国外电厂环保设计中需关注的问题

李宇英

(中南电力设计院，湖北 武汉 430071)

本文针对国外电厂环保设计中排放标准的适用条件，烟囱高度的确定，大气、废水、噪声排放标准以及限值等一些问题，将主要以项目所在国电厂或工业项目的排放标准以及国际金融集团的《环境、健康与安全通用指南》和《火电厂—环境、健康与安全指南》进行对比分析。

1 烟气污染防治

1.1 排放标准限值及适用条件

1.1.1 排放标准限值

对于大气污染物的排放限值要求，项目业主方在设计文件中通常都会提出拟建项目应遵循所在国家或地区的排放标准以及国际金融集团《火电厂—环境、健康和安全指南》，并执行这些标准中更严的排放限值，或者由业主方根据拟建项目所在区域(如能源园区或工业园区)的大气环境现状及环境容量给出拟建项目应执行的相应污染物排放限值。

以下将以巴基斯坦国家大气污染物、废水及噪声标准排放限值与国际金融集团排放限值为例进行对比。

固体燃料大气污染物排放限值见表1。

表1 固体燃料大气污染物排放限值 单位：mg/Nm3

1.1.2 固适用条件

在环保排放计算时(如除尘器效率、烟气脱硫、脱硝效率以及大气污染物排放浓度)，一定要注意拟建项目所在国家大气污染物排放标准限值适用的条件，以便于在计算中进行必要的转换。

(1)排烟状态：烟气在温度为273K或273+t，t为环境温度℃，压力为1个大气压时的状态。

(2)烟气含氧量：6%(对应的空气过剩系数为1.4)或7%(对应的空气过剩系数为1.5)。

需要说明的是，在国际金融集团《火电厂—环境、健康与安全指南》中，对标态和含氧量的定义是：

标态：指烟气在温度为273K，压力为101325Pa时的状态。

含氧量：燃煤锅炉的含氧量为6%。

1.2 烟囱高度的确定

从目前接触的不同国家燃煤电厂项目来看，主要有以下几种确定烟囱高度的方法：

(1)绝大部分国家都是依据国际金融集团《环境、健康与安全通用指南》(2007年版)中给出的：国际性行业最佳做法，来初步确定烟囱的高度，计算公式如下：

式中：HG为烟囱高度，以烟囱基底为基准面的标高；H为附近构筑物的标高，以烟囱基底为基准面；L为附近构筑物的高度(h)或宽度(w)中的较小者。

“附近构筑物”指以烟囱为中心，5L为半径(半径最长800 m，含边界)区域内的构筑物。

(2)在设计文件中明确指出拟建项目烟囱应当至少为锅炉结构整体高度的2.5倍。

(3)对于燃煤火电厂，根据装机容量的大小直接给出烟囱的高度(国家标准)。

例如：在“孟加拉国家环境保护法规 工业项目气体排放标准 1997年”中对燃煤电厂烟囱高度的确定有明确规定，电厂烟囱高度限值见表2。

表2 电厂装机容量与烟囱高度限值

从表2中可以看到，大容量机组要求采用超高烟囱排放。据相关报道，目前国内已经有部分电厂已经采用与国外设计院联合设计的超高钢筋混凝土烟囱，国内设计院基本上还没有设计过超高钢筋混凝土烟囱，正处于研究之中。

在此需要说明：有少数国家对大容量的机组要求采取超高烟囱排放(HG≥240 m及以上)。通常会在设计文件中明确烟囱高度，其主要是针对无SO2排放限值要求。

(4)拟建项目周边有特殊的要求(如机场)，会明确指定烟囱高度。

需要指出的是，最终的烟囱高度需由环境影响评价来确定。如果业主提供了环评报告，则执行环评报告书中给定的高度。

1.3 烟气排放监测

在业主提供的设计文件中，都会提出需要安装在线连续烟气监测系统(CEMS)，该系统通常被要求安装在烟囱上，并对所需监测的参数以及监测数据传输有明确的要求。

(1)拟建项目的每台机组必须提供一套完整的烟气排放连续监测系统(CEMS)。该系统在投运前必须进行校验工作，达到监测要求后方可使用。

(2)CEMS系统应遵守电厂交付时间为止时的最新排放指令和法规中要求的所有参数的精确测量和提交监测报告。

(3)测量的参数通常包括：SOX、NOx、TSP、O2、CO、不透明度以及烟气流速、流量和温度等，这些参数应通过DCS系统显示和记录，并与地方环境监管部门联网。

2 废水处理

对于煤电厂而言，厂内所排放的废水主要包括如下两大类：

第一类：工业废水，主要包括锅炉补给水系统的酸碱废水、锅炉化学清洗废水、脱硫废水、煤场排水和输煤设施的清扫水、含油污水、冷却塔排污水、温排水等。

第二类：生活污水，主要包括生产车间、办公楼、食堂等处排放的污水。

需要说明的是，对于采用地表水或海滨的直流供水系统的项目，为防止温排水对受纳水域影响区内的水生生物造成有害的影响，应提出初步拟采取的措施。最终的影响分析和模拟计算还是应以项目的环评报告书为准。

在此需要特别强调，有关废水处理工艺、达标后的去向问题，在设计中尤其需要给予重点关注，并做到以下几点：

(1)认真仔细地对拟建项目国家废水排放标准中的指标限值(排入不同水体执行的标准限值不同)与拟建电厂设计文件中对废水排放有关指标限值的要求进行分析，建议参照国际金融公司的废水排放标准进行对比，因为大多数国家需要同时执行本国标准与国际金融公司标准，且取两者中较严的指标来控制。

重点需要关注：工业废水中的：pH、SS、油类、重金属等；生活污水中的：BOD5、COD等；直流循环冷却水温升：≤3℃。根据不同废水中的主要排放指标要求，配合工艺专业选择合理、经济、适用的处理工艺及设备。

