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【摘 要】随着我国电力事业的不断发展，从单纯大机组高参数推进，到现在综合考虑排放、环保等多方面进行综合考虑。特别是近年来，我国环境问题日益凸显，作为我国电力生产占比最大的火力机组，如何能够经济高效地进行排放物控制，成为各大电力企业探索的重点之一。本文通过660MW火电机组生产实际出发，讨论大型机组控制氮氧化物排放的可行方案。
【关键词】火电行业，氮氧化物;控制策略
氮氧化物（NOx）是大气的主要污染物之一。它对人体的致毒、对植物的损害以及对酸雨的形成和臭氧的破坏都有很大的影响作用。我国的氮氧化物（NOx）排放70%来自于煤炭的燃烧，随着火力发电的发展，氮氧化物（NOx）排放量越来越大，所以近年来，国家及地方相关部门对环保的要求与监管日益提高，不断提高超低排放的标准，要求对现有机组进行超低排放改造，新造机组必须满足全新环保要求。由于火力发电仍旧是我国目前主要的电力供应方式，在火力发电过程中形成的氮氧化物也已经成为环境污染的主要来源之一。本文将在对于火电行业氮氧化物控制技术经济性现状进行分析的基础上，进一步对于如何提升其经济性进行探讨。
1当前主要氮氧化物控制技术的经济性分析
1.1低氮燃烧技术
西方发达国家在上世纪七十年代就已经开始了对低氮燃烧技术的研究，其主要研究方向主要有空气分级燃烧、煤粉浓淡燃烧以及各种类型的低氮燃烧其。我国则是在上世纪八十年代开始引进低氮燃烧技术。近二十年来，我国对于氮氧化物控制技术的研究应用已经取得了快速发展，在实际应用中，低氮燃烧技术体现出来技术应用成熟、设备建设与运行投入较少以及对于氮氧化物控制效率较高等优点，其综合经济性十分良好。所以在火电行业对于老旧发电机组的改造中对于低氮燃烧技术的应用十分普遍，据不完全统计，截止2017年，低氮燃烧技术已经在新建的522台装机容量为125MW～1000MW燃煤发电锅炉上应用。此外，由于低氮燃烧技术已将的自主性与经济性较高，所以其已经成为我国火电行业进行氮氧化物控制的主要的技术途径。
1.2烟气脱硝技术
烟气脱硝技术也是当今世界上应用比较普遍的氮氧化物控制技术，目前国内对于该技术的应用方式主要是通过选择性催化还原法与选择性非催化还原法两种方式。烟气脱硝技术的主要原理是通过还原剂在特殊条件下与所排放烟雾中的氮氧化物进行氧化还原反应，生成氮气和水。这种技术的托效率较高，一般可以维持在70%左右，且技术应用已经比较成熟，但是由于其对于设备安装的技术要求较高，设备运行维护成本较高，所以其整体经济性较低。我国第一台投入实际运营的烟气脱硝机是在2006年在国画太仓发电有限公司600MW机组上建立的，这一系统中的关键设备，如脱硝反应器、供氨系统等已经完全实现了国产化，其实际应用成本在短期内有望大幅降低，从而有效提升烟气脱硝技术在火电行业进行氮氧化物控制的经济效益。
2提升氮氧化物控制技术经济性的策略探讨
2.1对于原有燃煤机组进行选择性技术改造
对于原有燃煤机组进行选择性的技术改造，是现阶段提升火电行业氮氧化物控制技术经济性的主要方式之一。在党中央指定的“十二五”规划中，为实现经济的可持续发展，减少电力能源供给环节对自然环境造成的破坏，明确指出要将200MW以下的燃煤机组进行关停，对于200kW以以上的燃煤机组，则应该选择2005年以后建成投产的机组应用低氮燃烧技术进行整体改造，而对于在2006年以后建设完成的燃煤机组则应应用烟气脱硝技术进行改造。这种对于不同阶段的燃煤机组应用不同方式进行氮氧化物控制的方式，能够在提升氮氧化物控制效率的基础上，综合提升火电行业进行氮氧化物控制的经济效益。
此外，政府近年来颁布了200mg/m3的全新火电排放标准，一般火电机组如果只是仅仅应用一种技术对于氮氧化物进行控制将无法达到国家排放标准。所以在对2005年以后投入生产的燃煤机组进行低氮燃烧改造时，也可以根据实际情况对于小型的烟气脱硝装置进行结合应用。
2.2综合应用低氮燃烧技术与烟气脱硝技术
