燃?xì)怆姀S化學(xué)環(huán)保策略應(yīng)用探討

（中海福建燃?xì)獍l(fā)電有限公司，福建莆田 351156）

環(huán)境污染問題一直是社會(huì)及人們關(guān)注焦點(diǎn)，為切實(shí)改善生態(tài)環(huán)境，我國(guó)提出可持續(xù)發(fā)展理念，新環(huán)保法和大氣、水體、固廢、土壤等污染防治法陸續(xù)出臺(tái)實(shí)施。2015年后，火力發(fā)電廠正式實(shí)施全新的排放標(biāo)準(zhǔn)，其中，主要修改了核心污染物SO2及NOx的排放濃度要求。為滿足相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，燃煤電廠裝設(shè)環(huán)保設(shè)施，將NOx排放濃度控制在25 mg/m3以下；燃?xì)怆姀S的燃料自身清潔度較高，排放清潔程度較大。隨著燃煤電廠超低排放升級(jí)改造，對(duì)燃?xì)怆姀S環(huán)保提出新的挑戰(zhàn)及任務(wù)。在裝機(jī)容量擴(kuò)大后，環(huán)境污染問題日漸凸顯，因此，應(yīng)掌控當(dāng)前電廠的實(shí)際狀況，提出針對(duì)性的化學(xué)環(huán)保策略。

1 電廠化學(xué)環(huán)保概述

節(jié)能減排一直是企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的主題，被各行各業(yè)熟知，且制定了相應(yīng)的針對(duì)性措施。電廠實(shí)施化學(xué)環(huán)保策略應(yīng)用，可從本質(zhì)上切實(shí)解決電力化學(xué)污染，被人們普遍認(rèn)可，電力實(shí)際生產(chǎn)、設(shè)備維護(hù)進(jìn)程中，使用的原材料對(duì)環(huán)境、人們存在較大危害，應(yīng)通過有效技術(shù)，對(duì)其生產(chǎn)進(jìn)程中廢液、材料等性能予以改變，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。新型環(huán)保過程、內(nèi)容涉及多種要素，如生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)材料、化學(xué)試劑等，通過高效化學(xué)反應(yīng)，將原料中各個(gè)原子結(jié)合至目標(biāo)分子中，實(shí)現(xiàn)綠色排放目標(biāo)，燃?xì)怆姀S應(yīng)充分利用LNG冷能深度除硫后的高品質(zhì)氣源，從本質(zhì)上消除污染源，促進(jìn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

2 燃?xì)怆姀S排放現(xiàn)狀

2.1 燃?xì)怆姀S排放標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)2011年發(fā)布關(guān)于燃?xì)怆姀S排污標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223—2011）。隨著國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，新版排污許可證管理的施行，環(huán)境監(jiān)管污染物超標(biāo)排放按日處罰的嚴(yán)格執(zhí)行，各個(gè)地區(qū)為積極響應(yīng)環(huán)保理念，施行所處區(qū)域相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)相關(guān)地方排放標(biāo)準(zhǔn)，將燃?xì)廨啺l(fā)電組NOx排放限值降低，特別在沿海地區(qū)，其限制值更低，環(huán)保問題日漸凸顯。將電廠相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，其要求較低，針對(duì)大于250 MW燃?xì)獍l(fā)電組NOx排放濃度，發(fā)達(dá)國(guó)家要求低于30 mg/m3，且只有滿足此要求，才給予相關(guān)運(yùn)營(yíng)證書。國(guó)外先進(jìn)燃?xì)怆姀S通常會(huì)設(shè)置相應(yīng)的低氮+脫硝裝置，其裝置可切實(shí)將NOx排放維持在10 mg/m3以內(nèi)水平。

當(dāng)前，我國(guó)僅有部分發(fā)電廠安裝此設(shè)備，難以滿足發(fā)達(dá)國(guó)家燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，燃?xì)怆姀S與超低排放后的燃煤電廠具有同樣的排放濃度限值。實(shí)際上，由于燃?xì)怆姀S與燃煤電廠基本含氧量不同，若按電能排放績(jī)效值進(jìn)行測(cè)算，燃?xì)怆姀SNOx排放績(jī)效低于排放改造后的燃煤電廠的1.45倍左右。因此，燃?xì)怆姀S的排放標(biāo)準(zhǔn)亟待提高。

