燃煤電廠環保管理

楊 林，張增利，符 東，劉天福

（新疆天業自備電廠，新疆 石河子832000）

1 概述

燃煤電廠的環保工作主要包括煙氣污染物的治理、煙塵排放的控制、廢水處理等，火電廠這種以終端治理的模式，勢必要不斷改造和優化設計，下面主要從電廠的環保配置上分析，如何進一步做好環保工作。

1.1 脫硫系統

燃煤電廠的脫硫系統一般分為濕法脫硫、干法脫硫和半干法脫硫。由于濕法脫硫國家認同的綜合脫硫效率較高，也是目前較為直接的脫硫方式。干法脫硫和半干法經過這幾年的運行，也能達到相應的環保標準，但是綜合脫硫效率較低，脫硫灰沒有得到很好的綜合利用，相對濕法來說投資要少、運行費用相近。

以電石渣為例，在濕法脫硫中，漿液的配置系統是否優化直接決定著對吸收劑的品質和消耗，脫硫劑漿液的品質將會大大的縮水，對后期的系統穩定運行、管道磨損、設備損壞等方面都會帶來不必要的維護成本。所以要嚴格控制化漿時間，以每池漿液攪拌時間不小于30 min 為宜，對脫硫系統來說，漿液中的顆粒物越細更有利于吸收。

在脫硫系統中，脫硫塔的設計非常關鍵，在設計時一般都會留有一定的余量，這樣對煤種的適應性更廣泛。從噴淋層布置高度、層數、噴頭的末端的背壓等都是比較關鍵的地方，同時，要特別注意除霧器的高度布置，從一個塔的噴淋層高度距離漿池液面的高度可以判定吸收塔的處理能力和留有的余量。其主要因素是煙氣在塔內的停留時間，一般情況都是控制液氣比、塔的直徑等，最終還是以煙氣在塔內噴淋時的停留時間來決定吸收塔的處理，脫硫系統中的除霧器只能處理大顆粒的粉塵，因為脫硫對二氧化硫是一個吸收過程，對粉塵、重金屬、氯根等來說是一個積累的過程，所以完全依靠除霧器來控制煙塵有一定的難度。

脫硫的輔助系統真空脫水和廢水系統是決定著系統能不能長期穩定的關鍵。由于脫硫系統對二氧化硫外的其他物質來說都是一個累計的過程，如何把累計的物質及時達標排出系統，對輔助系統來說是非常關鍵的，所以這2 個系統能否穩定運行也至為重要，如果運行不正常，就會治理了大氣卻污染了水質。

如果以上幾個因素有足夠的余量和穩定運行，系統的各項指標均可達標。

1.2 脫硝系統

脫硝系統是從氮氧化物排放后產生的硝酸來命名，即脫出氮氧化物。氮氧化物的產生主要是在鍋爐內高溫時氮氣與氧氣瞬時產生，為降低氮氧化物，在鍋爐內都會配置有低氮燃燒系統，來減少氮氧化物的產出，但是低氮燃燒會損失部分熱效率，從經濟平衡來說，還是建議配置低氮燃燒系統。脫硝系統主要有SCR 法、SNCR 法及SCR+SNCR 聯合法，大部分都采用的是SCR 法，這里對SCR 法脫硝系統進行簡單分析。

SCR 法布置在鍋爐的省煤器和空預器之間，300 MW 機組每臺爐配置2 個反應器和空預器相對應，煙氣自上而下流動，反應器自上而下依次是整流格柵、三層催化劑層、冷灰斗。噴氨格柵布置在進口的豎直煙道中。脫硝系統相對脫硫系統要簡單和易操作，但是脫硝系統對煙氣的溫度有所要求，一般是根據煤種的二氧化硫含量來判定脫硝系統需要退出的溫度點。催化劑的填裝都是采用2+1 的形式，選用板式催化劑的優勢在于比蜂窩式的填充量大20%左右，由于板式催化劑對灰分的適應性較寬，同時阻力相對較小，后期也可和蜂窩式的互換，確保反應器對催化劑具有更廣泛的適應性。脫硝系統運行相對較簡單，根據反應器出口的氮氧化物確定氨氣和空氣的比例系數即可完成系統的自動連鎖操作。

1.3 煙塵系統

電廠的除塵系統根據后續脫硫系統配置的不同有多種形式，有電除塵、布袋除塵、電袋除塵。大部分電廠配置的是電除塵，在濕法脫硫之前布置，這樣容易在脫硫中形成細微粉塵的富集，使脫硫后的煙塵超標。電除塵目前只做了效率考核，保證進入脫硫后的飛塵在國家排放標準以內。但是由于脫硫的富集，對粉塵的脫出有一定的局限性，但脫硫后又是直接排放，所以還是要在脫硫后再次進行粉塵治理。 目前運行較多和效果顯著的是濕式靜電除塵，根據系統配置可以達到燃氣排放標準，但是投資相對較大。

