淺談火電廠污染防治措施

【摘 要】隨著電力工業的飛速發展，燃煤電廠的污染物排放在十二五規劃中有更新、更嚴格的要求。火電廠生產運行過程中，各種排放物超過一定限度將會造成環境質量的劣化。這些排放物包括燃料燃燒過程排出煙氣中的大氣污染物、灰渣；電廠各類設備運行中排出的廢水、廢液，以及電廠運行時發出的噪聲。為了使這些污染物對環境的影響降到最低，我們將采取一系列的污染防治措施。

【關鍵詞】火力發電；污染防治措施；噪聲

0 引言

隨著國民經濟建設的迅速發展，我國的電力事業蒸蒸日上。我國的主要發電仍依靠的是火力發電，在火電機組的燃料中煤炭約占95%，煤炭仍是主要能源。以下將對燃煤火電廠運行過程中排放的污染物的防治措施做簡單論述。

燃煤電廠在運行過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，其次為貯煤場和貯灰場及車輛運輸產生的揚塵。目前火電廠對煙囪排放的SO2、NOx和煙塵主要采取以下防治措施進行控制。

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過程。

燃燒前脫硫是指對燃料進行處理，如原煤洗選、煤氣化等脫硫技術。

燃燒中脫硫是指爐內脫硫，如流化床燃燒脫硫、爐內噴鈣脫硫、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三大類。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流化床、增濕灰循環煙氣。新型脫硫技術有離子體煙氣脫硫脫硝、活性焦吸附脫硫脫硝、生物脫硫等。目前國內外采用的脫硫技術中，爐后煙氣脫硫被認為是控制SO2排放量最行之有效的辦法。

當前實用的脫硫技術主要有：濕式石灰石/石膏法（濕法），氨法（濕法）、煙氣循環流化床脫硫法（半干法），循環流化床鍋爐（干法）。主要脫硫方法的比較見表1。

表1 主要脫硫工藝技術指標的比較

1.2 NOx的污染防治措施

煤炭在燃燒過程中產生的氮氧化物（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在高溫下氧化而產生的；二是，燃料氮氧化物，系燃料中含有的氮在燃燒過程中產生的；三是，快速氮氧化物，系碳化氫燃料過濃時燃燒產生的。

控制NOx排放的技術措施可分為兩大類：一類，是通過各種技術手段，控制燃燒過程中NOx的生成反應，如低氮氧化物燃燒技術（低氮燃燒器、空氣分級燃燒技術和燃料分級燃燒技術三大類型）及低溫燃燒技術（循環流化床鍋爐）；另一類，是將已經生成的NOx通過某種手段還原為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準（二次征求意見稿）》來看，爐內脫硝技術已不能滿足排放標準的要求，今后的新建及改擴建項目同步建設爐后脫硝是勢在必行的。

1.3 煙塵的污染防治措施

燃煤電廠除塵技術主要包括電除塵、袋式除塵和電袋復合式除塵。除塵技術在國內外發展都比較成熟，方式都是高效顆粒物去除技術，電廠可根據環保要求、燃料性質 、煙氣工況、鍋爐類型、電廠規模和現場條件等選擇適合的除塵方式。下面對這三種除塵方式的性能做個比較，詳見表2。

表2 除塵器性能參數比較

2 火電廠水污染防治措施

全世界有近一半的廢水未經處理就供入水體，使資源受到嚴重的污染，威脅著人們的身體健康。而火力發電廠不僅是用水和排水大戶，同時也是污染大戶。為了降低廢污水對環境的污染，火電廠基本都采用閉式循環的方法重復使用，大多數廢水經處理后回收利用，基本實現零排放。

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

火電廠在生產過程中產生的廢污水主要有以下幾種：

2.1 鍋爐停爐保護和化學清洗廢水（含有機清洗劑）處理

該類水水質特點是停爐保護廢水的聯胺含量較高，為降低過高的COD，在常規的pH調整、混凝澄清處理工藝之前增加氧化處理環節。通過加入氧化劑，分解廢水中的有機物，降低其COD值。

2.2 空氣預熱器、省煤器和鍋爐煙氣側等設備沖洗排水處理

該類廢水為鍋爐非經常性排水，其水質特點是懸浮物和鐵的含量很高，不能直接進入經常性排水處理系統。處理方法常采用化學沉淀法。

2.3 化學水處理工藝廢水處理

化學水處理因工藝不同，可產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。濃鹽水水質基本無超標項目，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使用，為達到循環使用的水質要求，通常采用混凝沉淀、澄清和過濾處理工藝，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，一般循環使用，而不用于其他途徑。沖灰廢水循環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行油水分離，出水經過濾或吸附后回用或排放。

