燃煤電廠環(huán)保管理

楊 林，張?jiān)隼?，?東，劉天福

（新疆天業(yè)自備電廠，新疆 石河子832000）

1 概述

燃煤電廠的環(huán)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(yōu)化設(shè)計(jì)，下面主要從電廠的環(huán)保配置上分析，如何進(jìn)一步做好環(huán)保工作。

1.1 脫硫系統(tǒng)

燃煤電廠的脫硫系統(tǒng)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(rèn)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(jīng)過這幾年的運(yùn)行，也能達(dá)到相應(yīng)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，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(yùn)行費(fèi)用相近。

以電石渣為例，在濕法脫硫中，漿液的配置系統(tǒng)是否優(yōu)化直接決定著對吸收劑的品質(zhì)和消耗，脫硫劑漿液的品質(zhì)將會(huì)大大的縮水，對后期的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、管道磨損、設(shè)備損壞等方面都會(huì)帶來不必要的維護(hù)成本。所以要嚴(yán)格控制化漿時(shí)間，以每池漿液攪拌時(shí)間不小于30 min 為宜，對脫硫系統(tǒng)來說，漿液中的顆粒物越細(xì)更有利于吸收。

在脫硫系統(tǒng)中，脫硫塔的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)時(shí)一般都會(huì)留有一定的余量，這樣對煤種的適應(yīng)性更廣泛。從噴淋層布置高度、層數(shù)、噴頭的末端的背壓等都是比較關(guān)鍵的地方，同時(shí)，要特別注意除霧器的高度布置，從一個(gè)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(nèi)的停留時(shí)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(nèi)噴淋時(shí)的停留時(shí)間來決定吸收塔的處理，脫硫系統(tǒng)中的除霧器只能處理大顆粒的粉塵，因?yàn)槊摿驅(qū)Χ趸蚴且粋€(gè)吸收過程，對粉塵、重金屬、氯根等來說是一個(gè)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(tǒng)真空脫水和廢水系統(tǒng)是決定著系統(tǒng)能不能長期穩(wěn)定的關(guān)鍵。由于脫硫系統(tǒng)對二氧化硫外的其他物質(zhì)來說都是一個(gè)累計(jì)的過程，如何把累計(jì)的物質(zhì)及時(shí)達(dá)標(biāo)排出系統(tǒng)，對輔助系統(tǒng)來說是非常關(guān)鍵的，所以這2 個(gè)系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行也至為重要，如果運(yùn)行不正常，就會(huì)治理了大氣卻污染了水質(zhì)。

如果以上幾個(gè)因素有足夠的余量和穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)標(biāo)。

1.2 脫硝系統(tǒng)

脫硝系統(tǒng)是從氮氧化物排放后產(chǎn)生的硝酸來命名，即脫出氮氧化物。氮氧化物的產(chǎn)生主要是在鍋爐內(nèi)高溫時(shí)氮?dú)馀c氧氣瞬時(shí)產(chǎn)生，為降低氮氧化物，在鍋爐內(nèi)都會(huì)配置有低氮燃燒系統(tǒng)，來減少氮氧化物的產(chǎn)出，但是低氮燃燒會(huì)損失部分熱效率，從經(jīng)濟(jì)平衡來說，還是建議配置低氮燃燒系統(tǒng)。脫硝系統(tǒng)主要有SCR 法、SNCR 法及SCR+SNCR 聯(lián)合法，大部分都采用的是SCR 法，這里對SCR 法脫硝系統(tǒng)進(jìn)行簡單分析。

SCR 法布置在鍋爐的省煤器和空預(yù)器之間，300 MW 機(jī)組每臺(tái)爐配置2 個(gè)反應(yīng)器和空預(yù)器相對應(yīng)，煙氣自上而下流動(dòng)，反應(yīng)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(jìn)口的豎直煙道中。脫硝系統(tǒng)相對脫硫系統(tǒng)要簡單和易操作，但是脫硝系統(tǒng)對煙氣的溫度有所要求，一般是根據(jù)煤種的二氧化硫含量來判定脫硝系統(tǒng)需要退出的溫度點(diǎn)。催化劑的填裝都是采用2+1 的形式，選用板式催化劑的優(yōu)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(yīng)性較寬，同時(shí)阻力相對較小，后期也可和蜂窩式的互換，確保反應(yīng)器對催化劑具有更廣泛的適應(yīng)性。脫硝系統(tǒng)運(yùn)行相對較簡單，根據(jù)反應(yīng)器出口的氮氧化物確定氨氣和空氣的比例系數(shù)即可完成系統(tǒng)的自動(dòng)連鎖操作。

1.3 煙塵系統(tǒng)

電廠的除塵系統(tǒng)根據(jù)后續(xù)脫硫系統(tǒng)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(xì)微粉塵的富集，使脫硫后的煙塵超標(biāo)。電除塵目前只做了效率考核，保證進(jìn)入脫硫后的飛塵在國家排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。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(jìn)行粉塵治理。 目前運(yùn)行較多和效果顯著的是濕式靜電除塵，根據(jù)系統(tǒng)配置可以達(dá)到燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)，但是投資相對較大。

1.4 水處理系統(tǒng)

