國外電廠環(huán)保設(shè)計中需關(guān)注的問題

李宇英

(中南電力設(shè)計院，湖北 武漢 430071)

本文針對國外電廠環(huán)保設(shè)計中排放標(biāo)準(zhǔn)的適用條件，煙囪高度的確定，大氣、廢水、噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)以及限值等一些問題，將主要以項(xiàng)目所在國電廠或工業(yè)項(xiàng)目的排放標(biāo)準(zhǔn)以及國際金融集團(tuán)的《環(huán)境、健康與安全通用指南》和《火電廠—環(huán)境、健康與安全指南》進(jìn)行對比分析。

1 煙氣污染防治

1.1 排放標(biāo)準(zhǔn)限值及適用條件

1.1.1 排放標(biāo)準(zhǔn)限值

對于大氣污染物的排放限值要求，項(xiàng)目業(yè)主方在設(shè)計文件中通常都會提出擬建項(xiàng)目應(yīng)遵循所在國家或地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)以及國際金融集團(tuán)《火電廠—環(huán)境、健康和安全指南》，并執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)中更嚴(yán)的排放限值，或者由業(yè)主方根據(jù)擬建項(xiàng)目所在區(qū)域(如能源園區(qū)或工業(yè)園區(qū))的大氣環(huán)境現(xiàn)狀及環(huán)境容量給出擬建項(xiàng)目應(yīng)執(zhí)行的相應(yīng)污染物排放限值。

以下將以巴基斯坦國家大氣污染物、廢水及噪聲標(biāo)準(zhǔn)排放限值與國際金融集團(tuán)排放限值為例進(jìn)行對比。

固體燃料大氣污染物排放限值見表1。

表1 固體燃料大氣污染物排放限值 單位：mg/Nm3

1.1.2 固適用條件

在環(huán)保排放計算時(如除塵器效率、煙氣脫硫、脫硝效率以及大氣污染物排放濃度)，一定要注意擬建項(xiàng)目所在國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值適用的條件，以便于在計算中進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換。

(1)排煙狀態(tài)：煙氣在溫度為273K或273+t，t為環(huán)境溫度℃，壓力為1個大氣壓時的狀態(tài)。

(2)煙氣含氧量：6%(對應(yīng)的空氣過剩系數(shù)為1.4)或7%(對應(yīng)的空氣過剩系數(shù)為1.5)。

需要說明的是，在國際金融集團(tuán)《火電廠—環(huán)境、健康與安全指南》中，對標(biāo)態(tài)和含氧量的定義是：

標(biāo)態(tài)：指煙氣在溫度為273K，壓力為101325Pa時的狀態(tài)。

含氧量：燃煤鍋爐的含氧量為6%。

1.2 煙囪高度的確定

從目前接觸的不同國家燃煤電廠項(xiàng)目來看，主要有以下幾種確定煙囪高度的方法：

(1)絕大部分國家都是依據(jù)國際金融集團(tuán)《環(huán)境、健康與安全通用指南》(2007年版)中給出的：國際性行業(yè)最佳做法，來初步確定煙囪的高度，計算公式如下：

式中：HG為煙囪高度，以煙囪基底為基準(zhǔn)面的標(biāo)高；H為附近構(gòu)筑物的標(biāo)高，以煙囪基底為基準(zhǔn)面；L為附近構(gòu)筑物的高度(h)或?qū)挾?w)中的較小者。

“附近構(gòu)筑物”指以煙囪為中心，5L為半徑(半徑最長800 m，含邊界)區(qū)域內(nèi)的構(gòu)筑物。

(2)在設(shè)計文件中明確指出擬建項(xiàng)目煙囪應(yīng)當(dāng)至少為鍋爐結(jié)構(gòu)整體高度的2.5倍。

(3)對于燃煤火電廠，根據(jù)裝機(jī)容量的大小直接給出煙囪的高度(國家標(biāo)準(zhǔn))。

例如：在“孟加拉國家環(huán)境保護(hù)法規(guī) 工業(yè)項(xiàng)目氣體排放標(biāo)準(zhǔn) 1997年”中對燃煤電廠煙囪高度的確定有明確規(guī)定，電廠煙囪高度限值見表2。