(2)由于当前世界各国都十分重视水资源的利用，尤其关注建设项目所产生废水的回收利用，通常会在设计文件中对处理达标后的废(污)水的使用提出较具体要求，有些国家对地面冲洗污水甚至雨水也有要求，因此需要在设计中引起足够的重视，且不可出现漏项或未按要求进行设计。

如果没有提出较详细的要求，特别是在投标阶段，需要根据投标文件中对厂址周边水体条件的描述，包括河流、近海等，初步判断处理达标后的废水是全部回收还是部分外排。通常的做法是参照目前国内电厂的设计模式，即遵守“清污分流”、“一水多用”的设计原则，对不同的水质进行分类、集中处理。建议设置工业废水处理站，生活污水处理站，复用水系统等。处理达标后的废水排入复用水池中，再用于电厂的输煤系统冲洗补充用水，煤场除尘喷洒用水，干灰加湿用水，灰场喷洒用水，脱硫系统工艺用水补充水，厂区绿化用水，道路冲洗用水，主厂房杂用水等需要用水的场所。这样做的目的：一是向项目所在国推介中国在火电厂废水处理达标后全部回收利用或部分回收利用的成熟经验；二是给项目的后续设计创造较好的条件，如果在项目中标后仅需根据业主的要求进行部分较小的修改。

废水排放限值对比见表3。

表3 废水排放限值

3 噪声控制

本文主要讨论电厂运行期间所涉及到的设备噪声、厂界噪声问题。

3.1 近场噪声保证值

发电厂在运行阶段的噪音分为正常或间歇噪音。正常噪音的来源是汽轮发电机组、泵类、空气压缩机、风机类、冷却塔等。间歇性噪音的来源是安全阀门，高压排汽管道等。

发电厂发出的正常噪声级范围从80 dB(A)到110 dB (A)，间歇性噪声级范围从100 dB(A)到170 dB (A)。

电厂主要设备的噪声级见表4。

表4 电厂设备噪声限值

在国外电厂设计中，业主方特别注重对近场噪声(即设备、建筑物内)的控制要求，通常设计文件中都会提出非常具体的要求，其目的主要是保护运行和维护员工的生理和心理的健康，给他们提供舒适的工作环境。

根据国际标准化组织的ISO 3746－2010《声学－声压法测定声功率级和声音能量级－反射面上方近似自由场的工程法》要求，测量设备的等效连续A加权声压级是指：距离任何设备水平距离1 m，离地面1.5 m高，在车间设备连续运行工况期间运行/维护人员正常接触的区域的噪声水平不得超过85 dB(A)。

为满足£85 dB(A)要求，就需要考虑采取必要的降噪措施。

(1)在设备招标、采购过程中，严格按照设计文件中规定的设备噪声对制造厂家提出要求。

(2)当某些设备达不到要求时，需要向制造厂家提出采取隔声、吸声、消声等措施，如安装隔声罩、消声器等。

此外，在厂房及建筑物设计中，尽可能使工作间或值班室远离强噪声源，并采取集控室设门斗及双层玻璃隔音门窗，内墙采用吸音、隔音材料，屋顶采用吸音吊顶等措施，以满足设计文件的要求。

以下表5为项目常见噪声限值的要求，其限值指非稳态时电厂边界噪声最大瞬时水平不得超过95分贝(A)，但背景噪声和其他环境影响被排除在外。

表5 建筑物内以及厂界噪声限值

3.2 厂界噪声保证值

从接触的大多数项目来看，大部分国家都制定有自己的工业项目噪声排放标准，以电厂位于工业区为例，其标准限值(白天、夜间)普遍比国际金融公司标准中的工业区限值要宽松的多，因此通常在设计文件中要求参照国际金融公司标准，其排放控制取他们两者中的严者。但也有的项目会在设计文件中根据电厂周边的环境条件(非工业区)，提出具体的要求限值。此外，有的项目要求在设计文件中提供采取降噪措施后的噪声等值线图，或单独提供一份《降噪预测专题报告》文件供业主方参考。

厂界噪声排放限值对比见表6。拟建项目执行的排放限值为除启动、故障和所有其他非正常条件外，作为最低限度，在远离电厂围墙边(围墙外1 m，高1.5 m)的任何点上不得超过白天70分贝(A)，晚上65 dB(A)，不得超过背景声压级3 dB以上。

表6 厂界噪声限值 单位：dB(A)

对于厂界噪声的控制，在设计上应该做到以下几点：

(1)在工艺流程合理的前提下，总平面布置应充分考虑将主要噪声源进行集中布置，并将高噪声源尽量布置在远离噪声敏感点的区域。

(2)对于冷却塔首先应考虑将其布置在远离厂界围墙的地方，其次在对应的厂界设置隔吸声屏障(利用围墙在其上进行加高修建)。

(3)在厂区绿化设计中考虑好绿化带布置，充分利用植物的降噪作用，从总体上消减噪声对外界的影响。

4 结语

在国外火电厂设计中，对于环保设专业设计人员，首先要通盘阅读项目设计文件，其中重点关注厂址及周边环境(如气象、取排水、灰场、环境敏感点等)，烟气、废水和噪声排放标准，环保治理工艺系统等方面的描述内容，做到对项目设计有一个比较全面的了解。其次，在消化设计文件过程中，仔细分析业主提供的项目所在国火电厂环保排放标准，尤其要注意适用的条件，避免造成设计输入的错误。最后，在整个设计过程中，积极主动配合与环保相关的工艺专业，严格执行业主设计文件中对环保设施或设备提出的要求，以满足项目所在国环保排放要求，做到不漏、不缺项，给业主提供一份较完善的设计文件。