在火电行业进行氮氧化物控制技术的选择应用时，应该对于低氮燃烧技术与烟气脱硝技术进行综合应用。综合看来，无论是从设备建设投资费用的角度考虑还是从设备日常运行费用的角度考虑，低氮燃烧技术都占有一定的优势。但是作为一种新兴的氮氧化物控制技术，我们也应该看到烟气脱硝技术的应用潜力，并在实际应用中充分挖掘其经济性潜能。在实际应用中，如果采取低氮燃烧技术对于氮氧化物控制后难以达到最新颁布的火电行业排放标准，那么火电厂则应通过建设烟气脱硝系统对氮氧化物进行有效控制。
2.3提升烟气脱硝核心技术的国产化程度
目前火电行业对于氮氧化物控制技术应用成本较高的主要原因之一，是脱硝技术体系中的核心技术设备国产化程度不高，严重依赖技术进口，这种现象的长期存在严重降低了火电行业氮氧化物控制技术应用的经济性。由于脱硝技术体系中能够对于氮氧化物控制效果与应用经济性产生影响的变量因素较多，这也为火电行业在对其技术系统的实际应用的指标调试环节增加了大量负担，不利于提升系统整体运行效率与设备经济性的提升。所以在对烟气脱硝技术进行研究应用时，相关政府部分应该从资金与政策两个发面鼓励各个企业对其核心技术进行科研攻关，并且由國家权威科研部门或者大型企业牵头，提升烟气脱硝系统中核心技术的国产化水平。进而提升系统在实际应用中的经济性。
与此同时，在应用选择性非催化还原法进行氮氧化物控制时，应该注意到催化剂对经济性提升的制约作用。催化剂不仅价格昂贵，占整个系统造价的40%左右，并且使用周期短。所以注重于催化剂的创新研发对于提升烟气脱硝技术在实际应用中的经济性具有重要意义。
3结语
在当今环境问题日益严峻的背景之下，加强火电行业氮氧化物控制技术的研究应用已迫在眉睫。火电行业在提升氮氧化物控制效率的同时，也应当注重氮氧化物控制技术在实际应用中的经济性，所以应该对于当前主要应用的两种氮氧化物控制技术进行合理改进与综合应用。只有积极创新，才能有效提升氮氧化物控制技术的经济性，促进社会经济的可持续发展。
参考文献：
[1]环境保护部.火电厂氮氧化物防治技术政策[J].中国环境报，2010，04，14（06）：5-7.
[2]沈迪新，胡成南.我国火电厂排放氮氧化物控制技术[J].中国环保产业，2015（08）：25-27.
[3]邓元凯，徐凤刚.GD-LDR宽调节比高效低NOx燃烧系统的原理与应用[C].全国氮氧化物污染控制研讨会论文集，2013：49-59.
（作者单位：国电建投内蒙古能源有限公司）
【关键词】火电行业，氮氧化物;控制策略
氮氧化物（NOx）是大气的主要污染物之一。它对人体的致毒、对植物的损害以及对酸雨的形成和臭氧的破坏都有很大的影响作用。我国的氮氧化物（NOx）排放70%来自于煤炭的燃烧，随着火力发电的发展，氮氧化物（NOx）排放量越来越大，所以近年来，国家及地方相关部门对环保的要求与监管日益提高，不断提高超低排放的标准，要求对现有机组进行超低排放改造，新造机组必须满足全新环保要求。由于火力发电仍旧是我国目前主要的电力供应方式，在火力发电过程中形成的氮氧化物也已经成为环境污染的主要来源之一。本文将在对于火电行业氮氧化物控制技术经济性现状进行分析的基础上，进一步对于如何提升其经济性进行探讨。
1当前主要氮氧化物控制技术的经济性分析
1.1低氮燃烧技术
西方发达国家在上世纪七十年代就已经开始了对低氮燃烧技术的研究，其主要研究方向主要有空气分级燃烧、煤粉浓淡燃烧以及各种类型的低氮燃烧其。我国则是在上世纪八十年代开始引进低氮燃烧技术。近二十年来，我国对于氮氧化物控制技术的研究应用已经取得了快速发展，在实际应用中，低氮燃烧技术体现出来技术应用成熟、设备建设与运行投入较少以及对于氮氧化物控制效率较高等优点，其综合经济性十分良好。所以在火电行业对于老旧发电机组的改造中对于低氮燃烧技术的应用十分普遍，据不完全统计，截止2017年，低氮燃烧技术已经在新建的522台装机容量为125MW～1000MW燃煤发电锅炉上应用。此外，由于低氮燃烧技术已将的自主性与经济性较高，所以其已经成为我国火电行业进行氮氧化物控制的主要的技术途径。
1.2烟气脱硝技术
