燃氣電廠化學環保策略應用探討

（中海福建燃氣發電有限公司，福建莆田 351156）

環境污染問題一直是社會及人們關注焦點，為切實改善生態環境，我國提出可持續發展理念，新環保法和大氣、水體、固廢、土壤等污染防治法陸續出臺實施。2015年后，火力發電廠正式實施全新的排放標準，其中，主要修改了核心污染物SO2及NOx的排放濃度要求。為滿足相關排放標準，燃煤電廠裝設環保設施，將NOx排放濃度控制在25 mg/m3以下；燃氣電廠的燃料自身清潔度較高，排放清潔程度較大。隨著燃煤電廠超低排放升級改造，對燃氣電廠環保提出新的挑戰及任務。在裝機容量擴大后，環境污染問題日漸凸顯，因此，應掌控當前電廠的實際狀況，提出針對性的化學環保策略。

1 電廠化學環保概述

節能減排一直是企業經營管理的主題，被各行各業熟知，且制定了相應的針對性措施。電廠實施化學環保策略應用，可從本質上切實解決電力化學污染，被人們普遍認可，電力實際生產、設備維護進程中，使用的原材料對環境、人們存在較大危害，應通過有效技術，對其生產進程中廢液、材料等性能予以改變，實現環境保護目標。新型環保過程、內容涉及多種要素，如生產產品、生產材料、化學試劑等，通過高效化學反應，將原料中各個原子結合至目標分子中，實現綠色排放目標，燃氣電廠應充分利用LNG冷能深度除硫后的高品質氣源，從本質上消除污染源，促進電廠的可持續發展。

2 燃氣電廠排放現狀

2.1 燃氣電廠排放標準

我國2011年發布關于燃氣電廠排污標準《火電廠大氣污染排放標準》（GB 13223—2011）。隨著國家相關標準出臺，新版排污許可證管理的施行，環境監管污染物超標排放按日處罰的嚴格執行，各個地區為積極響應環保理念，施行所處區域相關地方標準。根據相關地方排放標準，將燃氣輪發電組NOx排放限值降低，特別在沿海地區，其限制值更低，環保問題日漸凸顯。將電廠相關排放標準與發達國家相比，其要求較低，針對大于250 MW燃氣發電組NOx排放濃度，發達國家要求低于30 mg/m3，且只有滿足此要求，才給予相關運營證書。國外先進燃氣電廠通常會設置相應的低氮+脫硝裝置，其裝置可切實將NOx排放維持在10 mg/m3以內水平。

當前，我國僅有部分發電廠安裝此設備，難以滿足發達國家燃氣排放標準。根據國家標準，燃氣電廠與超低排放后的燃煤電廠具有同樣的排放濃度限值。實際上，由于燃氣電廠與燃煤電廠基本含氧量不同，若按電能排放績效值進行測算，燃氣電廠NOx排放績效低于排放改造后的燃煤電廠的1.45倍左右。因此，燃氣電廠的排放標準亟待提高。

2.2 燃氣電廠污染物排放情況

根據研究調查表明，我國當前燃氣電廠氮氧化物、SO2、煙塵排放限值，需進一步下調空間，燃氣電廠的污染物主要涉及煙塵、硫氧化物、氮氧化物等。燃氣電廠排放核心污染物為氮氧化物，其中，沿海地區燃氣發電廠燃機采取脫硝技術后，對其氮氧化物排放量進行有效控制，電廠可將排放濃度控制在15 mg/m3以內，以獲得環保稅減免政策。此外，部分電廠未加裝脫硝裝置，燃氣電廠啟動階段氮氧化物短時間超標、氣候因素影響，造成某負荷階段的超標問題應引起關注和重視。

2.3 燃氣電廠環保現狀

隨著經濟迅速發展，我國燃氣機組裝基容量呈上升趨勢，2020年以來我國燃氣發電組總裝機容量已高達1 億kW以上，燃氣發電裝機容量增加，其污染排放狀況加劇。通過對部分地區燃氣發電廠進行調研，我國燃氣發電廠主要污染物平均排放水平較低，未安裝任何除硫除塵裝置，NOx排放水平與國家相關標準限值差距較大。調研發現，機組在環保設施的前期設計、設備配置、日常運維中存在諸多問題，例如，大部分CEMS儀器檢測原理為紅外法，檢測精度不夠，不具備NO2檢測功能等；已加裝SCR脫硝系統的電廠脫硝效率偏低，一般在50%左右，存在較大優化空間等。此外，在2010年前投產的大部分電廠余熱鍋爐中，未預留加裝SCR脫硝系統的空間。

3 現階段電廠化學水處理技術發展特征

3.1 設備集中化布設

傳統電廠化學水處理系統占地面積較大，生產崗位較為分散，對管理提出新的任務及挑戰。當前，隨著工作性質及量的變更，若仍沿用傳統電廠化學水處理系統，無法獲取較佳成效。當前從優化水處理整體流程實際所需考量，設備整體布設較為緊湊、立體、集中，切實減少設備占地面積，提升設備綜合利用率，為統一高效管理提供便利。

