火電廠環(huán)保設(shè)施的優(yōu)化及節(jié)能措施

劉 坤

（哈爾濱市華能集中供熱有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

現(xiàn)階段我國能源發(fā)展以電力資源為主體，強(qiáng)調(diào)大力開展電力基礎(chǔ)建設(shè)以滿足國內(nèi)電力需求。但我國電力資源需求量巨大，且長期呈現(xiàn)增長態(tài)勢，存在一定的供需矛盾，而火力發(fā)電領(lǐng)域的矛盾尤其突出。在火電廠運(yùn)營過程中，往往會伴隨一些污染物排放，雖然電力企業(yè)積極加以應(yīng)對并進(jìn)行嚴(yán)格把控，但是仍需要消耗大量的環(huán)保輔助資源。因此，需要針對火電廠環(huán)保設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，以更好地面對市場需求和社會要求。

1 火電廠環(huán)保設(shè)施的概述

我國針對火電廠生產(chǎn)運(yùn)行制定了諸多環(huán)保規(guī)范制度，整體制度規(guī)范設(shè)計(jì)層面較廣，從設(shè)施的安裝到投入生產(chǎn)以及養(yǎng)護(hù)都有明確的限制，以保證火電廠在生產(chǎn)過程中各項(xiàng)污染物排放符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)要求。近年來在國家的倡導(dǎo)下，火電廠環(huán)保設(shè)施已經(jīng)大范圍地投入使用，常規(guī)的煙氣顆粒物處理技術(shù)及污水處理技術(shù)都得到了很好的應(yīng)用，但是在脫硫脫硝方面仍有很大程度的欠缺。另外火電廠的環(huán)保設(shè)備使用年限較長，不及時(shí)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和升級換代會造成能源大量損失甚至發(fā)生生產(chǎn)事故，對能源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保乃至人身安全都會造成嚴(yán)重的影響，對火電廠的穩(wěn)定發(fā)展也會產(chǎn)生一定的阻力。因此需要不斷對火電廠的環(huán)保設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化，積極借助先進(jìn)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目 標(biāo)[1]。

2 火電廠環(huán)保設(shè)施節(jié)能的重要性

我國資源總量巨大，但由于人口基數(shù)過于龐大導(dǎo)致人均占有量不足，而且在資源地域分布及區(qū)域供需關(guān)系方面也存在一定的矛盾。雖然我國積極謀求發(fā)展并開展建設(shè)了西電東送工程來緩解用電壓力，但是并不能有效滿足目前電力需求。現(xiàn)階段火力發(fā)電仍是我國主要的電力來源，火電廠每年對煤的需求量逐漸遞增，想要實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展需要從根源上進(jìn)行優(yōu)化，且目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對自然生態(tài)環(huán)境影響巨大，因此在火電廠污染排放方面需要格外注意，盡可能降低大氣污染，避免霧霾等污染現(xiàn)象頻發(fā)對自然環(huán)境和人類健康造成不利影響。火電廠環(huán)保設(shè)施節(jié)能優(yōu)化不僅可以解決大氣污染治理問題并且能有效降低能源消耗及碳排放，進(jìn)而對延緩全球氣候變暖起到積極的作用，并減少因氣候變化導(dǎo)致自然災(zāi)害發(fā)生的可能因素，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展，完成綠色生態(tài)建設(shè)。

3 現(xiàn)階段火電廠設(shè)施存在的問題

3.1 火電廠硫氧化物污染嚴(yán)重

由于我國火電廠主要是通過燃煤方式進(jìn)行發(fā)電，在生產(chǎn)中會伴隨大量二氧化硫氣體產(chǎn)生，如果將其直接排放會導(dǎo)致嚴(yán)重的空氣污染，對人類的呼吸道造成損害，短期處于這種空氣環(huán)境中會造成胸悶、呼吸困難，長期會導(dǎo)致肺炎等其他肺部疾病。且二氧化硫氣體擴(kuò)散到大氣中，一旦空氣濕度較大形成降水，極易造成酸雨現(xiàn)象，對人類皮膚、牲畜飲水、建筑橋梁、動植物、農(nóng)作物都產(chǎn)生嚴(yán)重的酸性腐蝕，長此以往后果不堪設(shè)想。因此需要格外注意火電廠硫氧化物污染嚴(yán)重的這類問題[2]。

