火力發電廠生態環境保護管理的研究

中電建湖北電力建設有限公司 余 波

隨著國內經濟的快速發展，人們的生活水平得到了進一步提升，但是生態破壞問題卻不斷凸顯，尤其是以電力行業為主其周邊的環境逐漸惡化，其中霧霾天氣和沙塵暴等惡劣天氣便是最好的證明。在過往的發電方式中以火力燃燒發電為主，將煤炭燃燒作為發電的燃料，但由于以前的發電燃燒效率不佳，在煤炭燃燒過程中會出現燃料燃燒不充分等問題，使得在排放的廢氣中二氧化硫等物質含量過多，達不到國家的燃放標準，長此以往而來火力發電對生態環境系統造成了嚴重破壞。

在城鎮化的不斷推進中，為了保證基礎的生產與生活需求，需要大力發展火力發電行業，以此推動多個生產行業的發展，電力行業作為基礎性能源發展產業，直接關系到了地區經濟的發展的速度，但也與生態環境的破壞有著密切聯系。但某些地區由于生產力低下，為了大力追求經濟發展對生態環境造成了嚴重的破壞，因此現階段在生態環保理念逐步發展并深入的情況，這些地區出現了先污染后治理的方式，雖然在一定程度上促進了當地經濟的發展，但后期的環境治理工作量和成本都急劇增加[3]。

在此背景下提出了火力發電過程中的環境保護管理方法，以期在發展電力的同時保持生態環境平衡，既可在煤炭運輸和燃燒過程中減少對環境的污染和破壞，也能夠在發電過程中處理好經濟發展與生態保護的關系，實現綠色發展。

1 火力發電廠的生態環境保護管理方法

1.1 設置生態環境保護基礎指標

在大力發展電力企業的過程中，受火力發電影響，在火力發電廠過程中會出現各種環境問題，以此對發電廠周圍的生態造成極大影響。主要是由于火力發電的過程中會產生煙塵以及SO2及廢水、廢渣的排放。在整個發電過程中無法對煤炭進行綜合利用，使得粉煤的利用率急速降低，不能達到相關的節能環保要求。

為解決火力發電過程中出現的各類環境問題，在對其進行生態環境保護中需要制定新的管理方法，并且要根據該方法設計新的生態環境保護基礎指標。按照國家的環保計劃要求，制定的保護管理方法中，利用模糊評價的方法對生態環境保護基礎指標進行打分，并且根據一級指標和二級指標的類型進行初步統計。該指標評價系統中會含有多個專家的打分標準，以十五位環保專家的多輪評分，在火力發電廠中對影響生態環境的因素進行依次分類和評分。

其中火力發電對生態環境的影響主要包括三個方面：一是煤炭燃燒過程中會產生SO2，如果發電設備無法對其進行有效過濾，則會出現過量的SO2排放在空中，對區域范圍內空氣質量造成一定的不利影響，形成酸雨，導致臭氧層被破壞；二是洗煤的廢水不回收排放量過多會造成地下水資源的破壞，污染工業用水和生活用水[2]；三是在煤炭的綜合利用上，如果使用的煤炭資源自身成分不好，通過燃燒技術無法對其雜質進行過濾，會造成燃燒過程中煙塵和顆粒物過多，導致霧霾天氣出現或加重。

因此在設置生態環境的保護管理基礎指標時，應該將主要影響因素作為一級指標，按照減少SO2和煙塵顆粒以及廢水排放為主，同時在其中分別分類出多個二級指標。在脫硫過程中，可采用調節能源結構和低碳燃燒模式引進并行的方法，推廣使用脫硫設施，用大容量的坑口機組壓縮火力發電，使得煙塵發放量達到排放標準，以此提升火電廠周邊環境質量。

