浅谈火电厂污染防治措施

【摘 要】随着电力工业的飞速发展，燃煤电厂的污染物排放在十二五规划中有更新、更严格的要求。火电厂生产运行过程中，各种排放物超过一定限度将会造成环境质量的劣化。这些排放物包括燃料燃烧过程排出烟气中的大气污染物、灰渣；电厂各类设备运行中排出的废水、废液，以及电厂运行时发出的噪声。为了使这些污染物对环境的影响降到最低，我们将采取一系列的污染防治措施。

【关键词】火力发电；污染防治措施；噪声

0 引言

随着国民经济建设的迅速发展，我国的电力事业蒸蒸日上。我国的主要发电仍依靠的是火力发电，在火电机组的燃料中煤炭约占95%，煤炭仍是主要能源。以下将对燃煤火电厂运行过程中排放的污染物的防治措施做简单论述。

燃煤电厂在运行过程中排放的污染物主要包括大气污染物、废污水、噪声污染和工业固体废物。

1 火电厂大气污染防治措施

大气污染源主要为燃煤锅炉排放的烟气，主要污染物为SO2、NOx和烟尘，其次为贮煤场和贮灰场及车辆运输产生的扬尘。目前火电厂对烟囱排放的SO2、NOx和烟尘主要采取以下防治措施进行控制。

1.1 SO2的污染防治措施

二氧化硫的治理可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三个过程。

燃烧前脱硫是指对燃料进行处理，如原煤洗选、煤气化等脱硫技术。

燃烧中脱硫是指炉内脱硫，如流化床燃烧脱硫、炉内喷钙脱硫、型煤固硫和利用脱硫添加剂等。

燃烧后脱硫是指烟气脱硫，烟气脱硫分湿法、半干法和其它新型脱硫技术三大类。湿法脱硫主要工艺有：石灰石（石灰） —石膏法、氨法、镁法、海水脱硫。半干法脱硫工艺主要有烟气循环流化床、增湿灰循环烟气。新型脱硫技术有离子体烟气脱硫脱硝、活性焦吸附脱硫脱硝、生物脱硫等。目前国内外采用的脱硫技术中，炉后烟气脱硫被认为是控制SO2排放量最行之有效的办法。

当前实用的脱硫技术主要有：湿式石灰石/石膏法（湿法），氨法（湿法）、烟气循环流化床脱硫法（半干法），循环流化床锅炉（干法）。主要脱硫方法的比较见表1。

表1 主要脱硫工艺技术指标的比较

1.2 NOx的污染防治措施

煤炭在燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx）的生成途径主要有三种：一是，热力氮氧化物，系燃烧用空气中的N2在高温下氧化而产生的；二是，燃料氮氧化物，系燃料中含有的氮在燃烧过程中产生的；三是，快速氮氧化物，系碳化氢燃料过浓时燃烧产生的。

控制NOx排放的技术措施可分为两大类：一类，是通过各种技术手段，控制燃烧过程中NOx的生成反应，如低氮氧化物燃烧技术（低氮燃烧器、空气分级燃烧技术和燃料分级燃烧技术三大类型）及低温燃烧技术（循环流化床锅炉）；另一类，是将已经生成的NOx通过某种手段还原为N2，从而降低NOx的排放量，如选择性催化还原法（SCR）及选择性非催化还原法（SNCR）。

低氮燃烧技术锅炉出口NOx排放浓度<400mg/Nm3。SCR法脱硝率为60%～90%，SNCR法脱硝率为30%～50%。

从《火电厂大气污染排放标准（二次征求意见稿）》来看，炉内脱硝技术已不能满足排放标准的要求，今后的新建及改扩建项目同步建设炉后脱硝是势在必行的。

1.3 烟尘的污染防治措施

燃煤电厂除尘技术主要包括电除尘、袋式除尘和电袋复合式除尘。除尘技术在国内外发展都比较成熟，方式都是高效颗粒物去除技术，电厂可根据环保要求、燃料性质 、烟气工况、锅炉类型、电厂规模和现场条件等选择适合的除尘方式。下面对这三种除尘方式的性能做个比较，详见表2。

表2 除尘器性能参数比较

2 火电厂水污染防治措施

全世界有近一半的废水未经处理就供入水体，使资源受到严重的污染，威胁着人们的身体健康。而火力发电厂不仅是用水和排水大户，同时也是污染大户。为了降低废污水对环境的污染，火电厂基本都采用闭式循环的方法重复使用，大多数废水经处理后回收利用，基本实现零排放。

火电厂废水治理一般可分为两大类：一是，电厂全部废水按其所含污染物的性质分类集中处理；二是，用分散的处理废水方式（如生活污水），经处理达标后回收利用或排放。

火电厂在生产过程中产生的废污水主要有以下几种：

2.1 锅炉停炉保护和化学清洗废水（含有机清洗剂）处理

该类水水质特点是停炉保护废水的联胺含量较高，为降低过高的COD，在常规的pH调整、混凝澄清处理工艺之前增加氧化处理环节。通过加入氧化剂，分解废水中的有机物，降低其COD值。

2.2 空气预热器、省煤器和锅炉烟气侧等设备冲洗排水处理

该类废水为锅炉非经常性排水，其水质特点是悬浮物和铁的含量很高，不能直接进入经常性排水处理系统。处理方法常采用化学沉淀法。

2.3 化学水处理工艺废水处理

化学水处理因工艺不同，可产生酸碱废水或浓盐水。酸碱废水多采用中和处理，中和后的出水直接排放或回用。浓盐水水质基本无超标项目，主要是含盐量较高，大都可以直接利用或排放。