2.2 燃?xì)怆姀S污染物排放情況

根據(jù)研究調(diào)查表明，我國(guó)當(dāng)前燃?xì)怆姀S氮氧化物、SO2、煙塵排放限值，需進(jìn)一步下調(diào)空間，燃?xì)怆姀S的污染物主要涉及煙塵、硫氧化物、氮氧化物等。燃?xì)怆姀S排放核心污染物為氮氧化物，其中，沿海地區(qū)燃?xì)獍l(fā)電廠燃機(jī)采取脫硝技術(shù)后，對(duì)其氮氧化物排放量進(jìn)行有效控制，電廠可將排放濃度控制在15 mg/m3以內(nèi)，以獲得環(huán)保稅減免政策。此外，部分電廠未加裝脫硝裝置，燃?xì)怆姀S啟動(dòng)階段氮氧化物短時(shí)間超標(biāo)、氣候因素影響，造成某負(fù)荷階段的超標(biāo)問題應(yīng)引起關(guān)注和重視。

2.3 燃?xì)怆姀S環(huán)?，F(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，我國(guó)燃?xì)鈾C(jī)組裝基容量呈上升趨勢(shì)，2020年以來(lái)我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電組總裝機(jī)容量已高達(dá)1 億kW以上，燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)容量增加，其污染排放狀況加劇。通過對(duì)部分地區(qū)燃?xì)獍l(fā)電廠進(jìn)行調(diào)研，我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電廠主要污染物平均排放水平較低，未安裝任何除硫除塵裝置，NOx排放水平與國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值差距較大。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，機(jī)組在環(huán)保設(shè)施的前期設(shè)計(jì)、設(shè)備配置、日常運(yùn)維中存在諸多問題，例如，大部分CEMS儀器檢測(cè)原理為紅外法，檢測(cè)精度不夠，不具備NO2檢測(cè)功能等；已加裝SCR脫硝系統(tǒng)的電廠脫硝效率偏低，一般在50%左右，存在較大優(yōu)化空間等。此外，在2010年前投產(chǎn)的大部分電廠余熱鍋爐中，未預(yù)留加裝SCR脫硝系統(tǒng)的空間。

3 現(xiàn)階段電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展特征

3.1 設(shè)備集中化布設(shè)

傳統(tǒng)電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)占地面積較大，生產(chǎn)崗位較為分散，對(duì)管理提出新的任務(wù)及挑戰(zhàn)。當(dāng)前，隨著工作性質(zhì)及量的變更，若仍沿用傳統(tǒng)電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)，無(wú)法獲取較佳成效。當(dāng)前從優(yōu)化水處理整體流程實(shí)際所需考量，設(shè)備整體布設(shè)較為緊湊、立體、集中，切實(shí)減少設(shè)備占地面積，提升設(shè)備綜合利用率，為統(tǒng)一高效管理提供便利。

3.2 生產(chǎn)集中化控制

生產(chǎn)集中控制主要指電廠將化學(xué)水處理各個(gè)子系統(tǒng)，高度集成為一個(gè)控制體系，將傳統(tǒng)模擬盤予以去除，通過PCL及上位機(jī)操控，對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制，上位機(jī)與PCL間數(shù)據(jù)通過接口實(shí)現(xiàn)信息交互。各個(gè)子系統(tǒng)以局域網(wǎng)總線為核心，連接在化學(xué)主控制室上位機(jī)上，引入大集控理念，將化學(xué)水處理控制室和電廠主控制室系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作的功能。

3.3 智能化控制

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，手機(jī)智能化巡檢技術(shù)被廣泛應(yīng)用，水處理控制和管理逐步升級(jí)為無(wú)人值守、更加安全可靠的階段。燃?xì)怆姀S應(yīng)重視化學(xué)在線儀表的投用，對(duì)污染物排放各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警設(shè)置，對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程中的活動(dòng)進(jìn)行全方位的環(huán)保干預(yù)，提高管理實(shí)效。

3.4 以環(huán)保節(jié)能為導(dǎo)向

隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)增加，需消除水處理進(jìn)程中產(chǎn)生的各類污染，以不使用或減少使用化學(xué)藥品為主趨勢(shì)，與我國(guó)倡導(dǎo)的綠色理念相吻合，如鍋爐水處理向“少排放、零污染”“少清洗、零清洗”的方向發(fā)展。隨著水資源可持續(xù)利用理念不斷深入，電廠作為水資源耗損大戶，科學(xué)、合理利用水資源，提升水資源使用率，成為電廠水處理工作首要考量問題。依靠管理制度及科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)、回收使用目標(biāo)。廢水“零排放”在部分電廠中實(shí)現(xiàn)，其主要強(qiáng)調(diào)從水體中取水，禁止向水體或周圍環(huán)境中排放廢水。

3.5 工藝多元化自動(dòng)化

傳統(tǒng)電廠水處理工藝中，多以混凝過濾、離子交換、磷酸銨鹽處理為主，伴隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展，全膜處理、電除鹽、汽水品質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)控、爐內(nèi)水處理自動(dòng)加藥等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，被普遍應(yīng)用于水質(zhì)處理中，此外，樹脂在凝結(jié)水處理中具有積極作用。

