火力發(fā)電廠的大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

李悅銘　盧祖光　孟　雙

(中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司，長(zhǎng)春　130022)

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火力發(fā)電廠的大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

李悅銘盧祖光孟雙

(中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司，長(zhǎng)春130022)

【摘要】火力發(fā)電廠施工前進(jìn)行大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)，對(duì)于改進(jìn)不合理設(shè)計(jì)、提高污染排放水平具有重要意義。首先分析了環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)的必要性，并對(duì)大氣環(huán)境影響因素進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，研究了大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與實(shí)施過(guò)程，并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行了說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠；大氣環(huán)境；環(huán)境評(píng)價(jià)；預(yù)測(cè)

隨著我國(guó)現(xiàn)代化與城市化建設(shè)的發(fā)展，居民生活與工業(yè)用電量持續(xù)增長(zhǎng)，從而加劇了火電、水電等發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而隨著火力發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)行，其對(duì)大氣、土壤、水等的污染愈發(fā)嚴(yán)重，尤其是一些設(shè)計(jì)不合理、排放不達(dá)標(biāo)、運(yùn)行工藝落后的電廠造成了污染物的大量排放，危害到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)與健康發(fā)展。因此，加大對(duì)火力發(fā)電廠的環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)，從而改良工程設(shè)計(jì)方案以提高其排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于環(huán)境保護(hù)具有重要的意義[1]。

1環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)的必要性

我國(guó)于1979年制訂了環(huán)境保護(hù)法，規(guī)定了新建擴(kuò)建大中型企業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。由于在使甩環(huán)境資源時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生大氣污染、水質(zhì)污染、噪聲、震動(dòng)、地面沉降等各種影響；因此，在考慮對(duì)環(huán)境資源使用得是否恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候，就應(yīng)該對(duì)這些影響與工業(yè)生產(chǎn)的價(jià)值進(jìn)行權(quán)衡。

在大氣、土壤、水資源等環(huán)境要素中，由于大氣在自然環(huán)境中的重要性，也就確定了大氣環(huán)境質(zhì)量影響評(píng)價(jià)在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的重要地位。大氣環(huán)境質(zhì)量影響評(píng)價(jià)實(shí)質(zhì)上是對(duì)擬建工程項(xiàng)目投產(chǎn)后所造成的大氣污染狀況作出預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)[2]。在大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)估指導(dǎo)下，如果恰當(dāng)?shù)厥褂铆h(huán)境資源，那么環(huán)境中具有的自然凈化能力，就可以使環(huán)境恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。因此，判斷環(huán)境污染的影響和工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值這兩者之間的利弊關(guān)系，從而完成環(huán)境評(píng)價(jià)工作，能夠?yàn)榛鹆Πl(fā)電廠是否適合生產(chǎn)運(yùn)行提供定量的科學(xué)依據(jù)[3]。

2大氣環(huán)境影響因素分析

火力發(fā)電廠對(duì)大氣環(huán)境影響的因素分析是大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)工作的基礎(chǔ)，上述因素具體包括：工程概括與污染源兩類。

2.1工程概況

①工程性質(zhì)：規(guī)模、廠址位置。②生產(chǎn)技術(shù)路線和工藝流程：以工程有關(guān)資料為依據(jù)，結(jié)合同類工程的調(diào)查，闡明生產(chǎn)方式、工藝流程、各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品，及可能出現(xiàn)的副產(chǎn)物，分析設(shè)備情況，確定污染來(lái)源、污染物種類及、進(jìn)入環(huán)境的方式。③工程設(shè)計(jì)參數(shù)及原料規(guī)格、用量等。

2.2污染源

工業(yè)生產(chǎn)中的一些環(huán)節(jié)，如原料生產(chǎn)、加工過(guò)程、燃燒過(guò)程、加熱和冷卻過(guò)程等使用的生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)場(chǎng)所都可能成為工業(yè)污染源。

火力發(fā)電廠污染源分析以確定污染物的種類、數(shù)量、排放方式、為目的，是大氣環(huán)境評(píng)價(jià)分析的核心。如上所述，污染物的來(lái)源、種類和排放方式可在生產(chǎn)工藝流程的分析中得到。但是，比較準(zhǔn)確的確定新建工程將要排放的污染物的數(shù)量則往往不是一件容易的事情。然而這個(gè)數(shù)據(jù)又是評(píng)價(jià)的最基本數(shù)據(jù)之一，它在很大程度上關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)論的可靠性。