對燃煤電廠來說，電廠的水處理系統(tǒng)相對比較單一，有機(jī)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(gè)系統(tǒng)的外排水質(zhì)分析清楚，分類處理，實(shí)現(xiàn)回用是終極目標(biāo)。 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(guān)于環(huán)保管理的建議

2.1 燃煤電廠環(huán)保設(shè)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(yuǎn)是被動(dòng)的，因?yàn)榄h(huán)保設(shè)施建設(shè)在燃燒之后，勢必造成環(huán)保設(shè)施因適合鍋爐燃燒的各種工況以及適應(yīng)煤質(zhì)的波動(dòng)變化，這樣一來，對環(huán)保設(shè)施從設(shè)計(jì)開始就要有足夠的操作彈性，所以對環(huán)保設(shè)施的工藝路線選擇就尤為關(guān)鍵。濕法脫硫相對干法來說具有適應(yīng)性廣、廢渣可以綜合利用、脫硫效率高等特點(diǎn)，雖然一次性投資比干法的大，但是更能適應(yīng)當(dāng)下嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。脫硝系統(tǒng)SCR 工藝與SNCR 及聯(lián)合工藝相比，優(yōu)勢相對明顯，適應(yīng)性廣、操作彈性大、液氨的損失相對較低等，系統(tǒng)幾乎可以和主機(jī)同步運(yùn)行，更能體現(xiàn)本質(zhì)環(huán)保的優(yōu)勢。在除塵方面尤為凸顯的是終端處理系統(tǒng)，即在濕法脫硫之后將進(jìn)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?xì)獾呐欧艠?biāo)準(zhǔn)要求，隨著技術(shù)的不斷更新，適應(yīng)當(dāng)下環(huán)保要求的新技術(shù)越來越多，選擇尤為關(guān)鍵，要從長遠(yuǎn)考慮。

2.2 燃煤電廠環(huán)保運(yùn)行的可靠性分析

燃煤電廠大氣污染物治理系統(tǒng)運(yùn)行可靠性是系統(tǒng)主機(jī)投運(yùn)率的關(guān)鍵。根據(jù)燃煤電廠布置的特性，局部問題會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

脫硝系統(tǒng)主要問題是煤質(zhì)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(shí)間太長，對催化劑的二氧化鈦造成微孔堵塞，且不可恢復(fù)，導(dǎo)致鍋爐后側(cè)爆管，煙氣中含水增加會(huì)嚴(yán)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(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，其他輔助系統(tǒng)處理相對來說問題比較直接，也容易在線處理。

脫硫系統(tǒng)相對要復(fù)雜得多，脫硫系統(tǒng)的幾大構(gòu)成，都會(huì)給系統(tǒng)帶來不能穩(wěn)定運(yùn)行的因素。吸收塔的工況較為復(fù)雜，要適應(yīng)酸堿耐磨，這樣的材料從造價(jià)來考慮以非金屬為主。吸收塔是脫硫系統(tǒng)的核心，在控制時(shí)要調(diào)整好各類參數(shù)。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(qiáng)堿性，進(jìn)塔可以直接參與反應(yīng)，和石灰石的控制有所不同。特別要注意不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的平衡建立，這種平衡將會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)，以往的系統(tǒng)運(yùn)行中曾多次出現(xiàn)，石膏粒徑偏小，但漿液密度較高，石膏脫水困難。脫硫系統(tǒng)相對來說屬于一個(gè)化工單元，需要控制系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，只有系統(tǒng)的穩(wěn)定才能使煙氣的環(huán)保指標(biāo)合格。

2.3 環(huán)保設(shè)施的管理、異常情況的處理和上報(bào)

異常情況的上報(bào)將會(huì)被環(huán)保設(shè)施整套系統(tǒng)停運(yùn)所取代。今后的環(huán)保檢查工作將更加深入。針對新形勢，對如何做好環(huán)保工作有以下幾點(diǎn)建議。

（1）環(huán)保工作常態(tài)化管理。環(huán)保工作不能停留在應(yīng)付檢查上，要做本質(zhì)環(huán)保，在此基礎(chǔ)上追求利益最大化。

（2）提高系統(tǒng)自動(dòng)化減少人為干預(yù)。提高系統(tǒng)的自動(dòng)化投運(yùn)率，減少人為的操作，這樣做主要目的一是避免人為的干預(yù)；二是系統(tǒng)可靠運(yùn)行率高，減少人員成本。

（3）提高維護(hù)人員的技術(shù)水平。學(xué)設(shè)備先學(xué)工藝，這是化工單元的學(xué)習(xí)方法，只有這樣才能更好地理解設(shè)備的原理和發(fā)揮其作用。同樣，想做好環(huán)保的日常維護(hù)工作，必須非常熟悉環(huán)保設(shè)施的工藝和系統(tǒng)配置，才能以創(chuàng)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(jī)制。燃煤電廠的環(huán)保設(shè)施都是以島的形式建設(shè)，如脫硫島、脫硝島及超凈排放島等都是系統(tǒng)的單元模塊，每個(gè)模塊相互獨(dú)立，通過煙氣串聯(lián)起來。這樣的布置方式需要模塊化管理，要模塊化對待系統(tǒng)的問題，提高運(yùn)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(jié)。