1.4 水處理系統

對燃煤電廠來說，電廠的水處理系統相對比較單一，有機物的成份相對較少，但是如何把電廠的水做到零排放， 還需要把每個系統的外排水質分析清楚，分類處理，實現回用是終極目標。 特別是脫硫廢水，氯離子濃度較高，處理成本較高，回用比較困難。

2 關于環保管理的建議

2.1 燃煤電廠環保設施工藝路線的選擇

對于燃煤電廠來說，大氣污染的治理永遠是被動的，因為環保設施建設在燃燒之后，勢必造成環保設施因適合鍋爐燃燒的各種工況以及適應煤質的波動變化，這樣一來，對環保設施從設計開始就要有足夠的操作彈性，所以對環保設施的工藝路線選擇就尤為關鍵。濕法脫硫相對干法來說具有適應性廣、廢渣可以綜合利用、脫硫效率高等特點，雖然一次性投資比干法的大，但是更能適應當下嚴格的環保標準。脫硝系統SCR 工藝與SNCR 及聯合工藝相比，優勢相對明顯，適應性廣、操作彈性大、液氨的損失相對較低等，系統幾乎可以和主機同步運行，更能體現本質環保的優勢。在除塵方面尤為凸顯的是終端處理系統，即在濕法脫硫之后將進行降塵處理，選擇此工藝路線在目前看來可以使煙塵降到燃氣的排放標準要求，隨著技術的不斷更新，適應當下環保要求的新技術越來越多，選擇尤為關鍵，要從長遠考慮。

2.2 燃煤電廠環保運行的可靠性分析

燃煤電廠大氣污染物治理系統運行可靠性是系統主機投運率的關鍵。根據燃煤電廠布置的特性，局部問題會影響整個系統的運行。

脫硝系統主要問題是煤質的灰分偏高對催化劑的磨損，影響催化劑的壽命；鍋爐投油時間太長，對催化劑的二氧化鈦造成微孔堵塞，且不可恢復，導致鍋爐后側爆管，煙氣中含水增加會嚴重影響催化劑的使用壽命。影響脫硝效率的最直接因素是氨氣和煙氣的混合程度，這也是經濟運行的關鍵，其他輔助系統處理相對來說問題比較直接，也容易在線處理。

脫硫系統相對要復雜得多，脫硫系統的幾大構成，都會給系統帶來不能穩定運行的因素。吸收塔的工況較為復雜，要適應酸堿耐磨，這樣的材料從造價來考慮以非金屬為主。吸收塔是脫硫系統的核心，在控制時要調整好各類參數。石灰石濕法脫硫采用的脫硫劑是相對較純的鈣鹽，對電石渣來說沒有石灰石容易控制，但是電石渣有自己特性，漿液具有強堿性，進塔可以直接參與反應，和石灰石的控制有所不同。特別要注意不利于系統穩定運行的平衡建立，這種平衡將會嚴重影響系統，以往的系統運行中曾多次出現，石膏粒徑偏小，但漿液密度較高，石膏脫水困難。脫硫系統相對來說屬于一個化工單元，需要控制系統的各項指標來保證系統的穩定，只有系統的穩定才能使煙氣的環保指標合格。

2.3 環保設施的管理、異常情況的處理和上報

異常情況的上報將會被環保設施整套系統停運所取代。今后的環保檢查工作將更加深入。針對新形勢，對如何做好環保工作有以下幾點建議。

（1）環保工作常態化管理。環保工作不能停留在應付檢查上，要做本質環保，在此基礎上追求利益最大化。

（2）提高系統自動化減少人為干預。提高系統的自動化投運率，減少人為的操作，這樣做主要目的一是避免人為的干預；二是系統可靠運行率高，減少人員成本。

（3）提高維護人員的技術水平。學設備先學工藝，這是化工單元的學習方法，只有這樣才能更好地理解設備的原理和發揮其作用。同樣，想做好環保的日常維護工作，必須非常熟悉環保設施的工藝和系統配置，才能以創新的方式，從不同的角度做好工作。

（4）提高人員水平，建立模塊化異常問題處理機制。燃煤電廠的環保設施都是以島的形式建設，如脫硫島、脫硝島及超凈排放島等都是系統的單元模塊，每個模塊相互獨立，通過煙氣串聯起來。這樣的布置方式需要模塊化管理，要模塊化對待系統的問題，提高運行人員的操作水平和異常情況的處理，不要僅僅停留在操作上，要善于思考和總結。