燃气电厂化学环保策略应用探讨

燃气电厂化学环保策略应用探讨

丛洋

华能洋浦热电有限公司  578101

摘要：环境污染问题一直是社会及人们关注焦点，为切实改善生态环境，我国提出可持续发展理念，新环保法和大气、水体、固废、土壤等污染防治法陆续出台实施。2015年后，火力发电厂正式实施全新的排放标准，其中，主要修改了核心污染物SO2及NOx的排放浓度要求。为满足相关排放标准，燃煤电厂装设环保设施，将NOx排放浓度控制在25 mg/m3以下；燃气电厂的燃料自身清洁度较高，排放清洁程度较大。随着燃煤电厂超低排放升级改造，对燃气电厂环保提出新的挑战及任务。在装机容量扩大后，环境污染问题日渐凸显，因此，应掌控当前电厂的实际状况，提出针对性的化学环保策略。

关键词：燃气电厂；环保；策略

1 电厂化学环保概述

节能减排一直是企业经营管理的主题，被各行各业熟知，且制定了相应的针对性措施。电厂实施化学环保策略应用，可从本质上切实解决电力化学污染，被人们普遍认可，电力实际生产、设备维护进程中，使用的原材料对环境、人们存在较大危害，应通过有效技术，对其生产进程中废液、材料等性能予以改变，实现环境保护目标。新型环保过程、内容涉及多种要素，如生产产品、生产材料、化学试剂等，通过高效化学反应，将原料中各个原子结合至目标分子中，实现绿色排放目标，燃气电厂应充分利用LNG冷能深度除硫后的高品质气源，从本质上消除污染源，促进电厂的可持续发展。

2 燃气电厂排放现状

2.1 燃气电厂排放标准

我国2011年发布关于燃气电厂排污标准《火电厂大气污染排放标准》（GB 13223—2011）。随着国家相关标准出台，新版排污许可证管理的施行，环境监管污染物超标排放按日处罚的严格执行，各个地区为积极响应环保理念，施行所处区域相关地方标准。根据相关地方排放标准，将燃气轮发电组NOx排放限值降低，特别在沿海地区，其限制值更低，环保问题日渐凸显。将电厂相关排放标准与发达国家相比，其要求较低，针对大于250 MW燃气发电组NOx排放浓度，发达国家要求低于30 mg/m3，且只有满足此要求，才给予相关运营证书。国外先进燃气电厂通常会设置相应的低氮+脱硝装置，其装置可切实将NOx排放维持在10 mg/m3以内水平。

当前，我国仅有部分发电厂安装此设备，难以满足发达国家燃气排放标准。根据国家标准，燃气电厂与超低排放后的燃煤电厂具有同样的排放浓度限值。实际上，由于燃气电厂与燃煤电厂基本含氧量不同，若按电能排放绩效值进行测算，燃气电厂NOx排放绩效低于排放改造后的燃煤电厂的1.45倍左右。因此，燃气电厂的排放标准亟待提高。

2.2 燃气电厂污染物排放情况

根据研究调查表明，我国当前燃气电厂氮氧化物、SO2、烟尘排放限值，需进一步下调空间，燃气电厂的污染物主要涉及烟尘、硫氧化物、氮氧化物等。燃气电厂排放核心污染物为氮氧化物，其中，沿海地区燃气发电厂燃机采取脱硝技术后，对其氮氧化物排放量进行有效控制，电厂可将排放浓度控制在15 mg/m3以内，以获得环保税减免政策。此外，部分电厂未加装脱硝装置，燃气电厂启动阶段氮氧化物短时间超标、气候因素影响，造成某负荷阶段的超标问题应引起关注和重视。

2.3 燃气电厂环保现状

随着经济迅速发展，我国燃气机组装基容量呈上升趋势，2020年以来我国燃气发电组总装机容量已高达1亿k W以上，燃气发电装机容量增加，其污染排放状况加剧。通过对部分地区燃气发电厂进行调研，我国燃气发电厂主要污染物平均排放水平较低，未安装任何除硫除尘装置，NOx排放水平与国家相关标准限值差距较大。调研发现，机组在环保设施的前期设计、设备配置、日常运维中存在诸多问题，例如，大部分CEMS仪器检测原理为红外法，检测精度不够，不具备NO2检测功能等；已加装SCR脱硝系统的电厂脱硝效率偏低，一般在50%左右，存在较大优化空间等。此外，在2010年前投产的大部分电厂余热锅炉中，未预留加装SCR脱硝系统的空间。

