某燃煤电厂环境保护管理

某燃煤电厂环境保护管理

苗若栋

（神华准格尔能源有限责任公司矸石发电公司内蒙古鄂尔多斯市010300）

摘要：环境保护是我国的一项基本国策；关系到我国可持续发展战略；环境问题已引起了各界的广泛关注。燃煤电厂具有排放度高、污染物单一等特征；居于污染首位。针对燃煤电厂污染物的特点；分析其对环境产生的影响；制定科学合理的污染防治方案；实施有效的环境保护措施。

关键词：燃煤电厂；环境污染；环保管理现状；厂外输煤系统

一、电厂基本情况介绍

某电厂于2011年12月建成投产运行，两台330MW亚临界直接空冷凝气式汽轮机发电机组，配套建设两台1177t/h循环硫化床锅炉。总投资23.6亿元，其中环保投资1.7亿元，占总投资7.4%，环保投资主要用于布袋除尘器，贮煤场、贮灰厂、炉内喷钙烟气脱硫设施、工业污水处理等设施建设。截至2018年8月，累计发电190亿度。

二、电厂运行中的主要污染物

（一）大气污染物

1.有组织排放大气污染物

1.1二氧化硫

烟气中的二氧化硫是组成酸雨的重要成分之一，在大气中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常缓慢，但在相对湿度较大、有颗粒物存在时，可发生催化氧化反应。此外，在太阳光紫外线照射并有氧化氮存在时，可发生光化学反应而生成三氧化硫和硫酸酸雾，这些气体对人体和动、植物均非常有害。这些年来，我国酸雨出现的频率有所增加，同时带来大量的损失，出现这一情况和燃煤发电企业有很大的关系，这是因为煤炭中有可燃性硫，在燃烧的情况下会发生氧化反应，从而产生二氧化硫，而在阳光照射下的这些二氧化硫会进一步发生光化学反应，酸雨由此产生。某电厂每年产生二氧化硫约650吨。

1.2氮氧化物

煤炭发电产生的氮氧化物主要包括二氮氧化物和一氮氧化物，二氧化氮刺激呼吸器官，能深入肺泡，对肺有明显损害；一氧化氮则会引起高铁血红蛋白症，并损害中枢神经。煤炭发电产生的废气温度都很高，一氮氧化物在高温下会快速产生，所以一氮氧化物占大部分比重。某电厂每年产生氮氧化物月810吨。

1.3颗粒物

烟气中的颗粒物不仅本身污染环境，还会与二氧化硫、氧化氮等有害气体结合，加剧对环境的损害，其中尤以10微米以下飘尘对人体更为有害；从外，颗粒物还是造成雾霾的原因之一。某电厂每年产生颗粒物约225吨。

1.4汞及其化合物

汞是具有剧毒性、持久性、易迁移性、高度生物蓄积性的化学物质，可通过呼吸、批复接触、饮食、母婴遗传等方式进入人体，对人体健康造成危害。中国一次性能源以煤炭为主，燃煤汞排放是主要的人为大气汞排放源.2011年9月21日，我国环保部发布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）提出了汞及其化合物的控制指标，规定燃煤发电锅炉的汞及其化合物排放限值为0。03mg/m3.

2.无组织排放污染物

2.1灰库无组织排放

灰库在进行卸灰作业时由于密封不严和操作不当会导致部分颗粒物外排，造成污染。

2.2燃料（煤）无组织排放

燃料装卸、煤场存煤以及斗轮机、皮带上煤时都会产生煤尘污染。

2.3脱硫剂（石灰石）无组织排放

石灰石装卸、存放、上料过程中会产生粉尘污染物。

（二）废水污染物

1.一般生产废水

电厂的生产废水包括工业冷却水排水、化学水处理系统酸碱再生废水，过滤器反洗废水、锅炉清洗废水、输煤冲洗和除尘废水、含油废水、冷却塔排污废水等。主要含有酸、碱、油及重金属，必须进行处理，如果处理不当会对周边环境及水体造成污染。大部分电厂处理后进行回用，主要用作冲灰水、冲渣水和煤厂喷淋水和输煤栈桥冲洗水。