3大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)方法

3.1大氣環(huán)境預(yù)測(cè)模式

為合理治理和預(yù)防大氣污染，需要正確地推算和預(yù)測(cè)污染物質(zhì)在大氣中的濃度，為此又必須弄清污染物質(zhì)在大氣中的運(yùn)動(dòng)狀況。只有把污染物質(zhì)廣義的擴(kuò)散過(guò)程(即包括層流、湍流擴(kuò)散、沉降、降雨清洗、光化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程)分析清楚，才有可能預(yù)測(cè)和推算大氣污染物質(zhì)的濃度。因此，這種擴(kuò)散過(guò)程是進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

隨著污染源的位置、高度、排放方法等排放條件，與擴(kuò)散有關(guān)的氣象條件，和大氣結(jié)構(gòu)的不同，這種擴(kuò)散過(guò)程也會(huì)有很大的變化。影響大氣污染物質(zhì)輸送和擴(kuò)散的主要因素有，污染源的實(shí)際高度(即煙囪的有效高度，亦稱有效源高)、污染物質(zhì)的排放量等污染源條件和平均風(fēng)、風(fēng)的湍流、溫度的垂直梯度、混合層高度等氣象條件。影響降雨清洗、污染物質(zhì)沉降、光化學(xué)反應(yīng)的主要因素有，降雨量、沉降面積、污染物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)、污染物質(zhì)的化學(xué)成分與濃度、紫外線的照射量等等。在上述工作基礎(chǔ)上，應(yīng)用一整套大氣擴(kuò)散模式可以核算出擬建工程排出的大氣污染物，在不同氣象條件下的污染濃度分布，并在此基礎(chǔ)上提出大氣環(huán)境保護(hù)對(duì)策。

目前，在單個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，大多數(shù)的環(huán)境預(yù)測(cè)都采用正態(tài)分布假設(shè)條件下的大氣擴(kuò)散模式。由于各地區(qū)的地形，氣象條件不同，大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)所采用的大氣擴(kuò)散模式的形式或參數(shù)也不相同。要進(jìn)行大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)，即要計(jì)算新擴(kuò)建工程污染源將在評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)造成的濃度分布，必須考慮如下條件源參數(shù)、氣象條件、地形條件。

根據(jù)擬建工程的排污條件，評(píng)價(jià)區(qū)的氣象和地形條件以及在評(píng)價(jià)區(qū)大氣擴(kuò)散規(guī)律研究中獲得的大氣擴(kuò)散參數(shù)、大氣擴(kuò)散模式等，模擬計(jì)算工程投產(chǎn)后將造成的長(zhǎng)期和短期環(huán)境濃度分布，得到濃度影響值。將本底濃度值與濃度影響值疊加，得到濃度分布預(yù)測(cè)值，并繪制環(huán)境質(zhì)量變化圖。

3.2大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)過(guò)程

影響人體健康和自然環(huán)境的主要因素有兩個(gè)，即濃度的絕對(duì)值和這種濃度的持續(xù)時(shí)間(暴露時(shí)間)。由此可見(jiàn)，污染物質(zhì)環(huán)境濃度也必須包含時(shí)間因素。環(huán)境評(píng)價(jià)的過(guò)程，可以分為兩個(gè)階段：

第一步是計(jì)算污染物質(zhì)的排放量對(duì)環(huán)境污染濃度值的影響。這就要根據(jù)氣象要素的觀測(cè)值、污染物質(zhì)的排放條件、地形條件等數(shù)據(jù)，用模擬模型進(jìn)行計(jì)算。這項(xiàng)工作是環(huán)境評(píng)價(jià)的中心內(nèi)容。

