淺談火電廠污染防治措施

【摘 要】隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，燃煤電廠的污染物排放在十二五規(guī)劃中有更新、更嚴(yán)格的要求。火電廠生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，各種排放物超過(guò)一定限度將會(huì)造成環(huán)境質(zhì)量的劣化。這些排放物包括燃料燃燒過(guò)程排出煙氣中的大氣污染物、灰渣；電廠各類(lèi)設(shè)備運(yùn)行中排出的廢水、廢液，以及電廠運(yùn)行時(shí)發(fā)出的噪聲。為了使這些污染物對(duì)環(huán)境的影響降到最低，我們將采取一系列的污染防治措施。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電；污染防治措施；噪聲

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的電力事業(yè)蒸蒸日上。我國(guó)的主要發(fā)電仍依靠的是火力發(fā)電，在火電機(jī)組的燃料中煤炭約占95%，煤炭仍是主要能源。以下將對(duì)燃煤火電廠運(yùn)行過(guò)程中排放的污染物的防治措施做簡(jiǎn)單論述。

燃煤電廠在運(yùn)行過(guò)程中排放的污染物主要包括大氣污染物、廢污水、噪聲污染和工業(yè)固體廢物。

1 火電廠大氣污染防治措施

大氣污染源主要為燃煤鍋爐排放的煙氣，主要污染物為SO2、NOx和煙塵，其次為貯煤場(chǎng)和貯灰場(chǎng)及車(chē)輛運(yùn)輸產(chǎn)生的揚(yáng)塵。目前火電廠對(duì)煙囪排放的SO2、NOx和煙塵主要采取以下防治措施進(jìn)行控制。

1.1 SO2的污染防治措施

二氧化硫的治理可分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三個(gè)過(guò)程。

燃燒前脫硫是指對(duì)燃料進(jìn)行處理，如原煤洗選、煤氣化等脫硫技術(shù)。

燃燒中脫硫是指爐內(nèi)脫硫，如流化床燃燒脫硫、爐內(nèi)噴鈣脫硫、型煤固硫和利用脫硫添加劑等。

燃燒后脫硫是指煙氣脫硫，煙氣脫硫分濕法、半干法和其它新型脫硫技術(shù)三大類(lèi)。濕法脫硫主要工藝有：石灰石（石灰） —石膏法、氨法、鎂法、海水脫硫。半干法脫硫工藝主要有煙氣循環(huán)流化床、增濕灰循環(huán)煙氣。新型脫硫技術(shù)有離子體煙氣脫硫脫硝、活性焦吸附脫硫脫硝、生物脫硫等。目前國(guó)內(nèi)外采用的脫硫技術(shù)中，爐后煙氣脫硫被認(rèn)為是控制SO2排放量最行之有效的辦法。

當(dāng)前實(shí)用的脫硫技術(shù)主要有：濕式石灰石/石膏法（濕法），氨法（濕法）、煙氣循環(huán)流化床脫硫法（半干法），循環(huán)流化床鍋爐（干法）。主要脫硫方法的比較見(jiàn)表1。

表1 主要脫硫工藝技術(shù)指標(biāo)的比較

1.2 NOx的污染防治措施

煤炭在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物（NOx）的生成途徑主要有三種：一是，熱力氮氧化物，系燃燒用空氣中的N2在高溫下氧化而產(chǎn)生的；二是，燃料氮氧化物，系燃料中含有的氮在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的；三是，快速氮氧化物，系碳化氫燃料過(guò)濃時(shí)燃燒產(chǎn)生的。

控制NOx排放的技術(shù)措施可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)，是通過(guò)各種技術(shù)手段，控制燃燒過(guò)程中NOx的生成反應(yīng)，如低氮氧化物燃燒技術(shù)（低氮燃燒器、空氣分級(jí)燃燒技術(shù)和燃料分級(jí)燃燒技術(shù)三大類(lèi)型）及低溫燃燒技術(shù)（循環(huán)流化床鍋爐）；另一類(lèi)，是將已經(jīng)生成的NOx通過(guò)某種手段還原為N2，從而降低NOx的排放量，如選擇性催化還原法（SCR）及選擇性非催化還原法（SNCR）。

低氮燃燒技術(shù)鍋爐出口NOx排放濃度<400mg/Nm3。SCR法脫硝率為60%～90%，SNCR法脫硝率為30%～50%。

從《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（二次征求意見(jiàn)稿）》來(lái)看，爐內(nèi)脫硝技術(shù)已不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，今后的新建及改擴(kuò)建項(xiàng)目同步建設(shè)爐后脫硝是勢(shì)在必行的。

1.3 煙塵的污染防治措施

燃煤電廠除塵技術(shù)主要包括電除塵、袋式除塵和電袋復(fù)合式除塵。除塵技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展都比較成熟，方式都是高效顆粒物去除技術(shù)，電廠可根據(jù)環(huán)保要求、燃料性質(zhì) 、煙氣工況、鍋爐類(lèi)型、電廠規(guī)模和現(xiàn)場(chǎng)條件等選擇適合的除塵方式。下面對(duì)這三種除塵方式的性能做個(gè)比較，詳見(jiàn)表2。