2.4 煤泥废水处理

煤泥废水一般情况下处理后循环使用，为达到循环使用的水质要求，通常采用混凝沉淀、澄清和过滤处理工艺，以去除废水中的悬浮物和油。

2.5 冲灰废水处理

冲灰废水的pH值和含盐量较高，一般循环使用，而不用于其他途径。冲灰废水循环使用的处理工艺主要为物理沉淀法。

2.6 含油废水处理

含油废水主要有油罐脱水、冲洗含油废水、含油雨水等。含油废水的处理工艺通常采用气浮法进行油水分离，出水经过滤或吸附后回用或排放。

2.7 脱硫废水处理

脱硫废水水质特点是悬浮物浓度高、pH值呈酸性，经处理后回收利用。

2.8 生活污水处理

生活污水的可生化性好，大部分燃煤电厂生活污水的处理工艺是采用生化二级处理，消毒后回用或排放。

3 火电厂噪声污染防治措施

火力发电厂的噪声源种类多，声级高，传播远，不仅危害电厂内职工的身体健康，而且干扰周围环境。火电厂的噪声源，主要有机械动力性噪声、空气动力性噪声和电磁噪声等。主要污染因子为高、中、低频噪声。

火电厂运行时噪声源主要有以下几部分：燃料制备系统中的主要噪声设备是碎煤机、磨煤机；燃烧系统中的最主要噪声源是锅炉排汽噪声；发电系统中的主要噪声源是汽轮机、发电机、励磁机、给水泵等；冷却系统中最大的噪声是自然通风冷却塔的淋水噪声及空冷平台的噪声；脱硫系统主要噪声源为氧化风机、增压风机及泵类等。

火电厂噪声设备的降噪措施主要有：

3.1 在设备选型时，同类设备选择噪声较低的设备。在签订设备供货技术协议时，向制造厂提出设备噪声限值，主机设备（如汽轮发电机组）噪声不得超过90dB（A），辅机设备噪声不得超过85dB（A），否则要采取相应的降噪措施。对于空冷系统设备，应选择同类设备低噪音、低转速风机，向制造厂提出虚拟厂界达标要求，并作为设备考核的一项重要因素，否则必须采取相应的降噪措施。

3.2 空冷器防风钢板内侧安装吸声板，有效地吸收部分声能，减少反射声和透射声；空冷风机采用变频装置方式降低噪音。

3.3 电厂在设计时对过热器排汽、再热器排汽均装设消声器。过热器安全阀排汽及再热器安全阀排汽均装设消声器，使排汽噪声不大于110dB（A）。

3.4 在一、二次风机吸风口处装设消声器，减少空气动力性噪声。

3.5 汽轮机、发电机、引风机、碎煤机、给水泵及各类水泵等大型设备均采用独立基础，减震设计。空冷风机与其支架之间安装减震装置，防止产生振动噪声。

3.6 在管道布置设计及支吊架选择上注意防振、防冲击，以减少噪声的发生。

3.7 集中控制室设门斗及双层玻璃隔音门窗，内墙采用吸音、隔音材料，屋顶采用吸音吊顶。在结构设计中采用减震平顶、减震内壁和减震地板，使集控室内噪声降至60dB（A）以下；各含强噪声源的车间均设置值班室，使工作场所与强噪声环境隔离，保护工作人员的健康。

3.8 厂区总平面布置中做到统筹规划，合理布局。声源设备及车间集中布置，并尽量远离对噪声敏感的区域。在厂区绿化设计中考虑好绿化带布置，充分利用植物的降噪作用，从总体上消减噪声对外界的影响。

4 火电厂固体废物综合利用和处置

燃煤电厂的迅速发展，也带来了排放物的剧增。随着国家环保要求的提高，电厂的脱硫设施、脱硝设施也开始大量投产，燃煤电厂产生的固体废物（主要为粉煤灰、此外还有脱硫副产物、污水处理污泥、失效脱硝催化剂等）需采用适当的处理处置方法。

火电厂排放的粉煤灰和脱硫副产物主要以综合利用和灰场堆贮相结合的方法进行处理处置。污水处理污泥主要包括给水、工业废水、脱硫废水等处理过程中产生的污泥，经检定后确定为危险废物的，按照《危险废物安全填埋污染控制标准》（GB18598）处置；经检定后确定为一般废物的，按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）二类场要求处置。失效脱硝催化剂应再生或回收处理。

根据国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要：“工业固体废弃物综合利用率达到72%”。粉煤灰综合利用于生产建材、回填、建筑工程、提取有益元素制取化工产品等用途；脱硫石膏主要用作水泥缓凝剂或作石膏板，还可用于生产石膏粉刷材料、石膏砌砖、矿井回填材料及改良土壤等；半干法脱硫灰渣国内应用尚不普遍，主要用于筑路和制砖；循环流化床脱硫灰渣可综合利用于废弃矿井、采空区回填和筑路等。

5 结论及建议

火电厂大气污染物控制应在“巩固脱硫，加强脱氮，开展脱碳”的原则上全面进行。脱硝是“十二五规划”的重点，与脱硫相比还处于初级阶段，在技术上应逐步走向成熟。“十二五规划”之后脱碳也会逐步开展，主要包括：CO2捕捉、回收进行综合利用。

随着国家日益严格的环保要求，火电厂的大气污染物排放将达到世界的先进水平，提高脱硫效率、除尘效率和脱硝效率，要求设备在制造和运行上都应经得起考验，相应的技术人员也应有较高的技术水平和职业素质，通过十二五规划的实施，火电厂的环境保护事业能再上一个新台阶。

【参考文献】

[1]环境保护技术文件.燃煤电厂污染防治最佳可行技术指南[S].环境保护部，2010，2.

[2]火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法 HJ562-2010[S].

[3]火电厂大气污染排放标准 二次征求意见稿[S].

[责任编辑：杨玉洁]

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