3.2 火電廠的氮氧化物污染問題

氮氧化物污染主要是存在于火電領(lǐng)域和內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。作為主要污染排放源頭，火電廠在運(yùn)營過程中氮氧化物污染物排放量巨大，且目前國內(nèi)火電企業(yè)設(shè)備管理方面重視程度不足，傳統(tǒng)環(huán)保脫硝設(shè)備運(yùn)行影響因素又相對較多，鍋爐低氮燃燒技術(shù)改造尚未普及，因此無法對氮氧化物污染進(jìn)行科學(xué)有效地排放把控，部分火電企業(yè)沒有意識到氮氧化物污染的危害且處理控制意識薄弱，需要進(jìn)行針對性的管理。

3.3 火電廠的廢水處理

自“十二五”規(guī)劃以來，我國政府再三強(qiáng)調(diào)廢水處理的重要性。在三廢中，廢水直接影響水質(zhì)安全，未經(jīng)處理排放的工業(yè)廢水會導(dǎo)致污染物隨著水循環(huán)擴(kuò)散到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，嚴(yán)重影響食用果蔬肉類及飲水等安全問題。目前火電廠的廢水排放中硫含量過大，需要從設(shè)備優(yōu)化以及管理兩方面著手進(jìn)行整改，保證火電廠廢水處理有效落實(shí)。

4 火電廠環(huán)保設(shè)施的優(yōu)化及節(jié)能方案

4.1 對除塵設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化

我國火力發(fā)電普遍都是利用燃煤發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電作業(yè)，在燃煤煙氣除塵凈化方面長期沿用傳統(tǒng)方式，除塵質(zhì)量和效率方面都不盡人意，電袋復(fù)合、布袋除塵、靜電除塵已經(jīng)無法滿足我國社會發(fā)展需求，需要積極進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新改革。在除塵設(shè)備方面，可以將高壓負(fù)荷脈沖以及前級電廠高頻電源進(jìn)行改造優(yōu)化，利用傳感設(shè)備進(jìn)行動態(tài)自動控制調(diào)整和閉環(huán)調(diào)節(jié)來提升整體除塵效率。同時(shí)針對倉泵系統(tǒng)進(jìn)行改造，加裝流化裝置增強(qiáng)輸送效率，減少因倉泵系統(tǒng)對除塵器的影響因素。隨著我國新的環(huán)保超低排放標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，火電企業(yè)需要積極對除塵設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，單一的除塵方式已經(jīng)無法達(dá)到環(huán)保要求，需要針對性地將各種除塵方式進(jìn)行結(jié)合并積極引進(jìn)新型設(shè)備。引進(jìn)過程中需要結(jié)合自身實(shí)際需求和實(shí)際排放情況進(jìn)行，保證設(shè)備的實(shí)用性和適配性。目前一般采用高效除霧和濕式靜電兩種除塵方式，整體表現(xiàn)優(yōu)質(zhì)是未來發(fā)展的主要方向。但是優(yōu)質(zhì)的表現(xiàn)背后需要注意濕式靜電的廢水處理，同時(shí)針對濕式靜電除塵方式進(jìn)行優(yōu)化，深度發(fā)掘其社會與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，保證經(jīng)濟(jì)收益和生態(tài)收益最大化[3]。

