探析燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目主要污染源及對策

董海明

【摘 ?要】燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目是指以天然氣為燃料進(jìn)行發(fā)電，同時利用汽輪機(jī)膨脹做功后的蒸汽對用戶供熱的項(xiàng)目，具有污染物排放量低、能源利用效率高的優(yōu)勢。然而，若不采取有效的污染防治措施，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目在運(yùn)行過程中仍會對周邊環(huán)境造成一定影響。本文主要探討燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目的環(huán)境影響評價過程中主要污染源分析的要點(diǎn)，并提出相應(yīng)污染防治對策。

【關(guān)鍵詞】燃?xì)?熱電聯(lián)產(chǎn);污染源;對策

引言

受宏觀經(jīng)濟(jì)回暖、環(huán)保政策加碼等利好因素拉動，天然氣發(fā)電在2017年迅猛發(fā)展，用氣增幅近20%，成為僅次于工業(yè)燃料的天然氣利用方向。今年以來，雖然受到氣源供應(yīng)持續(xù)緊缺，國家及地方政策一定程度收緊影響，但行業(yè)發(fā)展依舊強(qiáng)勁。據(jù)預(yù)計(jì)，天然氣發(fā)電用氣量全年增速仍將維持在10%以上。其中，相較于純發(fā)電，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)通過充分挖掘低品位熱，可使天然氣利用綜合效率達(dá)到70%以上，盈利性好，是目前氣電發(fā)展的主流趨勢。然而，當(dāng)前針對天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)是否有環(huán)保優(yōu)勢，是否高效，是否會擴(kuò)大電網(wǎng)峰谷差等，行業(yè)內(nèi)仍存爭議。

1主要工藝過程及污染源分析

熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目一般采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱回收鍋爐、汽輪機(jī)以及發(fā)電機(jī)所組成。其主要工藝過程如下：具有一定壓力的天然氣和經(jīng)過壓氣機(jī)壓縮后的空氣一起進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒后的氣體通過燃?xì)廨啓C(jī)噴嘴噴向葉輪驅(qū)動發(fā)電機(jī)進(jìn)行透平作功;作功后的煙氣再進(jìn)入余熱鍋爐加熱、蒸發(fā)鍋爐給水，產(chǎn)生的蒸汽推動蒸汽輪機(jī)做功發(fā)電，構(gòu)成燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)。其主要有減排優(yōu)勢明顯，調(diào)峰能力優(yōu)秀等特點(diǎn)。

1.1廢氣

燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目產(chǎn)生的廢氣主要來源于天然氣燃燒尾氣和脫硝裝置無組織排放的NH3。天然氣燃燒產(chǎn)生的污染物主要為NOx、低濃度的SO2和煙塵。1m3天然氣完全燃燒產(chǎn)生的煙氣量約10.89m3;NOx、煙塵可分別按每萬立方米燃燒煙氣量產(chǎn)生6.3kg、2.4kgNOx的系數(shù)進(jìn)行估算;SO2產(chǎn)生量與天然氣中含H2S比例有關(guān)，可查閱所采用天然氣氣質(zhì)檢測資料進(jìn)行計(jì)算。脫硝裝置的脫硝劑一般采用氨水或液氨及尿素，無組織排放的少量NH3一般采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行估算。

1.2廢水

主要有化學(xué)反滲透排水、鍋爐補(bǔ)給水再生廢水、燃機(jī)清洗廢水、余熱鍋爐酸洗廢水、冷卻塔的排污水（清下水）及生活污水。各類工藝廢水排放量根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行核算，其污染物濃度一般可通過類比調(diào)查同類已建項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算。

1.3噪聲

主要包括燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、鍋爐排汽、空壓機(jī)、主變壓器、循環(huán)水泵、冷卻塔等。鍋爐排汽噪聲在未采取治理措施的情況下源強(qiáng)可達(dá)110-130dB（A），其余噪聲源的噪聲值在85-105 dB（A）。

1.4固體廢棄物

燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目運(yùn)行期的固體廢物主要包括廢脫硝催化劑、廢離子交換樹脂等危險(xiǎn)廢物、凈水處理的污泥等一般廢物及生活垃圾等。危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量與一次性裝填量及更換頻次有關(guān)，可根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