烟气脱硝技术也是当今世界上应用比较普遍的氮氧化物控制技术，目前国内对于该技术的应用方式主要是通过选择性催化还原法与选择性非催化还原法两种方式。烟气脱硝技术的主要原理是通过还原剂在特殊条件下与所排放烟雾中的氮氧化物进行氧化还原反应，生成氮气和水。这种技术的托效率较高，一般可以维持在70%左右，且技术应用已经比较成熟，但是由于其对于设备安装的技术要求较高，设备运行维护成本较高，所以其整体经济性较低。我国第一台投入实际运营的烟气脱硝机是在2006年在国画太仓发电有限公司600MW机组上建立的，这一系统中的关键设备，如脱硝反应器、供氨系统等已经完全实现了国产化，其实际应用成本在短期内有望大幅降低，从而有效提升烟气脱硝技术在火电行业进行氮氧化物控制的经济效益。
2提升氮氧化物控制技术经济性的策略探讨
2.1对于原有燃煤机组进行选择性技术改造
对于原有燃煤机组进行选择性的技术改造，是现阶段提升火电行业氮氧化物控制技术经济性的主要方式之一。在党中央指定的“十二五”规划中，为实现经济的可持续发展，减少电力能源供给环节对自然环境造成的破坏，明确指出要将200MW以下的燃煤机组进行关停，对于200kW以以上的燃煤机组，则应该选择2005年以后建成投产的机组应用低氮燃烧技术进行整体改造，而对于在2006年以后建设完成的燃煤机组则应应用烟气脱硝技术进行改造。这种对于不同阶段的燃煤机组应用不同方式进行氮氧化物控制的方式，能够在提升氮氧化物控制效率的基础上，综合提升火电行业进行氮氧化物控制的经济效益。
此外，政府近年来颁布了200mg/m3的全新火电排放标准，一般火电机组如果只是仅仅应用一种技术对于氮氧化物进行控制将无法达到国家排放标准。所以在对2005年以后投入生产的燃煤机组进行低氮燃烧改造时，也可以根据实际情况对于小型的烟气脱硝装置进行结合应用。
2.2综合应用低氮燃烧技术与烟气脱硝技术
在火电行业进行氮氧化物控制技术的选择应用时，应该对于低氮燃烧技术与烟气脱硝技术进行综合应用。综合看来，无论是从设备建设投资费用的角度考虑还是从设备日常运行费用的角度考虑，低氮燃烧技术都占有一定的优势。但是作为一种新兴的氮氧化物控制技术，我们也应该看到烟气脱硝技术的应用潜力，并在实际应用中充分挖掘其经济性潜能。在实际应用中，如果采取低氮燃烧技术对于氮氧化物控制后难以达到最新颁布的火电行业排放标准，那么火电厂则应通过建设烟气脱硝系统对氮氧化物进行有效控制。
2.3提升烟气脱硝核心技术的国产化程度
目前火电行业对于氮氧化物控制技术应用成本较高的主要原因之一，是脱硝技术体系中的核心技术设备国产化程度不高，严重依赖技术进口，这种现象的长期存在严重降低了火电行业氮氧化物控制技术应用的经济性。由于脱硝技术体系中能够对于氮氧化物控制效果与应用经济性产生影响的变量因素较多，这也为火电行业在对其技术系统的实际应用的指标调试环节增加了大量负担，不利于提升系统整体运行效率与设备经济性的提升。所以在对烟气脱硝技术进行研究应用时，相关政府部分应该从资金与政策两个发面鼓励各个企业对其核心技术进行科研攻关，并且由國家权威科研部门或者大型企业牵头，提升烟气脱硝系统中核心技术的国产化水平。进而提升系统在实际应用中的经济性。
与此同时，在应用选择性非催化还原法进行氮氧化物控制时，应该注意到催化剂对经济性提升的制约作用。催化剂不仅价格昂贵，占整个系统造价的40%左右，并且使用周期短。所以注重于催化剂的创新研发对于提升烟气脱硝技术在实际应用中的经济性具有重要意义。
3结语
在当今环境问题日益严峻的背景之下，加强火电行业氮氧化物控制技术的研究应用已迫在眉睫。火电行业在提升氮氧化物控制效率的同时，也应当注重氮氧化物控制技术在实际应用中的经济性，所以应该对于当前主要应用的两种氮氧化物控制技术进行合理改进与综合应用。只有积极创新，才能有效提升氮氧化物控制技术的经济性，促进社会经济的可持续发展。
参考文献：
[1]环境保护部.火电厂氮氧化物防治技术政策[J].中国环境报，2010，04，14（06）：5-7.
[2]沈迪新，胡成南.我国火电厂排放氮氧化物控制技术[J].中国环保产业，2015（08）：25-27.
[3]邓元凯，徐凤刚.GD-LDR宽调节比高效低NOx燃烧系统的原理与应用[C].全国氮氧化物污染控制研讨会论文集，2013：49-59.
（作者单位：国电建投内蒙古能源有限公司）