2.生活污水

生活污水所含的污染物主要是有机物（如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等）和大量病原微生物（如寄生虫卵和肠道传染病毒等）。存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。生活污水必须进行处理，一部分电厂实现处理后回用，例如莫电厂生活污水经处理后夏季用于厂区绿化灌溉，冬季排至城镇集中污水处理厂。

3.脱硫废水

为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱水和清洗系统。脱硫废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物，因此必须经过处理。脱硫废水的特点是含盐量高、悬浮物高、硫酸根浓度高、氯离子浓度高、硬度高等，处理后作为工艺水的回用难度较高，一般回用至灰渣拌湿与煤场喷淋。

（三）固体废物污染物

1.粉煤灰渣：是煤燃烧后排出的固体废弃物。其主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁及部分微量元素。粉煤灰既是“废”也是“资源”。如不很好处置而排入江河湖海，则会造成水体污染；乱堆放则会造成对大气环境的污染。某企业自主研发粉煤灰“一步酸溶法”提取氧化铝工艺，产生的废料“白泥”可作为硅肥、橡胶、塑料、超白玻璃等的原、辅料继续使用，真正实现粉煤灰“变废为宝”。

2.石膏：石膏是电厂生产中烟气脱硫产生的副产物，其主要含有亚硫酸盐、微量的重金属等，需妥善处置。脱硫石膏主要利用在低附加值的水泥缓凝剂、生产建筑石膏及纸面石膏板等。

（四）危险废物污染物

1.废旧电池。产生至机组直流电源、通讯机房直流电源等，一般为铅酸蓄电池，其含有大量重金属并具有严重的腐蚀性、毒害性。如果处理不当，极有可能引发土地和地下水等环境污染问题。

2.废油脂与废油桶。主要是机组运行和检修过程中产生，主要包括电气设备和机炉转机设备的更换油等。其含有致癌性的多环芳烃等大量有害物质，若直接排放会造成植物死亡和土壤微生物灭绝。

（五）噪声污染物

电厂的噪声主要有锅炉排汽的高频噪声、设备运转时的空气动力噪声、机械振动噪声以及电工设备的低频电磁噪声等。其中以锅炉排汽噪声对环境影响最大。排汽噪声最大可达130分贝（A）。

三、电厂环境保护管理现状

（一）大气污染物管理

1.技术改造

为满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）环保标准要求，对机组进行了炉外石灰石-石膏湿法脱硫和SNCR脱硝改造，总投资2.7亿元。机组于2014年11月13日通过168小时试运行。

充分发挥循环流化床低氮燃烧优势，加强了燃烧调整，努力从源头减少氮氧化物产生；先后试验了多种类型的尿素喷头，不断探索SNCR系统最佳运行模式；严格药品入厂检验和溶液配制质量把控，保证其反应效果；制定合理的环保设施精细化运行调整方案和检修计划，使大气污染物在维持低浓度排放的基础上，最大程度的兼顾了生产成本与安全运行。

2.运行管理

（1）脱硫运行管理方面：

根据运行情况，合理调整运行方式。机组高负荷或涨负荷时，增加循环泵运行数量，适当提高浆液PH值以增加吸收反应强度，增加氧化空气量，提高吸收塔液位高度，保证了二氧化硫达标排放。

密切监控运行参数，完善运行台账，根据数据进行故障分析，找出规律并制定措施，保证脱硫系统各部件稳定运行。建立健全脱硫化验制度，每日对石灰石浆液密度、吸收塔内浆液密度和PH进行化验，通过化验数据控制吸收塔处于正常工作状态。

建立了喷嘴、喷淋管定期检查制度，每次停运脱硫系统时，停循环泵前必须打开喷淋层人孔门，检查喷淋层是否穿孔、喷嘴是否堵塞，发现问题及时处理，保证了脱硫塔喷淋效果。建立定期开启吸收塔底部排水管，定期进行部分浆液置换制度，将塔内较大的固体颗粒排出，保证了循环泵、喷淋管稳定运行。

（2）脱硝运行管理方面：

保证锅炉正常运行的前提下，对锅炉运行氧量、一二次风配比、上下二次风分配进行了合理调整，保证了CFB锅炉炉膛密相区的还原性气氛，从而在源头降低氮氧化物的产生。

根据运行实际，合理调整尿素投加量。机组高负荷运行时，增加喷枪数量，增大尿素流量，减小稀释水量；机组低负荷运行时，减少喷枪数量，适量减小尿素流量，增大稀释水量。通过调整，在保证了脱硝系统的高效运行，同时减少了氨逃逸量。

