火电厂环境污染现状和环保对策

电力工业作为我国重点基础工业,在近期取得了快速的发展, 其中火电在电力工业中占据主导地位。在环保方面,火电燃煤产生的二氧化硫、烟尘、灰水和大量的灰渣所造成环境污染问题,如不能得到有效控制,将得不偿失,必将制约电力工业自身的发展,影响国民经济的发展。
1、火电厂对环境的污染种类及其危害程度
       从环保方面讲,火力发电厂排放大量的废气、废水和废渣 ,给环境带来不利影响。火电厂给环境带来的问题可分为厂内环境问题、当地环境问题和地区环境问题。
1．1火电厂排烟对环境的污染及其危害
       锅炉的烟气通过高烟囱排入大气，主要污染物有烟尘、SOX、NOX和CO2等。
       (1)烟尘:指未被除尘器捕集下来的粉尘,其中，粒径小于10μm,称为飘尘（TSP），能长期飘浮于大气中,并作长距离传输,排放量视除尘效率而定。尘粒内部为铁/铝硅酸盐玻璃体,其表面沉积有硫酸盐,并富集多种微量金属元素和有机化合物,从而增加了烟尘的危害。
       (2)二氧化硫(SO2):煤中含有可燃硫,例如有机硫、黄铁矿硫,二者均可燃烧。一般情况下其燃烧生成物为SO2。在适当的温度范围内,有一定的过量氧及烟气中的金属氧化物(如V2O5)的催化作用下可生成SO3。它们溶解于水分别生成亚硫酸和硫酸,均有强烈的腐蚀作用,排入大气中,会腐蚀机器设备和建筑物,将二者统称为SOX。
       SOX会危害人体健康,引起支气管炎、哮喘病、肺心病,甚至死亡。此外,它还会使农作物减产或植被枯萎。
       我国大气污染属煤烟型污染,以尘和酸雨(降水PH值小于5.6)危害最大。我国酸雨已覆盖国土面积的40%,每年造成的设备腐蚀及工业、主要是农业减产的损失约达140多亿元。而SOX正是形成酸雨的主要原因。
       (3)氮氧化合物(NOX)氮有6种氧化物。氮存在于空气中,煤中通常亦含有少量氮,约为0.5%～2%。NOX是NO和NO2的统称。
       在燃烧过程中,燃料中所含的氮与氧化合生成的氮氧化合物NOX称为燃料型NOX。另外燃料在燃烧过程中送进炉膛内空气中所含的氮,在燃烧的高温条件下与足量的氧化合也会生成一部分NOX,称为高温型NOX。主要含NO,它在大气中会很快氧化成NO2,比NO的毒性大4～5倍。
       NO有较强的毒性,它在大气中的含量达4ppm时,5分钟内可致人死亡。NO2与大气中OH-离子反应形成亚硝酸和硝酸,毒性高,腐蚀性极强。它所形成的亚硝酸盐是致癌物,NO2可加速SO2向SO3转化,同时可与SO3形成“气溶胶”造成光化学烟雾,损害人的中枢神经系统,NOX的毒性及腐蚀性比SOX更强。
氮氧化合物的危害还在于它会破坏大气中臭氧层,从而使紫外线透过大气层辐射人体,使皮癌的发病率增高。NOX也是造成酸雨的元凶之一。
(4)碳氧化合物(CO2、CO)
       化石燃料燃烧后的主要生成物CO2,一直认为对环境无害的。植物的光合作用会吸收CO2,合成能量，释放氧气形成碳循环。近年来,由于过量燃烧化石燃料以及森林和植被的破坏,大气中CO2浓度上升。在最从而影响地表散热,形成温室效应，使大气温度不正常上升,CO2也被认为是温室气体,是有害的。此外碳的不完全燃烧产物CO是一种可致命的气体。
       粉尘及SOX、NOX、N2O、CO2和CO等由烟气带出,造成火电厂排放的地区环境污染。
1．2废渣的污染及其危害