表2 電廠裝機(jī)容量與煙囪高度限值

從表2中可以看到，大容量機(jī)組要求采用超高煙囪排放。據(jù)相關(guān)報道，目前國內(nèi)已經(jīng)有部分電廠已經(jīng)采用與國外設(shè)計院聯(lián)合設(shè)計的超高鋼筋混凝土煙囪，國內(nèi)設(shè)計院基本上還沒有設(shè)計過超高鋼筋混凝土煙囪，正處于研究之中。

在此需要說明：有少數(shù)國家對大容量的機(jī)組要求采取超高煙囪排放(HG≥240 m及以上)。通常會在設(shè)計文件中明確煙囪高度，其主要是針對無SO2排放限值要求。

(4)擬建項(xiàng)目周邊有特殊的要求(如機(jī)場)，會明確指定煙囪高度。

需要指出的是，最終的煙囪高度需由環(huán)境影響評價來確定。如果業(yè)主提供了環(huán)評報告，則執(zhí)行環(huán)評報告書中給定的高度。

1.3 煙氣排放監(jiān)測

在業(yè)主提供的設(shè)計文件中，都會提出需要安裝在線連續(xù)煙氣監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)，該系統(tǒng)通常被要求安裝在煙囪上，并對所需監(jiān)測的參數(shù)以及監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸有明確的要求。

(1)擬建項(xiàng)目的每臺機(jī)組必須提供一套完整的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)。該系統(tǒng)在投運(yùn)前必須進(jìn)行校驗(yàn)工作，達(dá)到監(jiān)測要求后方可使用。

(2)CEMS系統(tǒng)應(yīng)遵守電廠交付時間為止時的最新排放指令和法規(guī)中要求的所有參數(shù)的精確測量和提交監(jiān)測報告。

(3)測量的參數(shù)通常包括：SOX、NOx、TSP、O2、CO、不透明度以及煙氣流速、流量和溫度等，這些參數(shù)應(yīng)通過DCS系統(tǒng)顯示和記錄，并與地方環(huán)境監(jiān)管部門聯(lián)網(wǎng)。

2 廢水處理

對于煤電廠而言，廠內(nèi)所排放的廢水主要包括如下兩大類：

第一類：工業(yè)廢水，主要包括鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的酸堿廢水、鍋爐化學(xué)清洗廢水、脫硫廢水、煤場排水和輸煤設(shè)施的清掃水、含油污水、冷卻塔排污水、溫排水等。

第二類：生活污水，主要包括生產(chǎn)車間、辦公樓、食堂等處排放的污水。

需要說明的是，對于采用地表水或海濱的直流供水系統(tǒng)的項(xiàng)目，為防止溫排水對受納水域影響區(qū)內(nèi)的水生生物造成有害的影響，應(yīng)提出初步擬采取的措施。最終的影響分析和模擬計算還是應(yīng)以項(xiàng)目的環(huán)評報告書為準(zhǔn)。

在此需要特別強(qiáng)調(diào)，有關(guān)廢水處理工藝、達(dá)標(biāo)后的去向問題，在設(shè)計中尤其需要給予重點(diǎn)關(guān)注，并做到以下幾點(diǎn)：

(1)認(rèn)真仔細(xì)地對擬建項(xiàng)目國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)限值(排入不同水體執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)限值不同)與擬建電廠設(shè)計文件中對廢水排放有關(guān)指標(biāo)限值的要求進(jìn)行分析，建議參照國際金融公司的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，因?yàn)榇蠖鄶?shù)國家需要同時執(zhí)行本國標(biāo)準(zhǔn)與國際金融公司標(biāo)準(zhǔn)，且取兩者中較嚴(yán)的指標(biāo)來控制。