1.2 劃分火力發電過程環境防護范圍

根據火力發電過程中對生態環境的多個影響因素設置環境保護的指標等級，按照主要指標和分級指標進行環境防護范圍劃分。劃分環境的防護距離是確保火力發電過程中生態環境可避免受污染和侵害，即在發電施工和環境保護中設置一段安全距離，避免周圍環境因施工而被破壞[3]。在劃分距離過程中除需要考量不同氣體的排放量外，還需對其無組織的排放結構進行思考，考慮其是否能夠達到環境的高風險值。以多個考量因素為基礎在依次劃分指標的范圍內，構建一種新的環境安全防護距離的評判原則。在安全防護距離確定的原則中，要將污染物的種類進行識別，參考危害環境的風險評價因子對火力發電的過程進行全面考量，以此為后續的生態環境管理奠定堅實的基礎[4]。

根據我國當下階段推行的火力發電標準，對不同的發電設備進行選擇，以保證在劃分安全距離的情況下能夠滿足生態環保要求。對火力發電產生的煙塵需將酸性氣體與堿性吸收劑進行化學中和，利用干式和濕式以及半干式的凈化方法進行SO2的轉化，但在轉化過程中的堿性制劑選擇中，需考量有效抑制中不會產生其他有害氣體，目前選擇較多的為非催化還原法。完成煙塵和SO2的區域防護后需對廢水和廢渣進行處理，在燃燒后進行火力發電廢水處理時可利用回噴清洗濾液的方式進行處理，對排放廢水開展生化和膜化處理，使其能夠達到國家一級廢水排放標準。

對于污泥和濃縮液的處理。在對造成污染因素進行分析工作過程中，所有的防護安全距離設置均需要以火力發電廠為基準，在內部進行各類污染物質的處理，不可將其運輸至外部再行處置。通過不同環境保護指標在完成可控距離劃分后，利用質量控制理論對產生火力發電的設備，進行排放質量控制以完成生態環境保護。

1.3 確定火力發電設備質量控制標準

對于火力發電廠施工過程中的安全距離劃分完成后，確定火力發電設備質量控制標準，在源頭處完成排放污染物的控制。在火力發電過程中包含多個運行機組，在進行調試和運行期間對技術人員進行培訓，保證發電系統能夠在安全穩定的狀態下進行電力供應。發電系統主要由鍋爐設備和發電機以及水電管路組成，在對各個設備進行安全管控中，若想要排放的污染物符合潔凈標準，需要保證電力系統的各個組件清潔。以質量控制理論對其分別進行管控，一般火力發電廠采用的潔凈控制工藝，為吹管工藝即在雜物通過管路時進行連續的吹管檢查，在污染物排出端口時進行水壓監測和酸洗堿洗中和。

分別對火力發電的電氣設備進行質量控制，即在鍋爐設備管控中需要及時對其傳導進行潔凈，選擇鋁制材質的靶板進行吹管處置，降低管內的水汽殘留堆積對后續廢水的排放影響，降低污染物的排放。操作過程中館內的瘢痕數量不得高出8個點，且在瘢痕的厚度標準中不能超過0.8這一值，只有這樣才能視為該鍋爐燃燒管路符合相關的質量管理標準。

其次火力發電主要靠發電機進行熱值傳遞，在評價發電機機組的性能指標中，其煤炭的發電標準主要為熱力的消耗值。通過改變火力發電機組的流通間隙調整排放物的數值，對施工質量的控制重點放在污染物流通這一過程中，保證設備的熱力值設計下限需要低于或者等于國內燃燒標準，其中若熱耗值超過1.5時表示發電機組出現問題，會導致生成的污染物不能達到排放標準。

最后是對整個電力系統的潔凈裝置進行把控，以白色棉布擦拭后的表面清潔度為標準，若對潔凈裝置質量管控后白布沒有變色，則視為該管路中的污染物排放達到潔凈控制標準，不會對劃定的安全范圍造成環境污染。以管道中循環沖洗后的剩余物質進行檢測，在利用顆粒度檢測儀器后，檢測其內部的管理粘度和乳化度是否符合規定，若符合則表示潔凈裝置能夠滿足污染物符合環境排放控制標準。至此在設置生態環境保護基礎指標，劃分火力發電過程中環境防護范圍，確定火力發電設備質量控制標準，完成火力發電廠生態環境保護管理方法設計。