       燃煤电厂要排放大量的灰渣,它由几部分组成。大部分是除尘器收集到的细微颗粒,称为粉煤灰,另一部分是锅炉燃烧室底部收集到的炉渣,二者由灰浆泵经压力除灰管道送往灰场。各种锅炉的煤灰渣主要含有氧化硅、氧化铝和氧化铁等成分,并含有微量元素如砷、镉、铝及硒等,大面积的灰会占去大片农田,同时因刮风等灰场的积灰扬起,发生二次污染。微量元素和放射性元素会引起人体中毒,甚至致癌。
1．3　废水污染及其危害
       火电厂排放的废水中含有酸碱、油脂、悬浮物、有机物、富营养物和微量元素等。
       废水的来源有化学废水、含有废水、冲灰水及生活污水等。酸碱使水体水质逐渐酸化或碱化,降低水体自净化能力; 含有废水使水体溶氧减少,导致鱼类死亡;冲灰水中的悬浮物主要是煤灰及不溶盐类,它们使水的浑浊度增高,沉积在水底淤塞水道;有机污染物造成水中溶氧减少,影响鱼类的生存。
2、燃煤电厂环境保护现状
       原电力部在大力发展电力工业的同时,对环境保护工作非常重视,专门制定了《火力发电厂环境影响报告书编制原则和内容深度规定》、《火力发电厂环境保护设计规定》等电力法规,从可行性研究、设计、施工到生产各个阶段都按环保的有关规定严格执行,可以说从根本上使环境污染得以有效的控制,并取得了明显成效。随着电力工业的发展,环境保护工作也同样在向着更好更高的目标努力。
2．1燃煤电厂环境保护设施及运行状况
       电厂环保设施应包括除尘、脱硫、脱硝设备,烟囱,灰场防飞灰、防渗设施,废水污水处理、回收系统,消声器,绿化设施,环境监测系统及环境监测站。这些设施必须与主体工程同时设计、同时施工,同时投产。“八五”期间及以后的新、扩建电厂,除脱硫、脱硝外的其他环保设施基本都齐全,环保设施占工程总投资10%以上,这足以表明电力工业在环境保护工作方面所做的努力是很大的。而在电力企业,主要环保设施的运作与机组基本是同步的,投入率达95%以上。

燃煤电厂在环保设施方面的大投入已在污染治理方面取得了明显成效,烟尘、废水、噪声等各项污染指标基本上符合国家规定排放标准。
2．2火电厂的环保组织机构和管理制度
       火电厂基本都成立了环保领导小组和环保监督网络,由行政第一责任人亲自领导,实行多级管理。另外,电厂还设有环保专职岗位,并成立了环境监测站,配备3-5名环保监督监测人员具体负责环保工作。电厂从保护环境的立场出发,大力加强环境管理,制定了一系列较为系统、完善的环境保护有关规章制度和考核管理办法,把环境保护工作纳入企业生产管理轨道。

环保人员在电力生产的全过程中对各类环保设施运行状况、排污状况、处理效率进行及时的监督检查、分析处理、确保污染物达标排放,同时,按《火电厂环境监测技术规范》、《火电行业环境监测管理规定》的要求,将分析测试数据及时上报有关部门:在对外工作中,积极协助配合地方环境保护部门对企业的排污核查、监督管理工作,主动缴纳排污费。起到了内外监督的双层作用,真正使电力企业环境保护工作落到实处。
2．3电厂环保工作中的问题
       一是含硫煤的燃烧造成二氧化硫污染严重,而脱硫技术、设备和资金都跟不上,在酸雨与二氧化硫控制区已是迫在眉睫的问题。二是燃煤产生的灰渣处置问题。三是污水处理系统的作用并不显著,水资源浪费较大。含油、酸、碱、悬浮物废水的产生是不定期的、间断的,而且量小,致使部分污水处理设施时开时停,效率低下,没有充分发挥环保设施的作用。四是环境管理体制不够完善,环保组织机构没有充分发挥其职能。由于环保工作涉及专业面广,贯穿于电力生产从进煤到排污的全过程,并且普遍存在人员少、工作量大的问题,大大影响了环保工作的力度与效率。
3、燃煤电厂环境保护工作的措施与对策
3．1更新观念　迎接新挑战