重點(diǎn)需要關(guān)注：工業(yè)廢水中的：pH、SS、油類、重金屬等；生活污水中的：BOD5、COD等；直流循環(huán)冷卻水溫升：≤3℃。根據(jù)不同廢水中的主要排放指標(biāo)要求，配合工藝專業(yè)選擇合理、經(jīng)濟(jì)、適用的處理工藝及設(shè)備。

(2)由于當(dāng)前世界各國都十分重視水資源的利用，尤其關(guān)注建設(shè)項(xiàng)目所產(chǎn)生廢水的回收利用，通常會在設(shè)計文件中對處理達(dá)標(biāo)后的廢(污)水的使用提出較具體要求，有些國家對地面沖洗污水甚至雨水也有要求，因此需要在設(shè)計中引起足夠的重視，且不可出現(xiàn)漏項(xiàng)或未按要求進(jìn)行設(shè)計。

如果沒有提出較詳細(xì)的要求，特別是在投標(biāo)階段，需要根據(jù)投標(biāo)文件中對廠址周邊水體條件的描述，包括河流、近海等，初步判斷處理達(dá)標(biāo)后的廢水是全部回收還是部分外排。通常的做法是參照目前國內(nèi)電廠的設(shè)計模式，即遵守“清污分流”、“一水多用”的設(shè)計原則，對不同的水質(zhì)進(jìn)行分類、集中處理。建議設(shè)置工業(yè)廢水處理站，生活污水處理站，復(fù)用水系統(tǒng)等。處理達(dá)標(biāo)后的廢水排入復(fù)用水池中，再用于電廠的輸煤系統(tǒng)沖洗補(bǔ)充用水，煤場除塵噴灑用水，干灰加濕用水，灰場噴灑用水，脫硫系統(tǒng)工藝用水補(bǔ)充水，廠區(qū)綠化用水，道路沖洗用水，主廠房雜用水等需要用水的場所。這樣做的目的：一是向項(xiàng)目所在國推介中國在火電廠廢水處理達(dá)標(biāo)后全部回收利用或部分回收利用的成熟經(jīng)驗(yàn)；二是給項(xiàng)目的后續(xù)設(shè)計創(chuàng)造較好的條件，如果在項(xiàng)目中標(biāo)后僅需根據(jù)業(yè)主的要求進(jìn)行部分較小的修改。

廢水排放限值對比見表3。

表3 廢水排放限值

3 噪聲控制

本文主要討論電廠運(yùn)行期間所涉及到的設(shè)備噪聲、廠界噪聲問題。

3.1 近場噪聲保證值

發(fā)電廠在運(yùn)行階段的噪音分為正常或間歇噪音。正常噪音的來源是汽輪發(fā)電機(jī)組、泵類、空氣壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)類、冷卻塔等。間歇性噪音的來源是安全閥門，高壓排汽管道等。

發(fā)電廠發(fā)出的正常噪聲級范圍從80 dB(A)到110 dB (A)，間歇性噪聲級范圍從100 dB(A)到170 dB (A)。

電廠主要設(shè)備的噪聲級見表4。

表4 電廠設(shè)備噪聲限值

在國外電廠設(shè)計中，業(yè)主方特別注重對近場噪聲(即設(shè)備、建筑物內(nèi))的控制要求，通常設(shè)計文件中都會提出非常具體的要求，其目的主要是保護(hù)運(yùn)行和維護(hù)員工的生理和心理的健康，給他們提供舒適的工作環(huán)境。

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO 3746－2010《聲學(xué)－聲壓法測定聲功率級和聲音能量級－反射面上方近似自由場的工程法》要求，測量設(shè)備的等效連續(xù)A加權(quán)聲壓級是指：距離任何設(shè)備水平距離1 m，離地面1.5 m高，在車間設(shè)備連續(xù)運(yùn)行工況期間運(yùn)行/維護(hù)人員正常接觸的區(qū)域的噪聲水平不得超過85 dB(A)。

為滿足￡85 dB(A)要求，就需要考慮采取必要的降噪措施。

(1)在設(shè)備招標(biāo)、采購過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計文件中規(guī)定的設(shè)備噪聲對制造廠家提出要求。