2 實驗結果分析

在本次研究中提出了新型的火力發電廠生態環境的保護管理措施，對環境的保護指標和安全范圍進行了優化和完善，為驗證此次設計的環境管理方法具有實際應用效果，選擇某省火力發電站作為研究對象，獲取其近一年內的排放信息，將SO2排放指數和廢棄水質情況進行統計，分別錄入在MATLAB監測測試平臺中，此次構建不同污染數據的火力發電模型。測試以管理前后的污染物排量結果，作為對照數據進行環境保護，以每兩個月為一次統計間隔，分別采集該發電廠2020年的污染物排放數據，其SO2排放量（噸）、廢水質量（pH）、污染程度分別為：6200/5.7/高，5600/5.6/偏高，4000/5.7/低，4000/5.7/低，5200/5.8/中，6600/5.4/高。

根據以上統計劃分環境保護管理的內容，以SO2的排放和廢棄水質情況進行統計，可知該發電廠在2020年的排放物在影響環境污染源之中以冬季的SO2排放量居高，考慮到由于寒冷天氣供暖的影響，并且冬季季候干燥，空中的排放物不能及時分散，導致空氣污染指數增加。廢水的排放以pH 值作為污染評判標準，水質過酸則表示在進行處置時會造成土壤污染，通過不斷地滲透作用進而影響地下水資源。

對統計好的數據信息進行整合，引用兩組傳統的環境保護方法作為對照，分別在模擬發電中進行污染物同步治理，以此達到生產和環境保護管理一同實現的目的。根據國家對環保工作的要求規范，在電力發電過程中分別對影響環境的指標進行設定，其中每年度SO2的排放量需控制在5萬噸之內，平均下來每月的排放量不能高于4000噸，廢水的排放標準需滿足循環利用最低范圍，即水質酸堿度要控制在6.0pH～6.5pH 之間。分別對兩個污染指標進行保護管理，第一階段進行SO2的排放測試，以三組方法為管理標準（圖1）。

圖1 不同管理方法下SO2排放結果對比

根據圖1中內容所示，以此次環境保護的模擬周期采集到的信息為準，在本文方法的應用下，SO2的排放量較比原有數據有所降低，而且排放后的數據值在標準范圍之內，遠遠低于國家規定的排放指標。然而兩組傳統方法下對SO2的管理效果不佳，雖然將冬季過高的數據進行了控制，但整體排放量依然高于排放標準。綜合治理結果來看：在新的管理方法下，能夠在火力發電的過程中，對影響生態環境的SO2進行標準控制，以滿足生態保護要求，具有實際意義。

在完成SO2的排放量管理測試后，對廢水的質量進行測定，采用水質探測儀對發電后的廢水進行檢查，以年度綜合水質排放標準作為測試結果。據表1內容所示，在本文方法的應用下，該火電廠施工中的廢水水質能夠滿足國家排放標準，而兩組傳統方法的年度排放不能滿足指標，廢水質量仍處于偏酸質量。綜合整體測試結果：以兩個污染源指標作為此次研究的優化措施，在綜合保護管理中能夠滿足國家規范范圍，使其能夠達到潔凈排放的標準，具有較好實際應用效果。

表1 不同方法下廢水質量檢測結果（pH）

3 結語

綜上所述，本文方法應用效果要遠遠好于傳統方法。但是在研究過程中也存在些許問題，如在測試環節中只對年度的污染源進行了測定，所得結果具有一定的偏差性，可能會存在某個月排放量過大而出現污染問題，不能及時發現。后續研究中會在發電過程中進行全方位管理，同步進行發電中環境保護管理措施，為生態環境治理提供更加科學的理論依據。