燃氣分布式能源站環(huán)保管理要點和關鍵環(huán)節(jié)探析

劉鋒

(中國華電集團公司廣東公司，廣州 510663)

燃氣分布式能源站環(huán)保管理要點和關鍵環(huán)節(jié)探析

劉鋒

(中國華電集團公司廣東公司，廣州 510663)

近年來，隨著國家大力提倡清潔能源高效利用，倡導綠色發(fā)展理念，燃氣分布式能源站因具有清潔環(huán)保、建設周期短、初期投資低、占地面積小等優(yōu)點，發(fā)展規(guī)模和數(shù)量逐步增加。由于燃氣分布式能源站大部分位于城區(qū)周邊或工業(yè)園區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)，一旦發(fā)生環(huán)境污染問題，對周邊環(huán)境及居民產(chǎn)生的影響較大。因此，對燃氣分布式能源站的環(huán)境問題應引起足夠的重視，必須了解掌握燃氣分布式能源站環(huán)保管理的要點和關鍵環(huán)節(jié)，采取多種有效的措施，確保不發(fā)生環(huán)境污染事件。

清潔能源；燃氣分布式能源站；環(huán)境污染；環(huán)保管理

0 前言

燃氣分布式能源是指利用天然氣為燃料，通過冷熱電三聯(lián)供等方式實現(xiàn)能源的梯級利用，綜合能源利用效率在70 %以上，并在負荷中心就近實現(xiàn)能源供應的現(xiàn)代能源供應方式，是天然氣高效利用的重要方式。與傳統(tǒng)集中式供能方式相比，天然氣分布式能源具有能效高、清潔環(huán)保、安全性好、削峰填谷、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。

天然氣分布式能源在國際上發(fā)展迅速，但我國天然氣分布式能源尚處于起步階段。發(fā)展天然氣分布式能源，具有重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。天然氣分布式能源節(jié)能減排效果明顯，可以優(yōu)化天然氣利用，并能發(fā)揮對電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的雙重削峰填谷作用，增加能源供應的安全性。目前，我國天然氣供應日趨增加，智能電網(wǎng)建設步伐加快，專業(yè)化服務公司方興未艾，天然氣分布式能源在我國已具備大規(guī)模發(fā)展的條件。特別是國家發(fā)展和改革委員會下發(fā)《關于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》(發(fā)改能源2011-2196號)后，各經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)地方政府紛紛出臺配套政策，促進了燃氣分布式能源項目的快速發(fā)展。

雖然天然氣具有清潔高效的特點，但是燃氣分布式能源項目選址主要位于城區(qū)、工業(yè)區(qū)及電力負荷中心等人口較集中的環(huán)境敏感區(qū)，燃氣分布式能源項目所產(chǎn)生的噪聲、廢水、廢氣等污染物的監(jiān)測等問題越來越引起人們的重視，目前國內(nèi)對于燃氣分布式能源項目的環(huán)保管理尚無相關的技術標準出臺，本文重點探討了燃氣分布式能源站環(huán)保管理的要點、難點和關鍵環(huán)節(jié)，有利于提高燃氣分布式能源站項目的環(huán)保管理水平。

1 環(huán)保管理要點

1.1 燃氣分布式能源項目開發(fā)建設階段的環(huán)保管理

環(huán)保管理工作貫穿從開發(fā)、建設直至運營的整個項目的全過程，其中項目開發(fā)階段處于項目前期，環(huán)保管理尤為重要，若該階段各項環(huán)保措施考慮周全、環(huán)保治理方案選擇得當，必將極大地減少后續(xù)被動治理的工作量，節(jié)約投資成本，主要關注如下幾點。

(1)項目的選址宜充分考慮周邊各環(huán)境要素，如環(huán)境敏感點距離擬選廠址的距離、周邊市政配套的污廢水處理設施條件、規(guī)劃部門對于擬選廠址是否有去工廠化設計要求等均要在選址階段充分考慮，優(yōu)先選擇遠離居民區(qū)、市政配套設施齊全、對廠內(nèi)設施及主要建筑物設計無特殊要求的廠址。

(2)項目初期可研階段要充分考慮環(huán)保評估(以下簡稱環(huán)評)報告提出的污染防治措施建議，逐條落實環(huán)評批復意見，充分考慮周邊居民區(qū)等環(huán)境敏感點要素。

(3)項目總平布置階段宜充分考慮廠界噪聲對周邊居民區(qū)所產(chǎn)生的影響，將噪聲源強值較高的設備往廠區(qū)中部集中，充分利用建筑物的阻隔作用來降低廠界噪聲。

(4)項目初步設計階段應聘請專業(yè)噪聲治理設計機構(gòu)對廠界聲環(huán)境狀況進行數(shù)值模擬計算，了解項目投運后聲環(huán)境狀況，提出設備選型、總平布置及噪聲治理的初步建議。