4 電廠化學(xué)環(huán)保策略應(yīng)用

4.1 鍋爐補(bǔ)給水處理和廢水零排放管理

鍋爐補(bǔ)給水處理為電廠化學(xué)環(huán)保工作核心內(nèi)容，在多方面應(yīng)用具有顯著成效。傳統(tǒng)水處理方式難以滿足當(dāng)前電廠實(shí)際所需，需立足當(dāng)前實(shí)際狀況及需求，實(shí)施鍋爐補(bǔ)給水處理，包括澄清池、過濾系統(tǒng)、超濾、反滲透等水處理技術(shù)，降低廢水產(chǎn)生量，最終完成水處理工作。采用廢水零排放處理技術(shù)，廢污水包括鍋爐排污水、生活污水、含油污水、燃機(jī)清洗水等，經(jīng)中和、混凝、澄清、生化處理后循環(huán)利用。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境隱患發(fā)排查處理和突發(fā)環(huán)境應(yīng)急管理，泄漏、火災(zāi)爆炸產(chǎn)生的次生災(zāi)害等原因造成的環(huán)境污染可及時(shí)得到有效處理。

4.2 煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)用

燃?xì)怆姀S采用天然氣為燃料，NOx是主要污染物，除燃燒室結(jié)構(gòu)外，污染物排放受天然氣成分、進(jìn)氣溫濕度、天然氣溫度等因素影響。按照控制位置不同，可將排放控制技術(shù)分為燃?xì)廨啓C(jī)本體控制技術(shù)、余熱鍋爐SCR控制技術(shù)和外部因素控制技術(shù)。

目前，國(guó)內(nèi)外燃?xì)廨啓C(jī)NOx減排技術(shù)主要有燃燒室注水、注蒸汽技術(shù)、干式低氮燃燒技術(shù)、催化燃燒技術(shù)等，主流技術(shù)為干式低氮燃燒技術(shù)。針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)干式低氮燃燒的降氮技術(shù)路線主要有機(jī)組燃燒調(diào)整、燃燒器部分功能優(yōu)化、對(duì)現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器升級(jí)改造。燃?xì)怆姀S氮氧化物超低排放改造屬于采用先進(jìn)技術(shù)實(shí)施減排工程，作為誠(chéng)信企業(yè)的一項(xiàng)重要評(píng)比扣分指標(biāo)，應(yīng)大力爭(zhēng)取相關(guān)部門政策資金補(bǔ)助。

4.3 燃?xì)怆姀S氮氧化物排放控制

燃?xì)怆姀S可以采用干式低氮燃燒系統(tǒng)升級(jí)和改造SCR脫硝技術(shù)，降低NOx排放濃度，應(yīng)加強(qiáng)燃機(jī)燃燒器技術(shù)管理，包括檢修、運(yùn)維。根據(jù)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，及時(shí)做好燃燒調(diào)整，注意控制運(yùn)行期間，燃機(jī)燃燒噴嘴值與主燃區(qū)燃料比例應(yīng)合理，保持氮氧化物排放在較低范圍，兼顧安全和環(huán)保。燃?xì)怆姀S企業(yè)應(yīng)做好煙氣在線監(jiān)控設(shè)施的維護(hù)升級(jí)管理、計(jì)量檢定、比對(duì)監(jiān)測(cè)管理，提高儀器檢測(cè)精密度，為制定科學(xué)的減排措施提供數(shù)據(jù)支撐，確保燃?xì)怆姀S排放的真實(shí)水平體現(xiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，環(huán)境污染問題日漸凸顯，我國(guó)大力提倡節(jié)能環(huán)保，電力工業(yè)事業(yè)革新，使電廠成為市場(chǎng)主體，為發(fā)電廠提供多元化的市場(chǎng)原則。在此種新形勢(shì)下，電廠為確保自身經(jīng)濟(jì)收益、未來(lái)可持續(xù)發(fā)展，需重視節(jié)能環(huán)保，針對(duì)自身當(dāng)前實(shí)際狀況，結(jié)合國(guó)家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，通過有效的化學(xué)環(huán)保技術(shù)，加強(qiáng)日常技術(shù)監(jiān)督管理和環(huán)境日常監(jiān)測(cè)工作，保證環(huán)保設(shè)施健康穩(wěn)定投入。按照新版排污許可管理要求，進(jìn)行濃度和總量控制，實(shí)現(xiàn)各類排放均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)按生態(tài)環(huán)境要求穩(wěn)定、健康、高質(zhì)量發(fā)展。