4.2 對脫硫設(shè)備進(jìn)行改造

在國家推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)的影響下，發(fā)電企業(yè)的負(fù)擔(dān)也在不斷增加，為保證持續(xù)均衡發(fā)展，不少企業(yè)開始采用混合高硫份煤炭作為燃料，然而這卻給傳統(tǒng)的脫硫環(huán)保設(shè)備帶來非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)。目前我國火電廠多數(shù)采用填料型脫硫塔對煙氣進(jìn)行環(huán)保處理，但在目前更為嚴(yán)格的環(huán)保要求下，填料型脫硫塔顯現(xiàn)出的弊病日漸突出，尤其在設(shè)備尺寸、耗能占比、凈化效率等方面已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)要求。因此需要對傳統(tǒng)脫硫設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改造。濕法脫硫塔根據(jù)不同的技術(shù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為：噴淋型、填料型、浮球型、篩板型、文丘里型等等。其中噴淋型脫硫塔以其造價(jià)低、占地小、運(yùn)維成本低等優(yōu)點(diǎn)逐漸被行業(yè)認(rèn)可。在火電廠脫硫環(huán)保設(shè)備改造過程中，可以充分利用其技術(shù)特點(diǎn)，將噴淋型脫硫塔加裝在現(xiàn)有設(shè)備前段作為預(yù)處理塔。復(fù)合升級后原有脫硫設(shè)備不但可以繼續(xù)使用，而且經(jīng)過預(yù)處理的煙氣溫度及含硫比大幅降低，可以有效減少填料型脫硫塔硫堵現(xiàn)象的發(fā)生，大幅延長環(huán)保設(shè)備的使用壽命。另外在火電廠運(yùn)行生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，整個(gè)脫硫凈化過程中氧化風(fēng)量起著決定性的作用。但目前我國火電廠在供應(yīng)氧化風(fēng)時(shí)普遍采用的是羅茨風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)已經(jīng)沿用了相當(dāng)長的時(shí)間，在很多方面已經(jīng)相對滯后且無法滿足環(huán)保運(yùn)行的要求，而整體更換又會給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。我國相關(guān)部門對此有進(jìn)行科學(xué)的調(diào)研考察，通過實(shí)驗(yàn)研究分析得出通過利用變頻調(diào)節(jié)器進(jìn)行功率調(diào)節(jié)控制可以提升整體氧化率，如此一來不但可以降低企業(yè)設(shè)備改造的投入，同時(shí)也能滿足環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)。近年來國內(nèi)一些火電廠環(huán)保設(shè)備改造項(xiàng)目中，有的還采取在鍋爐中配置吸收塔的方式，并在鄰近的脫硫系統(tǒng)中安裝氧化風(fēng)聯(lián)絡(luò)器進(jìn)而提升氧化風(fēng)的利用率，僅用一半的能耗就能事先進(jìn)行脫硫預(yù)處理，設(shè)備整體表現(xiàn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，很值得借鑒推廣[4]。

4.3 對硫廢水處理設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化

我國在污水排放處理方面有著完善的監(jiān)管體系。由于我國水資源稀缺且直接關(guān)系到生活生產(chǎn)和社會穩(wěn)定，因此在火電廠脫硫廢水處理方面，需要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。目前火電廠在進(jìn)行硫廢水處理方法上，一般采用的是先將廢水集中靜置，經(jīng)自然沉淀后使用絮凝劑完成初步處理，隨后利用膜濃縮技術(shù)和蒸發(fā)結(jié)晶工藝實(shí)現(xiàn)廢水脫硫。雖然新的MVR技術(shù)和MSF設(shè)備的出現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)近乎零排放，但是運(yùn)營成本高昂。在火電廠實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，鍋爐爐渣在冷卻降溫時(shí)伴隨著大量冷卻水蒸發(fā)，而這些水處理后都被直接排放并沒有進(jìn)行循環(huán)利用。因此可以針對性進(jìn)行設(shè)備創(chuàng)新優(yōu)化，將這部分損失的冷卻水及蒸發(fā)熱充分利用到硫廢水處理環(huán)節(jié)中去，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗持續(xù)發(fā)展的目的。

4.4 加強(qiáng)火電廠環(huán)保設(shè)施設(shè)計(jì)創(chuàng)新，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和前瞻性

火電廠的環(huán)保設(shè)施優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要從實(shí)際需求出發(fā)，保證整體適配性和經(jīng)濟(jì)性，在設(shè)計(jì)過程中需要充分利用現(xiàn)代化技術(shù)和信息化技術(shù)來提升運(yùn)行效率及質(zhì)量。需要設(shè)計(jì)人員具備發(fā)展性眼光和前瞻性思維，信息智慧化、工業(yè)智能化定將是火電行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，火電廠發(fā)展建設(shè)需要緊跟時(shí)代和科技的發(fā)展，才能更好地面對市場供需關(guān)系和社會要求，深度發(fā)掘生態(tài)收益、經(jīng)濟(jì)收益、社會價(jià)值，從而實(shí)現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5 總結(jié)

現(xiàn)階段，火電廠環(huán)保設(shè)施在硫化物和氮氧化物的排放方面仍存在一些問題，需要針對性地對環(huán)保設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，并不斷完善管理工作，將技術(shù)與管理、目標(biāo)與理念相結(jié)合，保證火電行業(yè)高效高質(zhì)地完成國家賦予的發(fā)展使命，進(jìn)而推動綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生。