3.2 生產集中化控制

生產集中控制主要指電廠將化學水處理各個子系統，高度集成為一個控制體系，將傳統模擬盤予以去除，通過PCL及上位機操控，對各個設備進行數據采集、控制，上位機與PCL間數據通過接口實現信息交互。各個子系統以局域網總線為核心，連接在化學主控制室上位機上，引入大集控理念，將化學水處理控制室和電廠主控制室系統聯網，實現遠程監控和操作的功能。

3.3 智能化控制

隨著5G時代的到來，手機智能化巡檢技術被廣泛應用，水處理控制和管理逐步升級為無人值守、更加安全可靠的階段。燃氣電廠應重視化學在線儀表的投用，對污染物排放各項指標進行監控和報警設置，對生產經營過程中的活動進行全方位的環保干預，提高管理實效。

3.4 以環保節能為導向

隨著環境保護意識增加，需消除水處理進程中產生的各類污染，以不使用或減少使用化學藥品為主趨勢，與我國倡導的綠色理念相吻合，如鍋爐水處理向“少排放、零污染”“少清洗、零清洗”的方向發展。隨著水資源可持續利用理念不斷深入，電廠作為水資源耗損大戶，科學、合理利用水資源，提升水資源使用率，成為電廠水處理工作首要考量問題。依靠管理制度及科學技術，實現水資源循環、回收使用目標。廢水“零排放”在部分電廠中實現，其主要強調從水體中取水，禁止向水體或周圍環境中排放廢水。

3.5 工藝多元化自動化

傳統電廠水處理工藝中，多以混凝過濾、離子交換、磷酸銨鹽處理為主，伴隨科學技術發展，全膜處理、電除鹽、汽水品質遠程監控、爐內水處理自動加藥等技術應運而生，被普遍應用于水質處理中，此外，樹脂在凝結水處理中具有積極作用。

4 電廠化學環保策略應用

4.1 鍋爐補給水處理和廢水零排放管理

鍋爐補給水處理為電廠化學環保工作核心內容，在多方面應用具有顯著成效。傳統水處理方式難以滿足當前電廠實際所需，需立足當前實際狀況及需求，實施鍋爐補給水處理，包括澄清池、過濾系統、超濾、反滲透等水處理技術，降低廢水產生量，最終完成水處理工作。采用廢水零排放處理技術，廢污水包括鍋爐排污水、生活污水、含油污水、燃機清洗水等，經中和、混凝、澄清、生化處理后循環利用。企業應加強對環境隱患發排查處理和突發環境應急管理，泄漏、火災爆炸產生的次生災害等原因造成的環境污染可及時得到有效處理。

4.2 煙氣脫硝技術應用

燃氣電廠采用天然氣為燃料，NOx是主要污染物，除燃燒室結構外，污染物排放受天然氣成分、進氣溫濕度、天然氣溫度等因素影響。按照控制位置不同，可將排放控制技術分為燃氣輪機本體控制技術、余熱鍋爐SCR控制技術和外部因素控制技術。

目前，國內外燃氣輪機NOx減排技術主要有燃燒室注水、注蒸汽技術、干式低氮燃燒技術、催化燃燒技術等，主流技術為干式低氮燃燒技術。針對燃氣輪機干式低氮燃燒的降氮技術路線主要有機組燃燒調整、燃燒器部分功能優化、對現有燃氣輪機燃燒器升級改造。燃氣電廠氮氧化物超低排放改造屬于采用先進技術實施減排工程，作為誠信企業的一項重要評比扣分指標，應大力爭取相關部門政策資金補助。

4.3 燃氣電廠氮氧化物排放控制

燃氣電廠可以采用干式低氮燃燒系統升級和改造SCR脫硝技術，降低NOx排放濃度，應加強燃機燃燒器技術管理，包括檢修、運維。根據在線監控數據，及時做好燃燒調整，注意控制運行期間，燃機燃燒噴嘴值與主燃區燃料比例應合理，保持氮氧化物排放在較低范圍，兼顧安全和環保。燃氣電廠企業應做好煙氣在線監控設施的維護升級管理、計量檢定、比對監測管理，提高儀器檢測精密度，為制定科學的減排措施提供數據支撐，確保燃氣電廠排放的真實水平體現。

5 結語

隨著經濟迅速發展，環境污染問題日漸凸顯，我國大力提倡節能環保，電力工業事業革新，使電廠成為市場主體，為發電廠提供多元化的市場原則。在此種新形勢下，電廠為確保自身經濟收益、未來可持續發展，需重視節能環保，針對自身當前實際狀況，結合國家相關排放標準，通過有效的化學環保技術，加強日常技術監督管理和環境日常監測工作，保證環保設施健康穩定投入。按照新版排污許可管理要求，進行濃度和總量控制，實現各類排放均達到國家標準，促進電力產業按生態環境要求穩定、健康、高質量發展。