表2 除塵器性能參數(shù)比較

2 火電廠水污染防治措施

全世界有近一半的廢水未經(jīng)處理就供入水體，使資源受到嚴(yán)重的污染，威脅著人們的身體健康。而火力發(fā)電廠不僅是用水和排水大戶，同時(shí)也是污染大戶。為了降低廢污水對(duì)環(huán)境的污染，火電廠基本都采用閉式循環(huán)的方法重復(fù)使用，大多數(shù)廢水經(jīng)處理后回收利用，基本實(shí)現(xiàn)零排放。

火電廠廢水治理一般可分為兩大類(lèi)：一是，電廠全部廢水按其所含污染物的性質(zhì)分類(lèi)集中處理；二是，用分散的處理廢水方式（如生活污水），經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后回收利用或排放。

火電廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢污水主要有以下幾種：

2.1 鍋爐停爐保護(hù)和化學(xué)清洗廢水（含有機(jī)清洗劑）處理

該類(lèi)水水質(zhì)特點(diǎn)是停爐保護(hù)廢水的聯(lián)胺含量較高，為降低過(guò)高的COD，在常規(guī)的pH調(diào)整、混凝澄清處理工藝之前增加氧化處理環(huán)節(jié)。通過(guò)加入氧化劑，分解廢水中的有機(jī)物，降低其COD值。

2.2 空氣預(yù)熱器、省煤器和鍋爐煙氣側(cè)等設(shè)備沖洗排水處理

該類(lèi)廢水為鍋爐非經(jīng)常性排水，其水質(zhì)特點(diǎn)是懸浮物和鐵的含量很高，不能直接進(jìn)入經(jīng)常性排水處理系統(tǒng)。處理方法常采用化學(xué)沉淀法。

2.3 化學(xué)水處理工藝廢水處理

化學(xué)水處理因工藝不同，可產(chǎn)生酸堿廢水或濃鹽水。酸堿廢水多采用中和處理，中和后的出水直接排放或回用。濃鹽水水質(zhì)基本無(wú)超標(biāo)項(xiàng)目，主要是含鹽量較高，大都可以直接利用或排放。

2.4 煤泥廢水處理

煤泥廢水一般情況下處理后循環(huán)使用，為達(dá)到循環(huán)使用的水質(zhì)要求，通常采用混凝沉淀、澄清和過(guò)濾處理工藝，以去除廢水中的懸浮物和油。

2.5 沖灰廢水處理

沖灰廢水的pH值和含鹽量較高，一般循環(huán)使用，而不用于其他途徑。沖灰廢水循環(huán)使用的處理工藝主要為物理沉淀法。

2.6 含油廢水處理

含油廢水主要有油罐脫水、沖洗含油廢水、含油雨水等。含油廢水的處理工藝通常采用氣浮法進(jìn)行油水分離，出水經(jīng)過(guò)濾或吸附后回用或排放。

2.7 脫硫廢水處理

脫硫廢水水質(zhì)特點(diǎn)是懸浮物濃度高、pH值呈酸性，經(jīng)處理后回收利用。

2.8 生活污水處理

生活污水的可生化性好，大部分燃煤電廠生活污水的處理工藝是采用生化二級(jí)處理，消毒后回用或排放。

3 火電廠噪聲污染防治措施

火力發(fā)電廠的噪聲源種類(lèi)多，聲級(jí)高，傳播遠(yuǎn)，不僅危害電廠內(nèi)職工的身體健康，而且干擾周?chē)h(huán)境?；痣姀S的噪聲源，主要有機(jī)械動(dòng)力性噪聲、空氣動(dòng)力性噪聲和電磁噪聲等。主要污染因子為高、中、低頻噪聲。

火電廠運(yùn)行時(shí)噪聲源主要有以下幾部分：燃料制備系統(tǒng)中的主要噪聲設(shè)備是碎煤機(jī)、磨煤機(jī)；燃燒系統(tǒng)中的最主要噪聲源是鍋爐排汽噪聲；發(fā)電系統(tǒng)中的主要噪聲源是汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、給水泵等；冷卻系統(tǒng)中最大的噪聲是自然通風(fēng)冷卻塔的淋水噪聲及空冷平臺(tái)的噪聲；脫硫系統(tǒng)主要噪聲源為氧化風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)及泵類(lèi)等。

火電廠噪聲設(shè)備的降噪措施主要有：

3.1 在設(shè)備選型時(shí)，同類(lèi)設(shè)備選擇噪聲較低的設(shè)備。在簽訂設(shè)備供貨技術(shù)協(xié)議時(shí)，向制造廠提出設(shè)備噪聲限值，主機(jī)設(shè)備（如汽輪發(fā)電機(jī)組）噪聲不得超過(guò)90dB（A），輔機(jī)設(shè)備噪聲不得超過(guò)85dB（A），否則要采取相應(yīng)的降噪措施。對(duì)于空冷系統(tǒng)設(shè)備，應(yīng)選擇同類(lèi)設(shè)備低噪音、低轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)，向制造廠提出虛擬廠界達(dá)標(biāo)要求，并作為設(shè)備考核的一項(xiàng)重要因素，否則必須采取相應(yīng)的降噪措施。