2.7 脫硫廢水處理

脫硫廢水水質特點是懸浮物濃度高、pH值呈酸性，經處理后回收利用。

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

火力發電廠的噪聲源種類多，聲級高，傳播遠，不僅危害電廠內職工的身體健康，而且干擾周圍環境。火電廠的噪聲源，主要有機械動力性噪聲、空氣動力性噪聲和電磁噪聲等。主要污染因子為高、中、低頻噪聲。

火電廠運行時噪聲源主要有以下幾部分：燃料制備系統中的主要噪聲設備是碎煤機、磨煤機；燃燒系統中的最主要噪聲源是鍋爐排汽噪聲；發電系統中的主要噪聲源是汽輪機、發電機、勵磁機、給水泵等；冷卻系統中最大的噪聲是自然通風冷卻塔的淋水噪聲及空冷平臺的噪聲；脫硫系統主要噪聲源為氧化風機、增壓風機及泵類等。

火電廠噪聲設備的降噪措施主要有：

3.1 在設備選型時，同類設備選擇噪聲較低的設備。在簽訂設備供貨技術協議時，向制造廠提出設備噪聲限值，主機設備（如汽輪發電機組）噪聲不得超過90dB（A），輔機設備噪聲不得超過85dB（A），否則要采取相應的降噪措施。對于空冷系統設備，應選擇同類設備低噪音、低轉速風機，向制造廠提出虛擬廠界達標要求，并作為設備考核的一項重要因素，否則必須采取相應的降噪措施。

3.2 空冷器防風鋼板內側安裝吸聲板，有效地吸收部分聲能，減少反射聲和透射聲；空冷風機采用變頻裝置方式降低噪音。

3.3 電廠在設計時對過熱器排汽、再熱器排汽均裝設消聲器。過熱器安全閥排汽及再熱器安全閥排汽均裝設消聲器，使排汽噪聲不大于110dB（A）。

3.4 在一、二次風機吸風口處裝設消聲器，減少空氣動力性噪聲。

3.5 汽輪機、發電機、引風機、碎煤機、給水泵及各類水泵等大型設備均采用獨立基礎，減震設計。空冷風機與其支架之間安裝減震裝置，防止產生振動噪聲。

3.6 在管道布置設計及支吊架選擇上注意防振、防沖擊，以減少噪聲的發生。

3.7 集中控制室設門斗及雙層玻璃隔音門窗，內墻采用吸音、隔音材料，屋頂采用吸音吊頂。在結構設計中采用減震平頂、減震內壁和減震地板，使集控室內噪聲降至60dB（A）以下；各含強噪聲源的車間均設置值班室，使工作場所與強噪聲環境隔離，保護工作人員的健康。

3.8 廠區總平面布置中做到統籌規劃，合理布局。聲源設備及車間集中布置，并盡量遠離對噪聲敏感的區域。在廠區綠化設計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

燃煤電廠的迅速發展，也帶來了排放物的劇增。隨著國家環保要求的提高，電廠的脫硫設施、脫硝設施也開始大量投產，燃煤電廠產生的固體廢物（主要為粉煤灰、此外還有脫硫副產物、污水處理污泥、失效脫硝催化劑等）需采用適當的處理處置方法。

火電廠排放的粉煤灰和脫硫副產物主要以綜合利用和灰場堆貯相結合的方法進行處理處置。污水處理污泥主要包括給水、工業廢水、脫硫廢水等處理過程中產生的污泥，經檢定后確定為危險廢物的，按照《危險廢物安全填埋污染控制標準》（GB18598）處置；經檢定后確定為一般廢物的，按照《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）二類場要求處置。失效脫硝催化劑應再生或回收處理。

根據國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要：“工業固體廢棄物綜合利用率達到72%”。粉煤灰綜合利用于生產建材、回填、建筑工程、提取有益元素制取化工產品等用途；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；半干法脫硫灰渣國內應用尚不普遍，主要用于筑路和制磚；循環流化床脫硫灰渣可綜合利用于廢棄礦井、采空區回填和筑路等。

5 結論及建議

火電廠大氣污染物控制應在“鞏固脫硫，加強脫氮，開展脫碳”的原則上全面進行。脫硝是“十二五規劃”的重點，與脫硫相比還處于初級階段，在技術上應逐步走向成熟。“十二五規劃”之后脫碳也會逐步開展，主要包括：CO2捕捉、回收進行綜合利用。

隨著國家日益嚴格的環保要求，火電廠的大氣污染物排放將達到世界的先進水平，提高脫硫效率、除塵效率和脫硝效率，要求設備在制造和運行上都應經得起考驗，相應的技術人員也應有較高的技術水平和職業素質，通過十二五規劃的實施，火電廠的環境保護事業能再上一個新臺階。

【參考文獻】

[1]環境保護技術文件.燃煤電廠污染防治最佳可行技術指南[S].環境保護部，2010，2.

[2]火電廠煙氣脫硝工程技術規范選擇性催化還原法 HJ562-2010[S].

[3]火電廠大氣污染排放標準 二次征求意見稿[S].

[責任編輯：楊玉潔]