探析燃氣熱電聯產項目主要污染源及對策

董海明

【摘 ?要】燃氣熱電聯產項目是指以天然氣為燃料進行發電，同時利用汽輪機膨脹做功后的蒸汽對用戶供熱的項目，具有污染物排放量低、能源利用效率高的優勢。然而，若不采取有效的污染防治措施，燃氣熱電聯產項目在運行過程中仍會對周邊環境造成一定影響。本文主要探討燃氣熱電聯產項目的環境影響評價過程中主要污染源分析的要點，并提出相應污染防治對策。

【關鍵詞】燃氣;熱電聯產;污染源;對策

引言

受宏觀經濟回暖、環保政策加碼等利好因素拉動，天然氣發電在2017年迅猛發展，用氣增幅近20%，成為僅次于工業燃料的天然氣利用方向。今年以來，雖然受到氣源供應持續緊缺，國家及地方政策一定程度收緊影響，但行業發展依舊強勁。據預計，天然氣發電用氣量全年增速仍將維持在10%以上。其中，相較于純發電，天然氣熱電聯產通過充分挖掘低品位熱，可使天然氣利用綜合效率達到70%以上，盈利性好，是目前氣電發展的主流趨勢。然而，當前針對天然氣熱電聯產是否有環保優勢，是否高效，是否會擴大電網峰谷差等，行業內仍存爭議。

1主要工藝過程及污染源分析

熱電聯產項目一般采用燃氣-蒸汽聯合循環機組，由燃氣輪機、余熱回收鍋爐、汽輪機以及發電機所組成。其主要工藝過程如下：具有一定壓力的天然氣和經過壓氣機壓縮后的空氣一起進入燃氣輪機的燃燒室內燃燒，燃燒后的氣體通過燃氣輪機噴嘴噴向葉輪驅動發電機進行透平作功;作功后的煙氣再進入余熱鍋爐加熱、蒸發鍋爐給水，產生的蒸汽推動蒸汽輪機做功發電，構成燃氣蒸汽聯合循環。其主要有減排優勢明顯，調峰能力優秀等特點。

1.1廢氣

燃氣熱電聯產項目產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生6.3kg、2.4kgNOx的系數進行估算;SO2產生量與天然氣中含H2S比例有關，可查閱所采用天然氣氣質檢測資料進行計算。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NH3一般采用經驗系數進行估算。

1.2廢水

主要有化學反滲透排水、鍋爐補給水再生廢水、燃機清洗廢水、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設計指標進行核算，其污染物濃度一般可通過類比調查同類已建項目的數據進行估算。

1.3噪聲

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

1.4固體廢棄物

燃氣熱電聯產項目運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廢物、凈水處理的污泥等一般廢物及生活垃圾等。危險廢物的產生量與一次性裝填量及更換頻次有關，可根據設計指標進行計算。

2污染防治與風險防范措施

2.1大氣污染防治措施

燃氣機組產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到《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）相關標準，NOx一般需采取脫硝措施后方可穩定達標排放，當前主流的燃機脫硝方案是采用干式低氮燃燒器控制NOx產生、采用SCR法進行煙氣脫硝。

2.2水污染防治措施

全廠應清污分流，工業廢水、生活污水及清下水應采用不同管線收集和排放;工業廢水根據污染物特征采取分質處理后排放，生活污水可采取生化處理后達標外排或直接接入市政污水管網;清下水一般可通過廠區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

優化廠區布局，高噪聲設備盡量遠離環境敏感點。燃氣發電機組應盡量選用低噪聲設備。高噪聲設備集中在廠房內室內布置，發電機、燃氣輪機、蒸汽輪機等須在設備上加裝隔聲罩、加減振墊等;為減少室內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。壓氣機入口安裝消聲器，余熱鍋爐煙囪出口增加消音器;短時、偶發的鍋爐排汽、安全閥排氣噪聲等采用小孔消聲器后，可在110-130 dB（A）的噪聲級基礎上降噪30dB（A）以上，安全閥排氣口應加擴張管。試運行期間的吹管噪聲須嚴格控制，排氣口可安裝小孔噴注、節流降壓型消聲器;采取上述措施后，敏感點處噪聲仍不能達標，可考慮設置聲屏障以進一步減輕噪聲影響。

2.4采用液氨或氨水作為脫硝劑時，應考慮儲罐泄漏的環境風險

泄漏事故發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算泄漏量，采用多煙團模式對擴散過程進行預測，按期擴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。廠區應合理布局儲罐位置、設置圍堰，并配備個體防護用品。當發生泄漏事故時，應及時啟動應急預案，實施泄漏源控制和人員疏散。

3結語

無論從當前國家的宏觀政策層面看，還是對我國能源結構調整與城市終端供能綠色低碳化的促進作用看，天然氣熱電聯產是大勢所趨，應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’，是浪費資源的做法。”

針對當前天然氣下游應用面臨的成本過高、市場競爭力不強及認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、靈活的價值體現在市場定價機制里，堅持因地制宜，以熱定電的原則，發揮綜合供能的優勢，實現外部成本內部化，實現天然氣燃機聯合循環熱電聯產長期可持續發展。

參考文獻：

[1]劉迪.熱電聯產項目環評中重點關注問題[J].科技資訊，2011（12）：97.

[2]蔣洪德.重型燃氣輪機的現狀和發展趨勢[J].熱力透平，2012，41（2）：83-88;

[3]國家發展和改革委員會.能源發展“十二五”規劃[M].北京，2013（01）.

（作者單位：杭州市華電半山發電有限公司）