第二步是調(diào)查環(huán)境中污染物質(zhì)濃度和對(duì)人體健康、生活環(huán)境、自然環(huán)境影響程度的相關(guān)性。由于在實(shí)際工作中不可能一個(gè)一個(gè)地去計(jì)算各種環(huán)境濃度所波及的影響，因此，只能根據(jù)一般的情況制定出環(huán)境濃度標(biāo)準(zhǔn)。比如可以規(guī)定一個(gè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值，每個(gè)地區(qū)就可以參考環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)各自的特點(diǎn)，制定自己的環(huán)境目標(biāo)值。環(huán)境評(píng)價(jià)就是要將制定的環(huán)境目標(biāo)值和第一步過(guò)程中計(jì)算出來(lái)的環(huán)境濃度值進(jìn)行比較，檢驗(yàn)是否能滿足環(huán)境目標(biāo)值的要求。

4火力發(fā)電廠的大氣環(huán)境影響案例

以國(guó)內(nèi)某火力發(fā)電廠為例，其裝機(jī)容量為100MW。該廠擬設(shè)地址位于一種比較特殊的地理、地形條件環(huán)境中。為了正確的預(yù)測(cè)電廠投產(chǎn)后，對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的影響，在該地區(qū)應(yīng)用雷達(dá)和常規(guī)氣象監(jiān)測(cè)，取得一些特殊的氣象資料。在此基礎(chǔ)上運(yùn)用目前國(guó)內(nèi)外普遍使用的較為成熟的方法，對(duì)其污染物的擴(kuò)散狀況作了模式計(jì)算，在此基礎(chǔ)上提出大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

擬建電廠設(shè)計(jì)煙囪高度為超過(guò)100m，作為主要排放筒，因此作為高架點(diǎn)源來(lái)處理，由于該區(qū)屬于中山地帶，在大氣環(huán)境范疇內(nèi)，目前尚無(wú)適合山區(qū)應(yīng)用的通用模式，為準(zhǔn)確計(jì)算地區(qū)污染物擴(kuò)散狀況，預(yù)測(cè)該區(qū)污染，采用“高斯正態(tài)煙云模式”對(duì)某些參數(shù)作出修正，以作為該區(qū)氣態(tài)濃度分布的近似計(jì)算式。

應(yīng)用相應(yīng)模式完成以下幾個(gè)方面的計(jì)算：①對(duì)電廠煙囪的主要排放物—二氧化硫及煙塵，運(yùn)用點(diǎn)源模式，按不同氣象條件，區(qū)分冬、夏季，計(jì)算在下風(fēng)向不同軸線距離上造成的地面濃度分布；②計(jì)算電廠排放物在冬、夏二季不同氣象條件下對(duì)六個(gè)評(píng)價(jià)點(diǎn)造成的地面瞬時(shí)濃度分布和平均值；③計(jì)算電廠煙囪排放物在冬、夏二季，各不同氣象條件下臨界風(fēng)速時(shí)的下風(fēng)向地面濃度分布；④計(jì)算在臨界風(fēng)速條件下，造成的六個(gè)評(píng)價(jià)點(diǎn)的地面濃度值；⑤用降塵計(jì)算公式，計(jì)算六個(gè)評(píng)價(jià)點(diǎn)，由于電廠排放煙塵而造成的月降塵的增加量。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)該電廠投產(chǎn)后對(duì)所屬地區(qū)周圍大氣環(huán)境狀況的影響評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗立永，王小強(qiáng).生活垃圾焚燒廠大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)要點(diǎn)分析與探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2012，2：9-11，14.

[2]李凡修，辛焰，陳武.大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的污染損失率法[J].環(huán)境工程，2000，4：51-52，5.

[3]李祚泳.大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)度指數(shù)法[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1998，05：49-52.

Prediction and Evaluation of Atmospheric Environmental

Impact of Thermal Power Plant

LI YuemingLU ZuguangMENG Shuang

(China Power Engineering Consulting Group Northeast Electric Power Design Institute Co.，Ltd. Changchun 130022)

Abstract：The necessity of environmental impact prediction and evaluation is analyzed，and the influence factors of atmospheric environment are analyzed. On this basis，the method and the implementation process of atmospheric environmental impact assessment are studied，and the examples are illustrated.

Keywords：thermal power plant；atmospheric environment；environmental assessment；prediction

中圖分類號(hào)：X51

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-288X(2016)01-0100-02

作者簡(jiǎn)介：李悅銘，博士，工程師，從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作

引用文獻(xiàn)格式：李悅銘等.火力發(fā)電廠的大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(1)：100-101.