燃煤电厂环保管理

杨 林，张增利，符 东，刘天福

（新疆天业自备电厂，新疆 石河子832000）

1 概述

燃煤电厂的环保工作主要包括烟气污染物的治理、烟尘排放的控制、废水处理等，火电厂这种以终端治理的模式，势必要不断改造和优化设计，下面主要从电厂的环保配置上分析，如何进一步做好环保工作。

1.1 脱硫系统

燃煤电厂的脱硫系统一般分为湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫。由于湿法脱硫国家认同的综合脱硫效率较高，也是目前较为直接的脱硫方式。干法脱硫和半干法经过这几年的运行，也能达到相应的环保标准，但是综合脱硫效率较低，脱硫灰没有得到很好的综合利用，相对湿法来说投资要少、运行费用相近。

以电石渣为例，在湿法脱硫中，浆液的配置系统是否优化直接决定着对吸收剂的品质和消耗，脱硫剂浆液的品质将会大大的缩水，对后期的系统稳定运行、管道磨损、设备损坏等方面都会带来不必要的维护成本。所以要严格控制化浆时间，以每池浆液搅拌时间不小于30 min 为宜，对脱硫系统来说，浆液中的颗粒物越细更有利于吸收。

在脱硫系统中，脱硫塔的设计非常关键，在设计时一般都会留有一定的余量，这样对煤种的适应性更广泛。从喷淋层布置高度、层数、喷头的末端的背压等都是比较关键的地方，同时，要特别注意除雾器的高度布置，从一个塔的喷淋层高度距离浆池液面的高度可以判定吸收塔的处理能力和留有的余量。其主要因素是烟气在塔内的停留时间，一般情况都是控制液气比、塔的直径等，最终还是以烟气在塔内喷淋时的停留时间来决定吸收塔的处理，脱硫系统中的除雾器只能处理大颗粒的粉尘，因为脱硫对二氧化硫是一个吸收过程，对粉尘、重金属、氯根等来说是一个积累的过程，所以完全依靠除雾器来控制烟尘有一定的难度。

脱硫的辅助系统真空脱水和废水系统是决定着系统能不能长期稳定的关键。由于脱硫系统对二氧化硫外的其他物质来说都是一个累计的过程，如何把累计的物质及时达标排出系统，对辅助系统来说是非常关键的，所以这2 个系统能否稳定运行也至为重要，如果运行不正常，就会治理了大气却污染了水质。

如果以上几个因素有足够的余量和稳定运行，系统的各项指标均可达标。

1.2 脱硝系统

脱硝系统是从氮氧化物排放后产生的硝酸来命名，即脱出氮氧化物。氮氧化物的产生主要是在锅炉内高温时氮气与氧气瞬时产生，为降低氮氧化物，在锅炉内都会配置有低氮燃烧系统，来减少氮氧化物的产出，但是低氮燃烧会损失部分热效率，从经济平衡来说，还是建议配置低氮燃烧系统。脱硝系统主要有SCR 法、SNCR 法及SCR+SNCR 联合法，大部分都采用的是SCR 法，这里对SCR 法脱硝系统进行简单分析。

SCR 法布置在锅炉的省煤器和空预器之间，300 MW 机组每台炉配置2 个反应器和空预器相对应，烟气自上而下流动，反应器自上而下依次是整流格栅、三层催化剂层、冷灰斗。喷氨格栅布置在进口的竖直烟道中。脱硝系统相对脱硫系统要简单和易操作，但是脱硝系统对烟气的温度有所要求，一般是根据煤种的二氧化硫含量来判定脱硝系统需要退出的温度点。催化剂的填装都是采用2+1 的形式，选用板式催化剂的优势在于比蜂窝式的填充量大20%左右，由于板式催化剂对灰分的适应性较宽，同时阻力相对较小，后期也可和蜂窝式的互换，确保反应器对催化剂具有更广泛的适应性。脱硝系统运行相对较简单，根据反应器出口的氮氧化物确定氨气和空气的比例系数即可完成系统的自动连锁操作。

1.3 烟尘系统

电厂的除尘系统根据后续脱硫系统配置的不同有多种形式，有电除尘、布袋除尘、电袋除尘。大部分电厂配置的是电除尘，在湿法脱硫之前布置，这样容易在脱硫中形成细微粉尘的富集，使脱硫后的烟尘超标。电除尘目前只做了效率考核，保证进入脱硫后的飞尘在国家排放标准以内。但是由于脱硫的富集，对粉尘的脱出有一定的局限性，但脱硫后又是直接排放，所以还是要在脱硫后再次进行粉尘治理。 目前运行较多和效果显著的是湿式静电除尘，根据系统配置可以达到燃气排放标准，但是投资相对较大。

