造的還有兩個更誘人的好處：一是獲得政府的支持，新上更高容量的機組，將企業(yè)做大做強；二是對于改造電廠，政府將給予清潔發(fā)電優(yōu)先上網(wǎng)的政策。政府的支持鼓勵無疑激發(fā)了電企改造的熱情，也給東方電氣等設(shè)備制造企業(yè)帶來了更多的機遇和挑戰(zhàn)。

而優(yōu)先上網(wǎng)，無疑清潔發(fā)電量越多越有優(yōu)勢，于是發(fā)電機的增容改造優(yōu)勢顯露出來。東方電氣旗下東方電機負(fù)責(zé)9號機組的發(fā)電機增容改造。通過對發(fā)電機通風(fēng)系統(tǒng)中的部分元件進(jìn)行更換、改進(jìn)和優(yōu)化，并將舊冷卻器更換為新型高效大容量的冷卻器，提高了發(fā)電機的通風(fēng)冷卻效果，從而實現(xiàn)了將發(fā)電機的額定出力由300MW提高到330 MW，讓機組發(fā)電上網(wǎng)有保障的情況下多發(fā)電，獲得更高的效益。

系統(tǒng)集成

盡管參與了恒運電廠9號機組包括發(fā)電機、汽輪機、鍋爐和脫硝等“近零排放”的大部分項目改造，東方電氣仍然緊盯著未來的目標(biāo)——獨立為各類電站提供“近零排放”的整體解決方案。

目前，二氧化硫、氮氧化物、煙塵等的排放控制都還處于單一設(shè)備處理單一污染物的“各自為政”狀態(tài)。這樣做在某種程度上雖也能解決問題，但給電廠的集成帶來了更多的麻煩，同時單項技術(shù)面臨代價高昂和無法滿足指標(biāo)要求的窘?jīng)r?？茖W(xué)的辦法應(yīng)是通過各裝置的協(xié)同合作，前一環(huán)節(jié)為后續(xù)環(huán)節(jié)創(chuàng)造有利條件，后續(xù)環(huán)節(jié)彌補前一環(huán)節(jié)的不足，協(xié)同脫除污染物以達(dá)到排放要求。

在擁有成熟、領(lǐng)先的技術(shù)和產(chǎn)品基礎(chǔ)上，東方鍋爐與高校、科研院所合作持續(xù)提高產(chǎn)品性能，優(yōu)化協(xié)同控制技術(shù)，為此提出了單一污染物高效脫除與多環(huán)節(jié)整體協(xié)同控制技術(shù)方案，對改造機組提出了技術(shù)路線：根據(jù)污染物排放情況開展超低NOX燃燒系統(tǒng)改造、SCR優(yōu)化、加裝低低溫省煤器、電除塵器改造、FGD改造、加裝WESP、加裝或改造WGGH等。

恒運電廠9號燃煤機組的投運，是對東方電氣機組改造綜合能力的一次檢驗，也為“近零排放”系統(tǒng)集成奠定了堅實的基礎(chǔ)。而恒運電廠“超潔凈排放”效應(yīng)，也為在中心城市周邊建設(shè)高效清潔火電做了一次示范。正如廣州市長陳建華所說：“這不僅在廣州，在全省乃至全國都具有里程碑的意義。”