3 现阶段电厂化学水处理技术发展特征

3.1 设备集中化布设

传统电厂化学水处理系统占地面积较大，生产岗位较为分散，对管理提出新的任务及挑战。当前，随着工作性质及量的变更，若仍沿用传统电厂化学水处理系统，无法获取较佳成效。当前从优化水处理整体流程实际所需考量，设备整体布设较为紧凑、立体、集中，切实减少设备占地面积，提升设备综合利用率，为统一高效管理提供便利。

3.2 生产集中化控制

生产集中控制主要指电厂将化学水处理各个子系统，高度集成为一个控制体系，将传统模拟盘予以去除，通过PCL及上位机操控，对各个设备进行数据采集、控制，上位机与PCL间数据通过接口实现信息交互。各个子系统以局域网总线为核心，连接在化学主控制室上位机上，引入大集控理念，将化学水处理控制室和电厂主控制室系统联网，实现远程监控和操作的功能。

3.3 智能化控制

随着5G时代的到来，手机智能化巡检技术被广泛应用，水处理控制和管理逐步升级为无人值守、更加安全可靠的阶段。燃气电厂应重视化学在线仪表的投用，对污染物排放各项指标进行监控和报警设置，对生产经营过程中的活动进行全方位的环保干预，提高管理实效。

4 电厂化学环保策略应用

4.1 锅炉补给水处理和废水零排放管理

锅炉补给水处理为电厂化学环保工作核心内容，在多方面应用具有显著成效。传统水处理方式难以满足当前电厂实际所需，需立足当前实际状况及需求，实施锅炉补给水处理，包括澄清池、过滤系统、超滤、反渗透等水处理技术，降低废水产生量，最终完成水处理工作。采用废水零排放处理技术，废污水包括锅炉排污水、生活污水、含油污水、燃机清洗水等，经中和、混凝、澄清、生化处理后循环利用。企业应加强对环境隐患发排查处理和突发环境应急管理，泄漏、火灾爆炸产生的次生灾害等原因造成的环境污染可及时得到有效处理。

4.2 烟气脱硝技术应用

燃气电厂采用天然气为燃料，NOx是主要污染物，除燃烧室结构外，污染物排放受天然气成分、进气温湿度、天然气温度等因素影响。按照控制位置不同，可将排放控制技术分为燃气轮机本体控制技术、余热锅炉SCR控制技术和外部因素控制技术。

4.3 燃气电厂氮氧化物排放控制

燃气电厂可以采用干式低氮燃烧系统升级和改造SCR脱硝技术，降低NOx排放浓度，应加强燃机燃烧器技术管理，包括检修、运维。根据在线监控数据，及时做好燃烧调整，注意控制运行期间，燃机燃烧喷嘴值与主燃区燃料比例应合理，保持氮氧化物排放在较低范围，兼顾安全和环保。燃气电厂企业应做好烟气在线监控设施的维护升级管理、计量检定、比对监测管理，提高仪器检测精密度，为制定科学的减排措施提供数据支撑，确保燃气电厂排放的真实水平体现。

5 结语

随着经济迅速发展，环境污染问题日渐凸显，我国大力提倡节能环保，电力工业事业革新，使电厂成为市场主体，为发电厂提供多元化的市场原则。在此种新形势下，电厂为确保自身经济收益、未来可持续发展，需重视节能环保，针对自身当前实际状况，结合国家相关排放标准，通过有效的化学环保技术，加强日常技术监督管理和环境日常监测工作，保证环保设施健康稳定投入。按照新版排污许可管理要求，进行浓度和总量控制，实现各类排放均达到国家标准，促进电力产业按生态环境要求稳定、健康、高质量发展。

参考文献

[1] 杜莹.火电厂化学水处理系统节能降耗优化措施研究[J].电力系统装备，2018(11):221-222.

[2] 张军，于德爽，王晓霞，等.中试ANAMMOX-ASBR处理火电厂脱硫脱硝尾液的抑制及恢复特性[J].环境科学，2018(11):252-262.

[3]刘志坦，赵秀勇，李玉刚，等.燃气电厂NOx控制策略研究及大气环境效益分析[J].中国电力，2019(12):160-164,170.