密切监控系统尿素流量，通过流量变化判断尿素加药管道和喷枪是否堵塞、泄露。密切监控喷枪雾化空气压力，通过压力变化判断雾化空气管道是否畅通，保证了喷枪雾化效果。

（3）除尘运行管理方面：

密切监控除尘系统运行参数，由系统的压差、入口气体温度、主风机电机的电压、电流变化判断布袋除尘器的运行状态。合理控制风量，维持最佳过滤速度，避免发生滤袋泄露、破损和粉尘沉积管道等现象，保证除尘系统处于最佳运行状态。

以“清灰周期尽可能的长，清灰时间短”为原则，控制清灰时间与频率，保证除尘设备的捕集能力，维持系统经济阻力。

（4）灰渣扬尘管理

贮灰库周边在放灰时存在无组织排放现象，安装了干雾抑尘设施，防止放灰时的无组织排放，目前运行稳定。日常生产过程中强化管理，放灰时加大拌水量，提高粉煤灰的拌湿度，对灰库周边提高了洒水车的洒水频次，防止二次污染。

为防止灰、渣运输过程中扬灰事故发生，认真做好灰、渣搅拌工作，严格控制含水率，同时规定运灰车辆车速在厂区内控制在10公里/小时，厂区到贮灰场根据路况，供油大小适度，最高时速不得超过20公里/小时，避免因车速太快车辆急剧颠簸造成扬灰污染环境。

灰场日常管理中，严格按照要求进行铺膜、覆土、碾压，确保不对环境产生污染。为防止灰场扬灰事故发生，于2014年3月完成二期工程喷淋设施安装工作，目前一、二期工程喷淋设施均能正常运行，无喷淋设施的片区由两台洒水车不间断作业，根据天气情况适时加大洒水频次，有效防止了二次扬尘。

（二）废水污染物管理

高度重视废水排放治理，查漏堵漏，同时对废水综合利用方式进行了优化：将复用水用于输煤栈桥喷淋、脱硫工艺用水以及放灰抑尘用水；生活污水达标处理后夏季用于绿化灌溉、冬季用于灰渣拌湿；脱硫废水处理达标后用于灰渣拌湿，将超标废水回用至石灰石制浆系统；厂区剩余污水全部回收至防冻剂水池用于灰场洒水抑尘，既提高了排污水的利用价值又实现了污水集中处理。

（三）固体废物管理

1.将贮灰场内灰渣全部推平，并为所有灰面铺设了抑尘网，灰库加装防风抑尘网，日常加大运灰道路、贮灰场洒水力度，合理增大灰渣湿度，严格灰渣的放、运、卸管理，扬灰和飞灰问题得到了有效控制；为灰场边缘加装了挡水墙（50cm×50cm），严防溃坝污染事件发生；依照环评要求，在灰场建设3口地下水质监测井并开展相关监测。

2.建设了厂外输煤系统工程（该工程全长4476米，设计规模760万吨/年，额定出力1700吨/时），即利用管状皮带直接将选煤厂与电厂相连作为燃煤运输专线，该系统包括四部分：选煤厂取配煤系统、管状带式输送机系统（4182米）、储煤系统（2×1万吨筒仓）、厂内供煤系统。该项目是目前电厂所在地区距离最长、管径最大、运量最大的管状式输煤系统。该工程建设过程中，同步实施各项环境保护措施、生态恢复与治理措施及污染治理措施，随着厂外输煤系统的正式投运，沿线地区的生态环境将得到全面恢复与治理，对保护草原生态环境、农业生态环境等具有重要作用。

2.1社会效益：厂外输煤系统的建设，改变了燃煤汽车运输的传统方式，有效治理了运输过程产生的汽车尾气污染、道路扬尘及物料散落对运输线路周围居民生活环境的影响；降低了原运输道路的交通量，提高了道路通行能力，改善了当地居民出行环境，保障了道路通行安全；实现了燃煤全封闭储存；厂外输煤皮带系统消耗的能源是电力（而不是燃油），是积极响应十九大提出的“节约资源和保护环境”这项基本国策的示范工程。