2污染防治與風(fēng)險(xiǎn)防范措施

2.1大氣污染防治措施

燃?xì)鈾C(jī)組產(chǎn)生的大氣污染物濃度較低，煙氣中的SO2、煙塵一般無需治理即可達(dá)到《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，NOx一般需采取脫硝措施后方可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，當(dāng)前主流的燃機(jī)脫硝方案是采用干式低氮燃燒器控制NOx產(chǎn)生、采用SCR法進(jìn)行煙氣脫硝。

2.2水污染防治措施

全廠應(yīng)清污分流，工業(yè)廢水、生活污水及清下水應(yīng)采用不同管線收集和排放;工業(yè)廢水根據(jù)污染物特征采取分質(zhì)處理后排放，生活污水可采取生化處理后達(dá)標(biāo)外排或直接接入市政污水管網(wǎng);清下水一般可通過廠區(qū)清下水排放口直接外排至周邊水體。

2.3噪聲污染防治措施

優(yōu)化廠區(qū)布局，高噪聲設(shè)備盡量遠(yuǎn)離環(huán)境敏感點(diǎn)。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組應(yīng)盡量選用低噪聲設(shè)備。高噪聲設(shè)備集中在廠房內(nèi)室內(nèi)布置，發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)等須在設(shè)備上加裝隔聲罩、加減振墊等;為減少室內(nèi)主要聲源噪聲的對外輻射，主廠房盡量減少開窗面積，并盡量采用高效的雙層隔聲窗，廠房墻壁采用隔聲吸聲性能較好的材料。壓氣機(jī)入口安裝消聲器，余熱鍋爐煙囪出口增加消音器;短時、偶發(fā)的鍋爐排汽、安全閥排氣噪聲等采用小孔消聲器后，可在110-130 dB（A）的噪聲級基礎(chǔ)上降噪30dB（A）以上，安全閥排氣口應(yīng)加擴(kuò)張管。試運(yùn)行期間的吹管噪聲須嚴(yán)格控制，排氣口可安裝小孔噴注、節(jié)流降壓型消聲器;采取上述措施后，敏感點(diǎn)處噪聲仍不能達(dá)標(biāo)，可考慮設(shè)置聲屏障以進(jìn)一步減輕噪聲影響。

2.4采用液氨或氨水作為脫硝劑時，應(yīng)考慮儲罐泄漏的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

泄漏事故發(fā)生概率最大的地方是容器或輸送管道的閥門、接頭處。可采用伯努利方程計(jì)算泄漏量，采用多煙團(tuán)模式對擴(kuò)散過程進(jìn)行預(yù)測，按期擴(kuò)散范圍考慮半致死濃度、立即威脅生命與健康（IDLH）以及短期接觸限值（STEL）三種情況。廠區(qū)應(yīng)合理布局儲罐位置、設(shè)置圍堰，并配備個體防護(hù)用品。當(dāng)發(fā)生泄漏事故時，應(yīng)及時啟動應(yīng)急預(yù)案，實(shí)施泄漏源控制和人員疏散。

3結(jié)語

無論從當(dāng)前國家的宏觀政策層面看，還是對我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與城市終端供能綠色低碳化的促進(jìn)作用看，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)是大勢所趨，應(yīng)成為天然氣的主要利用形式。如果直接用作鍋爐燃料，則是典型的‘高能低用’，是浪費(fèi)資源的做法。”

針對當(dāng)前天然氣下游應(yīng)用面臨的成本過高、市場競爭力不強(qiáng)及認(rèn)知度低等諸多不確定性因素，而配套政策或過快或滯后的節(jié)奏又加深了這些不確定性等問題的解決，將天然氣清潔、高效、安全、靈活的價值體現(xiàn)在市場定價機(jī)制里，堅(jiān)持因地制宜，以熱定電的原則，發(fā)揮綜合供能的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)外部成本內(nèi)部化，實(shí)現(xiàn)天然氣燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)長期可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：杭州市華電半山發(fā)電有限公司）