(2)當(dāng)某些設(shè)備達(dá)不到要求時，需要向制造廠家提出采取隔聲、吸聲、消聲等措施，如安裝隔聲罩、消聲器等。

此外，在廠房及建筑物設(shè)計中，盡可能使工作間或值班室遠(yuǎn)離強(qiáng)噪聲源，并采取集控室設(shè)門斗及雙層玻璃隔音門窗，內(nèi)墻采用吸音、隔音材料，屋頂采用吸音吊頂?shù)却胧詽M足設(shè)計文件的要求。

以下表5為項(xiàng)目常見噪聲限值的要求，其限值指非穩(wěn)態(tài)時電廠邊界噪聲最大瞬時水平不得超過95分貝(A)，但背景噪聲和其他環(huán)境影響被排除在外。

表5 建筑物內(nèi)以及廠界噪聲限值

3.2 廠界噪聲保證值

從接觸的大多數(shù)項(xiàng)目來看，大部分國家都制定有自己的工業(yè)項(xiàng)目噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，以電廠位于工業(yè)區(qū)為例，其標(biāo)準(zhǔn)限值(白天、夜間)普遍比國際金融公司標(biāo)準(zhǔn)中的工業(yè)區(qū)限值要寬松的多，因此通常在設(shè)計文件中要求參照國際金融公司標(biāo)準(zhǔn)，其排放控制取他們兩者中的嚴(yán)者。但也有的項(xiàng)目會在設(shè)計文件中根據(jù)電廠周邊的環(huán)境條件(非工業(yè)區(qū))，提出具體的要求限值。此外，有的項(xiàng)目要求在設(shè)計文件中提供采取降噪措施后的噪聲等值線圖，或單獨(dú)提供一份《降噪預(yù)測專題報告》文件供業(yè)主方參考。

廠界噪聲排放限值對比見表6。擬建項(xiàng)目執(zhí)行的排放限值為除啟動、故障和所有其他非正常條件外，作為最低限度，在遠(yuǎn)離電廠圍墻邊(圍墻外1 m，高1.5 m)的任何點(diǎn)上不得超過白天70分貝(A)，晚上65 dB(A)，不得超過背景聲壓級3 dB以上。

表6 廠界噪聲限值 單位：dB(A)

對于廠界噪聲的控制，在設(shè)計上應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：

(1)在工藝流程合理的前提下，總平面布置應(yīng)充分考慮將主要噪聲源進(jìn)行集中布置，并將高噪聲源盡量布置在遠(yuǎn)離噪聲敏感點(diǎn)的區(qū)域。

(2)對于冷卻塔首先應(yīng)考慮將其布置在遠(yuǎn)離廠界圍墻的地方，其次在對應(yīng)的廠界設(shè)置隔吸聲屏障(利用圍墻在其上進(jìn)行加高修建)。

(3)在廠區(qū)綠化設(shè)計中考慮好綠化帶布置，充分利用植物的降噪作用，從總體上消減噪聲對外界的影響。

4 結(jié)語

在國外火電廠設(shè)計中，對于環(huán)保設(shè)專業(yè)設(shè)計人員，首先要通盤閱讀項(xiàng)目設(shè)計文件，其中重點(diǎn)關(guān)注廠址及周邊環(huán)境(如氣象、取排水、灰場、環(huán)境敏感點(diǎn)等)，煙氣、廢水和噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保治理工藝系統(tǒng)等方面的描述內(nèi)容，做到對項(xiàng)目設(shè)計有一個比較全面的了解。其次，在消化設(shè)計文件過程中，仔細(xì)分析業(yè)主提供的項(xiàng)目所在國火電廠環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，尤其要注意適用的條件，避免造成設(shè)計輸入的錯誤。最后，在整個設(shè)計過程中，積極主動配合與環(huán)保相關(guān)的工藝專業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行業(yè)主設(shè)計文件中對環(huán)保設(shè)施或設(shè)備提出的要求，以滿足項(xiàng)目所在國環(huán)保排放要求，做到不漏、不缺項(xiàng)，給業(yè)主提供一份較完善的設(shè)計文件。