3.2 空冷器防風(fēng)鋼板內(nèi)側(cè)安裝吸聲板，有效地吸收部分聲能，減少反射聲和透射聲；空冷風(fēng)機(jī)采用變頻裝置方式降低噪音。

3.3 電廠在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)過(guò)熱器排汽、再熱器排汽均裝設(shè)消聲器。過(guò)熱器安全閥排汽及再熱器安全閥排汽均裝設(shè)消聲器，使排汽噪聲不大于110dB（A）。

3.4 在一、二次風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口處裝設(shè)消聲器，減少空氣動(dòng)力性噪聲。

3.5 汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、引風(fēng)機(jī)、碎煤機(jī)、給水泵及各類(lèi)水泵等大型設(shè)備均采用獨(dú)立基礎(chǔ)，減震設(shè)計(jì)?？绽滹L(fēng)機(jī)與其支架之間安裝減震裝置，防止產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。

3.6 在管道布置設(shè)計(jì)及支吊架選擇上注意防振、防沖擊，以減少噪聲的發(fā)生。

3.7 集中控制室設(shè)門(mén)斗及雙層玻璃隔音門(mén)窗，內(nèi)墻采用吸音、隔音材料，屋頂采用吸音吊頂。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用減震平頂、減震內(nèi)壁和減震地板，使集控室內(nèi)噪聲降至60dB（A）以下；各含強(qiáng)噪聲源的車(chē)間均設(shè)置值班室，使工作場(chǎng)所與強(qiáng)噪聲環(huán)境隔離，保護(hù)工作人員的健康。

3.8 廠區(qū)總平面布置中做到統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局。聲源設(shè)備及車(chē)間集中布置，并盡量遠(yuǎn)離對(duì)噪聲敏感的區(qū)域。在廠區(qū)綠化設(shè)計(jì)中考慮好綠化帶布置，充分利用植物的降噪作用，從總體上消減噪聲對(duì)外界的影響。

4 火電廠固體廢物綜合利用和處置

燃煤電廠的迅速發(fā)展，也帶來(lái)了排放物的劇增。隨著國(guó)家環(huán)保要求的提高，電廠的脫硫設(shè)施、脫硝設(shè)施也開(kāi)始大量投產(chǎn)，燃煤電廠產(chǎn)生的固體廢物（主要為粉煤灰、此外還有脫硫副產(chǎn)物、污水處理污泥、失效脫硝催化劑等）需采用適當(dāng)?shù)奶幚硖幹梅椒ā?/p>

火電廠排放的粉煤灰和脫硫副產(chǎn)物主要以綜合利用和灰場(chǎng)堆貯相結(jié)合的方法進(jìn)行處理處置。污水處理污泥主要包括給水、工業(yè)廢水、脫硫廢水等處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，經(jīng)檢定后確定為危險(xiǎn)廢物的，按照《危險(xiǎn)廢物安全填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18598）處置；經(jīng)檢定后確定為一般廢物的，按照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18599-2001）二類(lèi)場(chǎng)要求處置。失效脫硝催化劑應(yīng)再生或回收處理。

根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要：“工業(yè)固體廢棄物綜合利用率達(dá)到72%”。粉煤灰綜合利用于生產(chǎn)建材、回填、建筑工程、提取有益元素制取化工產(chǎn)品等用途；脫硫石膏主要用作水泥緩凝劑或作石膏板，還可用于生產(chǎn)石膏粉刷材料、石膏砌磚、礦井回填材料及改良土壤等；半干法脫硫灰渣國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚不普遍，主要用于筑路和制磚；循環(huán)流化床脫硫灰渣可綜合利用于廢棄礦井、采空區(qū)回填和筑路等。

5 結(jié)論及建議

火電廠大氣污染物控制應(yīng)在“鞏固脫硫，加強(qiáng)脫氮，開(kāi)展脫碳”的原則上全面進(jìn)行。脫硝是“十二五規(guī)劃”的重點(diǎn)，與脫硫相比還處于初級(jí)階段，在技術(shù)上應(yīng)逐步走向成熟。“十二五規(guī)劃”之后脫碳也會(huì)逐步開(kāi)展，主要包括：CO2捕捉、回收進(jìn)行綜合利用。

隨著國(guó)家日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，火電廠的大氣污染物排放將達(dá)到世界的先進(jìn)水平，提高脫硫效率、除塵效率和脫硝效率，要求設(shè)備在制造和運(yùn)行上都應(yīng)經(jīng)得起考驗(yàn)，相應(yīng)的技術(shù)人員也應(yīng)有較高的技術(shù)水平和職業(yè)素質(zhì)，通過(guò)十二五規(guī)劃的實(shí)施，火電廠的環(huán)境保護(hù)事業(yè)能再上一個(gè)新臺(tái)階。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]