項目設備選型階段應著重關注如下3個要素。

(1)對于設備噪聲的治理，宜優(yōu)先選擇低噪聲設備，如變壓器、燃機、機械通風冷卻塔、余熱鍋爐、各類水泵等設備要對噪音控制提出專門要求，必要時可要求設備廠家配套噪聲治理設備，對于燃機的選擇可要求燃機廠家配套提供燃機進氣口隔聲裝置及燃機本體隔聲罩殼等消音措施，余熱鍋爐配套減少管道振動及煙道氣流噪聲的控制裝置。

(2)對于氣體污染物排放的治理，宜優(yōu)先選擇低氮燃燒器的方式降低燃機氮氧化物排放濃度，在環(huán)保標準要求高的重點地區(qū)，如北京、上海、深圳等宜要求余熱鍋爐配套選擇性催化還原脫硝裝置(SCR)，脫硝劑視情況優(yōu)先選擇安全無毒的尿素或低毒高效的氨水作為還原劑，對于非重點地區(qū)也應要求鍋爐廠家預留安裝脫硝裝置的空間，避免日后提高環(huán)保標準面臨的二次改造問題。

(3)由于燃氣分布式能源項目系統(tǒng)設備相對較少，外排水主要以生活污水和循環(huán)冷卻水排污水為主，廠址所在地的市政污水處理設施或園區(qū)污水處理廠具備接入條件的，優(yōu)先選擇將污水接入外系統(tǒng)進行處理，不具備條件的宜在廠內(nèi)設置必要的污水處理裝置，同時要優(yōu)化廠內(nèi)用水，減少污廢水的排放量。

項目建設階段要嚴格執(zhí)行“環(huán)保三同時”制度，環(huán)保管理應充分考慮地方環(huán)保部門對于建設項目環(huán)保管理的要求，同時減少對周邊環(huán)境的影響，應充分考慮施工揚塵的治理、植被的保護、樁基施工噪音的控制、施工臨時排水設施的完善、施工廢棄物的處置、危險廢物(廢機油、廢巖棉等)的處理等。

1.2 燃氣分布式能源項目生產(chǎn)運營階段的環(huán)保管理

燃氣分布式能源企業(yè)生產(chǎn)運營階段的環(huán)保管理水平關系到企業(yè)的外部形象和環(huán)境友好程度。目前國內(nèi)從事燃氣分布式能源企業(yè)的環(huán)保管理人員大多是新畢業(yè)的大學生或是從煤電企業(yè)轉(zhuǎn)崗過來的環(huán)保管理人員，對燃氣分布式能源企業(yè)的環(huán)保管理大都缺乏足夠認識，認為天然氣本身就是清潔能源，因此對企業(yè)的環(huán)保管理也趨于放松。但是大多數(shù)燃氣分布式能源企業(yè)所處地理位置特殊，環(huán)保要求高，稍有不慎，出現(xiàn)環(huán)境污染問題，就會在公眾面前產(chǎn)生負面影響，甚至遭到公眾投訴，損壞企業(yè)形象，因此，提高認識，加強運營期的環(huán)保管理勢在必行。

項目試生產(chǎn)階段應提前取得排污許可證，確保污染治理設施同步投運，污染物排放符合環(huán)保標準，并完善相關環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)，做到依法排污，自證守法。各燃氣分布式運營單位應設立環(huán)保管理組織機構(gòu)，配置專職的環(huán)保管理人員、具備一定數(shù)量的環(huán)保監(jiān)測及數(shù)據(jù)統(tǒng)計人員，確保環(huán)保監(jiān)督管理體系有效運轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)記錄齊全。對于燃機低氮燃燒裝置，投產(chǎn)后應委托專業(yè)機構(gòu)進行燃燒調(diào)整試驗，確保不同負荷工況下主要污染物(主要指NOx、CO)排放水平滿足設計標準，選用濕式低氮燃燒器的還應檢測不同負荷工況下燃機注水量是否符合設計標準。對于采用煙氣脫硝裝置的燃機，應做好NH3逃逸的監(jiān)測和控制，在滿足脫硝效率前提下NH3的逃逸不應超過2.5 mg/m3。應確保機組運行期間廠界噪聲符合環(huán)保要求，避免對周邊居民區(qū)產(chǎn)生噪聲污染。污染源在線監(jiān)測裝置應確保正常投運、監(jiān)測數(shù)值準確，各項數(shù)據(jù)原始記錄應符合環(huán)保要求，并通過環(huán)保部門的有效性審核，數(shù)據(jù)要求與地方環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)的，應確保數(shù)據(jù)傳輸正常、真實、準確。

2 關鍵環(huán)節(jié)探析

2.1 煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)檢測數(shù)值準確性

由于燃氣分布式能源站排放煙氣中污染物濃度低，目前很多項目配置的CEMS系統(tǒng)在檢測低濃度煙氣污染物組分時存在測量偏差大、標定時零點漂移等問題，目前國內(nèi)采用的煙氣檢測技術方法主要有直接分析法、完全抽取法、稀釋法3類，其中直接分析法對于低濃度氣體的監(jiān)測存在標定誤差大的問題，完全抽取法對高濕度煙氣存在，過濾及除水系統(tǒng)故障率高的情況。稀釋法在燃氣分布式能源站煙氣CEMS檢測中適應性較好，維護量少，設備使用壽命長，其中采用外稀釋法的CEMS監(jiān)測裝置使用效果更好。