1.4 水处理系统

对燃煤电厂来说，电厂的水处理系统相对比较单一，有机物的成份相对较少，但是如何把电厂的水做到零排放， 还需要把每个系统的外排水质分析清楚，分类处理，实现回用是终极目标。 特别是脱硫废水，氯离子浓度较高，处理成本较高，回用比较困难。

2 关于环保管理的建议

2.1 燃煤电厂环保设施工艺路线的选择

对于燃煤电厂来说，大气污染的治理永远是被动的，因为环保设施建设在燃烧之后，势必造成环保设施因适合锅炉燃烧的各种工况以及适应煤质的波动变化，这样一来，对环保设施从设计开始就要有足够的操作弹性，所以对环保设施的工艺路线选择就尤为关键。湿法脱硫相对干法来说具有适应性广、废渣可以综合利用、脱硫效率高等特点，虽然一次性投资比干法的大，但是更能适应当下严格的环保标准。脱硝系统SCR 工艺与SNCR 及联合工艺相比，优势相对明显，适应性广、操作弹性大、液氨的损失相对较低等，系统几乎可以和主机同步运行，更能体现本质环保的优势。在除尘方面尤为凸显的是终端处理系统，即在湿法脱硫之后将进行降尘处理，选择此工艺路线在目前看来可以使烟尘降到燃气的排放标准要求，随着技术的不断更新，适应当下环保要求的新技术越来越多，选择尤为关键，要从长远考虑。

2.2 燃煤电厂环保运行的可靠性分析

燃煤电厂大气污染物治理系统运行可靠性是系统主机投运率的关键。根据燃煤电厂布置的特性，局部问题会影响整个系统的运行。

脱硝系统主要问题是煤质的灰分偏高对催化剂的磨损，影响催化剂的寿命；锅炉投油时间太长，对催化剂的二氧化钛造成微孔堵塞，且不可恢复，导致锅炉后侧爆管，烟气中含水增加会严重影响催化剂的使用寿命。影响脱硝效率的最直接因素是氨气和烟气的混合程度，这也是经济运行的关键，其他辅助系统处理相对来说问题比较直接，也容易在线处理。

脱硫系统相对要复杂得多，脱硫系统的几大构成，都会给系统带来不能稳定运行的因素。吸收塔的工况较为复杂，要适应酸碱耐磨，这样的材料从造价来考虑以非金属为主。吸收塔是脱硫系统的核心，在控制时要调整好各类参数。石灰石湿法脱硫采用的脱硫剂是相对较纯的钙盐，对电石渣来说没有石灰石容易控制，但是电石渣有自己特性，浆液具有强碱性，进塔可以直接参与反应，和石灰石的控制有所不同。特别要注意不利于系统稳定运行的平衡建立，这种平衡将会严重影响系统，以往的系统运行中曾多次出现，石膏粒径偏小，但浆液密度较高，石膏脱水困难。脱硫系统相对来说属于一个化工单元，需要控制系统的各项指标来保证系统的稳定，只有系统的稳定才能使烟气的环保指标合格。

2.3 环保设施的管理、异常情况的处理和上报

异常情况的上报将会被环保设施整套系统停运所取代。今后的环保检查工作将更加深入。针对新形势，对如何做好环保工作有以下几点建议。

（1）环保工作常态化管理。环保工作不能停留在应付检查上，要做本质环保，在此基础上追求利益最大化。

（2）提高系统自动化减少人为干预。提高系统的自动化投运率，减少人为的操作，这样做主要目的一是避免人为的干预；二是系统可靠运行率高，减少人员成本。

（3）提高维护人员的技术水平。学设备先学工艺，这是化工单元的学习方法，只有这样才能更好地理解设备的原理和发挥其作用。同样，想做好环保的日常维护工作，必须非常熟悉环保设施的工艺和系统配置，才能以创新的方式，从不同的角度做好工作。

（4）提高人员水平，建立模块化异常问题处理机制。燃煤电厂的环保设施都是以岛的形式建设，如脱硫岛、脱硝岛及超净排放岛等都是系统的单元模块，每个模块相互独立，通过烟气串联起来。这样的布置方式需要模块化管理，要模块化对待系统的问题，提高运行人员的操作水平和异常情况的处理，不要仅仅停留在操作上，要善于思考和总结。