2.2经济效益：汽车运煤运营费用约为23.12元/吨（运输费用、煤管费），按照年运煤量760万吨计算，年运营成本高达1.7571亿元。

而管带式输送机输煤系统，运营费用为3.35元/吨。年运营成本仅为2546万元，与汽车运输相比，年节省资金1.5025亿元，效益可观。

（四）危险废物管理

加强危废管理相关法律、法规培训，提高职工法律红线意识；按照《危废意外事故防范措施和应急预案》要求，定期组织开展应急演练；做好危险废物收集、储存管理，规范危废管理台账，对生产过程中产生的危废及时收集并如实记录种类、数量、来源；配合准能集团环保部完成危废合规转移与处置工作；按照政府环保部门要求，有序推进危废应急预案备案工作与废油脂储存区导流槽、收集池工程前期工作。

（五）环保管理与监察方面

日常认真梳理环保管控关键点，扎实推进生产现场、办公区域和厂区环境建设各项工作。加大各水系统和厂区周围环境巡查力度，杜绝灰污染和废水污染。通过积极开展环保管理方面的对标与学习，建立神华准能矸电公司“三级”网络管理与考核制度，进一步完善环保管理职能、职权。日常管理从防治烟气、水、噪声、灰渣污染等方面入手，坚持边排查、边整改、协调推进、全员参与，环保工作扎实有效。年初与各部门签订环保责任书，责任书针对污染物排放管理、环保设施运行检修管理、废水排放管理、固废管理、环保管理等方面，层层落实环保工作责任，实施环保问题“零容忍”、事故“硬考核”、责任追究“严查处”。高度重视环保设施的运行调整和检修维护工作，明确要求将环保设施与主设备同等对待，通过实施精细化运行调整与故障处理及时率，保证污染物达标排放，确保环保设施长期、连续、稳定运行。

四、电厂环境保护管理未来发展方向

（一）超低排放改造

按照集团公司要求并结合地方政府要求，完成了超低排放可行性研究报告及前期相关工作，计划于2019年底完成对两台机组超低排放改造，目前各项工作正在有序推进中。

更换原烟气在线监测系统、氨逃逸监测仪表。两套原烟气在线监测系统、四台氨逃逸监测设备自2014年10月底投用以来故障频发，厂家多次到厂处理也不能有效解决问题，为尽快恢复原烟气在线监测系统，公司已将二期原烟气在线监测系统与氨逃逸监测仪表更换工作列入超低排放改造计划。

（二）废水零排放

对厂区进行雨污分离，分离后的污水回收至一期冷却水塔内进行澄清，同时将一期工业废水车间、水处理车间改造为“废水零排放处理车间”，对一期浴水疏水、一期热网疏水、二期工业废水处理出水进行处理，处理后出水满足一般工业用水要求，初步估算雨水分离费用70万元，车间改造费用约230万元。生活污水处理车间因运行年限长，设备老化，制水能力下降，现准备先联系厂家进行维护，如果维护后仍然满足不了回用标准，将生活污水按照环境影响报告书允许排至城镇污水处理厂进行处理，夏季用于厂区绿化灌溉。

（三）无组织排放管理

灰渣通过气力输灰渣管道系统替代自卸卡车运输方式将灰渣输送至灰场填埋。灰渣目前通过自卸卡车运输到贮灰场，自卸卡车在厂内途经空冷岛和升压站，导致厂区环境污染、空冷岛和升压站设备积灰，严重影响机组经济运行和安全生产。经咨询设计院相关专家，获悉发电厂生产所排灰渣可通过气力输灰渣管道系统替代自卸卡车运输方式，可满足灰渣运输环保要求，同时实现灰渣厂区零污染输送。根据灰渣量79.2万吨/年测算，采用气力输送管道将灰渣输送至贮灰场投资概算费用1980万元，其经济性优于全封闭罐车运输。按照目前自卸卡车运输灰渣费用340.96万元/年测算，输灰渣系统改造的费用约6年可以全部收回。落实以上问题需要费用约为1980万元。

结语

燃煤电厂为了减少对环境的不良影响，要创造创新的环境和条件，要通过不懈努力，大力推广火电创新技术、推动火电厂节能减排的技术革命，促进能源生产革命，实现中国的能源梦。