外稀釋法是先把煙氣抽取到煙道外進行稀釋，在樣氣抽取過程中需要高溫伴熱。CEMS應用的主要問題之一是要過濾和調(diào)節(jié)處理大量高溫、高塵、高濕度的煙氣,采用稀釋系統(tǒng)就可在很大程度上避免此類問題。樣氣以低流量進入稀釋采樣探頭,這意味著只有少許的濕氣要除去，且只有少量的顆粒物要過濾，探頭過濾器的使用時間將大大延長。經(jīng)稀釋后的煙氣不會產(chǎn)生冷凝而無需保溫，采樣管線能長距離輸送氣體,實現(xiàn)遠距離監(jiān)測。抽氣稀釋監(jiān)測系統(tǒng)在國外發(fā)達國家應用較為廣泛，目前越來越引起國內(nèi)業(yè)界的關注，筆者曾經(jīng)在國內(nèi)某燃氣分布式項目上采用稀釋法CEMS分析系統(tǒng)，使用效果遠遠好于直接分析法。稀釋法混合比例通常為潔凈的空氣與煙氣比為50∶1～300∶1，因此如何確保稀釋比例的精確,就成為稀釋采樣法的一個關鍵技術,否則將使得煙氣測量變得不準確。應確保稀釋后煙氣的最高濃度在分析儀的測量范圍之內(nèi)。決定稀釋比例的另一個因素是CEMS安裝地點的極端最低溫度,要使稀釋后樣氣的露點溫度低于環(huán)境最低溫度,以保證稀釋后的樣氣從采樣點到分析儀的傳輸過程中不發(fā)生凝結(jié)。所需的最小稀釋比例可由煙氣中的水汽體積含量與最低溫度時的飽和水汽體積含量之比來確定[1]。

2.2 燃氣分布式能源站脫硝問題

由于國家對污染物排放總量的限制越來越嚴格，目前很多新建燃氣分布式能源站雖然滿足排放濃度限值要求，但是地方環(huán)保部門對排放總量逐年壓減，因此需同步建設脫硝設施或預留脫硝空間來滿足后續(xù)更嚴格的環(huán)保要求。在項目設計階段宜在余熱鍋爐內(nèi)部預留脫硝裝置空間，以便減少后續(xù)增加脫硝裝置的工程量，節(jié)約投資成本。在脫硝工藝選擇方面，在符合當?shù)匕踩h(huán)保要求的前提下，可優(yōu)先選擇系統(tǒng)工藝簡單、運行成本低廉的氨水作為SCR脫硝還原劑[2-3]。

對于已投運項目后續(xù)增建的脫硝設施，宜充分論證，特別是要結(jié)合SCR脫硝效率和燃機排放水平合理確定脫硝技術路線和改造方案，同時充分論證增建脫硝裝置造成燃機出口背壓升高是否對燃機安全運行產(chǎn)生影響。目前國內(nèi)主要有余熱鍋爐入口增加高溫催化劑和余熱鍋爐中部增加中溫催化劑兩種工藝路線，主要適用范圍如下。

(1)對于要求SCR脫硝效率在80 %以下、催化劑使用數(shù)量少的，在現(xiàn)場空間滿足改造要求的前提下，選擇在余熱鍋爐入口加裝高溫催化劑可減少余熱鍋爐的改造工程量，節(jié)約建設投資成本，但該方案目前在國內(nèi)應用較少。

(2)對于SCR脫硝效率要求在85 %以上，催化劑使用量較大的，可選擇對余熱鍋爐實施改造，在余熱鍋爐中部安裝中溫催化劑。該方案余熱鍋爐改造投資較大，后續(xù)催化劑更換成本較高溫催化劑低，技術較成熟。

3 結(jié)束語

本文著重對燃氣分布式能源站環(huán)保管理要點進行了系統(tǒng)介紹，對關鍵環(huán)節(jié)進行了深入探討，提出了建議，希望能夠為從事燃氣分布式能源項目開發(fā)和環(huán)保管理人員提供借鑒，更好地促進燃氣分布式能源項目環(huán)保監(jiān)督管理水平的提升。

[1]郭建輝,王錚,潘迪.北京市煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)的技術方法比較及相關問題分析[C]//華北五省市區(qū)環(huán)境科學學會學術年會.2009.

[2]潘仲麟,張邦俊.環(huán)境聲學與噪聲控制[M].杭州:杭州大學出版社,1997年.

[3]環(huán)境保護部.火電廠煙氣脫硝工程技術規(guī)范選擇性非催化還原法[R].(HJ 563-2010)[2010-04-01]

TK 01

B

1674-1951(2017)12-0070-03

2017-11-06；

2017-11-20

(本文責編：齊琳)

劉鋒(1982—)，男，江蘇揚州人，工程師，主要從事火電企業(yè)環(huán)境保護技術管理方面的工作(E-mail:wang-zz@chec.com.cn)。