國外電廠環保設計中需關注的問題

李宇英

(中南電力設計院，湖北 武漢 430071)

本文針對國外電廠環保設計中排放標準的適用條件，煙囪高度的確定，大氣、廢水、噪聲排放標準以及限值等一些問題，將主要以項目所在國電廠或工業項目的排放標準以及國際金融集團的《環境、健康與安全通用指南》和《火電廠—環境、健康與安全指南》進行對比分析。

1 煙氣污染防治

1.1 排放標準限值及適用條件

1.1.1 排放標準限值

對于大氣污染物的排放限值要求，項目業主方在設計文件中通常都會提出擬建項目應遵循所在國家或地區的排放標準以及國際金融集團《火電廠—環境、健康和安全指南》，并執行這些標準中更嚴的排放限值，或者由業主方根據擬建項目所在區域(如能源園區或工業園區)的大氣環境現狀及環境容量給出擬建項目應執行的相應污染物排放限值。

以下將以巴基斯坦國家大氣污染物、廢水及噪聲標準排放限值與國際金融集團排放限值為例進行對比。

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)，一定要注意擬建項目所在國家大氣污染物排放標準限值適用的條件，以便于在計算中進行必要的轉換。

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

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

需要說明的是，在國際金融集團《火電廠—環境、健康與安全指南》中，對標態和含氧量的定義是：

標態：指煙氣在溫度為273K，壓力為101325Pa時的狀態。

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國際金融集團《環境、健康與安全通用指南》(2007年版)中給出的：國際性行業最佳做法，來初步確定煙囪的高度，計算公式如下：

式中：HG為煙囪高度，以煙囪基底為基準面的標高；H為附近構筑物的標高，以煙囪基底為基準面；L為附近構筑物的高度(h)或寬度(w)中的較小者。

“附近構筑物”指以煙囪為中心，5L為半徑(半徑最長800 m，含邊界)區域內的構筑物。

(2)在設計文件中明確指出擬建項目煙囪應當至少為鍋爐結構整體高度的2.5倍。

(3)對于燃煤火電廠，根據裝機容量的大小直接給出煙囪的高度(國家標準)。

例如：在“孟加拉國家環境保護法規 工業項目氣體排放標準 1997年”中對燃煤電廠煙囪高度的確定有明確規定，電廠煙囪高度限值見表2。

表2 電廠裝機容量與煙囪高度限值

從表2中可以看到，大容量機組要求采用超高煙囪排放。據相關報道，目前國內已經有部分電廠已經采用與國外設計院聯合設計的超高鋼筋混凝土煙囪，國內設計院基本上還沒有設計過超高鋼筋混凝土煙囪，正處于研究之中。

在此需要說明：有少數國家對大容量的機組要求采取超高煙囪排放(HG≥240 m及以上)。通常會在設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)擬建項目周邊有特殊的要求(如機場)，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境影響評價來確定。如果業主提供了環評報告，則執行環評報告書中給定的高度。

1.3 煙氣排放監測

在業主提供的設計文件中，都會提出需要安裝在線連續煙氣監測系統(CEMS)，該系統通常被要求安裝在煙囪上，并對所需監測的參數以及監測數據傳輸有明確的要求。

(1)擬建項目的每臺機組必須提供一套完整的煙氣排放連續監測系統(CEMS)。該系統在投運前必須進行校驗工作，達到監測要求后方可使用。

(2)CEMS系統應遵守電廠交付時間為止時的最新排放指令和法規中要求的所有參數的精確測量和提交監測報告。

(3)測量的參數通常包括：SOX、NOx、TSP、O2、CO、不透明度以及煙氣流速、流量和溫度等，這些參數應通過DCS系統顯示和記錄，并與地方環境監管部門聯網。

2 廢水處理

對于煤電廠而言，廠內所排放的廢水主要包括如下兩大類：

第一類：工業廢水，主要包括鍋爐補給水系統的酸堿廢水、鍋爐化學清洗廢水、脫硫廢水、煤場排水和輸煤設施的清掃水、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的項目，為防止溫排水對受納水域影響區內的水生生物造成有害的影響，應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以項目的環評報告書為準。

在此需要特別強調，有關廢水處理工藝、達標后的去向問題，在設計中尤其需要給予重點關注，并做到以下幾點：

(1)認真仔細地對擬建項目國家廢水排放標準中的指標限值(排入不同水體執行的標準限值不同)與擬建電廠設計文件中對廢水排放有關指標限值的要求進行分析，建議參照國際金融公司的廢水排放標準進行對比，因為大多數國家需要同時執行本國標準與國際金融公司標準，且取兩者中較嚴的指標來控制。

重點需要關注：工業廢水中的：pH、SS、油類、重金屬等；生活污水中的：BOD5、COD等；直流循環冷卻水溫升：≤3℃。根據不同廢水中的主要排放指標要求，配合工藝專業選擇合理、經濟、適用的處理工藝及設備。

(2)由于當前世界各國都十分重視水資源的利用，尤其關注建設項目所產生廢水的回收利用，通常會在設計文件中對處理達標后的廢(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，因此需要在設計中引起足夠的重視，且不可出現漏項或未按要求進行設計。

如果沒有提出較詳細的要求，特別是在投標階段，需要根據投標文件中對廠址周邊水體條件的描述，包括河流、近海等，初步判斷處理達標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電廠的設計模式，即遵守“清污分流”、“一水多用”的設計原則，對不同的水質進行分類、集中處理。建議設置工業廢水處理站，生活污水處理站，復用水系統等。處理達標后的廢水排入復用水池中，再用于電廠的輸煤系統沖洗補充用水，煤場除塵噴灑用水，干灰加濕用水，灰場噴灑用水，脫硫系統工藝用水補充水，廠區綠化用水，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：一是向項目所在國推介中國在火電廠廢水處理達標后全部回收利用或部分回收利用的成熟經驗；二是給項目的后續設計創造較好的條件，如果在項目中標后僅需根據業主的要求進行部分較小的修改。

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行期間所涉及到的設備噪聲、廠界噪聲問題。

3.1 近場噪聲保證值

發電廠在運行階段的噪音分為正?；蜷g歇噪音。正常噪音的來源是汽輪發電機組、泵類、空氣壓縮機、風機類、冷卻塔等。間歇性噪音的來源是安全閥門，高壓排汽管道等。

發電廠發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)。

電廠主要設備的噪聲級見表4。

表4 電廠設備噪聲限值

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

根據國際標準化組織的ISO 3746－2010《聲學－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，測量設備的等效連續A加權聲壓級是指：距離任何設備水平距離1 m，離地面1.5 m高，在車間設備連續運行工況期間運行/維護人員正常接觸的區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)在設備招標、采購過程中，嚴格按照設計文件中規定的設備噪聲對制造廠家提出要求。

(2)當某些設備達不到要求時，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，在廠房及建筑物設計中，盡可能使工作間或值班室遠離強噪聲源，并采取集控室設門斗及雙層玻璃隔音門窗，內墻采用吸音、隔音材料，屋頂采用吸音吊頂等措施，以滿足設計文件的要求。

以下表5為項目常見噪聲限值的要求，其限值指非穩態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境影響被排除在外。

表5 建筑物內以及廠界噪聲限值

3.2 廠界噪聲保證值

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

廠界噪聲排放限值對比見表6。擬建項目執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，在遠離電廠圍墻邊(圍墻外1 m，高1.5 m)的任何點上不得超過白天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，在設計上應該做到以下幾點：

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

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

(3)在廠區綠化設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 結語

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