       “高消耗追求高速度”和“先污染后治理”的传统发展模式已不再适应新的环境保护要求,在新的形势下,要坚决贯彻我国“预防为主,防治结合”的方针,改变过去的以牺牲环境为代价的经济发展。对资源与环境要有新的认识,环境也是一种资源,是有价的,有限的。要节约资源,提高资源的利用效率。要改以往的“末端治理”为“源头治理”,从源头抓起,从根本上减少环境污染。随着环保产业的不断发展,我国环保政策由“谁污染谁治理”向“谁污染谁付费”的市场化转变,标志着我国环境保护正逐步走向社会化、市场化、集约化、专业化的轨道。企业要敢于走向社会,迈向市场,寻找合作伙伴,共同治理污染。
3．2重点解决二氧化硫的排放污染问题
       我国二氧化硫污染特别严重,年均降水ｐＨ≤5.6的区域已占全国面积的40%,而且呈逐年加重的趋势。我国政府高度重视二氧化硫的污染治理工作,1996年全国人大批准的《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》以及《国务院关于环境保护若干问题的决定》中,都明确提出要治理两控区的酸雨和二氧化硫[1]。我国政府已下定决心要加大力度尽快治理酸雨和二氧化硫污染,燃煤电厂是二氧化硫污染大户,要尽快解决二氧化硫污染问题,可从以下两个方面采取措施:第一,源头治理,燃用低硫煤，严格控制高硫煤的使用,对含硫较高的燃煤可先进行洗选,适当降低二氧化硫排放量。高硫煤对二氧化硫污染比重是很大的,必须从源头加以严格控制。第二,末端治理,即烟气脱硫。我国在烟气脱硫方面已有些较为成熟的技术已在一些电厂得到应用，多为石灰石——石膏法。不论源头或末端脱硫,其设备费用和运行费用都很高,因此,电厂可尝试采用一些正在逐步推广的高新脱硫技术。
3．3低 NOX 煤粉燃烧技术
       在锅炉燃烧过程中 ,主要通过两种形式生成NOX,即高温型 NOX 和燃料型 NOX。高温型 NOX是空气中的氮在高温下氧化产生的 ,炉膛温度高于 1 50 0℃时才生成大量的 NOX。固态排渣煤粉炉炉膛温度一般低于 1 50 0℃ ,煤粉燃烧产生的NOX 中高温型 NOX 所占份额不大 ,一般情况下 , 高温型 NOX 只占 NOX 总生成量的 1 0 %～ 2 0 %,其余 80 %～ 90 %为燃料型 NOX,所以主要是减少燃料型 NOX 的排放问题。
       为了控制煤粉燃烧过程中 NOX 的生成量 ,根据 NOX 产生的机理 ,锅炉燃烧技术中一般采用如下原则降低 NOX 的生成量 :
       (1 )降低过量空气系数 ,降低氧浓度 ,使煤粉在缺氧的条件下燃烧。
       (2 )降低燃烧温度 ,防止产生局部高温区域 ,减少高温型 NOX 的生成量。
       (3 )缩短烟气在高温区的停留时间。
       (4)采用低 NOX 燃烧器。
       显然 ,上述多数原则都和煤粉炉降低飞灰可燃物含量、提高锅炉效率的原则相矛盾 ,因此 ,我们在锅炉设计和运行时 ,必须综合考虑煤粉炉的安全、经济性 ,力求采用最合理的方案。
3．4多途径粉煤灰开发利用
       从环保角度、资源角度、经济角度,都要求不断扩大粉煤灰利用面 ,提高利用率。开发利用粉煤灰,不但减少灰渣占用耕地,延长灰库的使用年限,节能节电;而且,粉煤灰作为一种资源可以产生可观的经济效益。我国还为鼓励开发利用粉煤灰出台了关于废物利用减免利税的优惠政策,可谓前景广阔。
3．5　防治废水污染
       提倡灰水闭路循环使用,节约用水,减少排污;加强治理,使灰水达标排放;采用气力除灰, 加强干灰利用,同时又可消除灰水污染。
       由于含油、酸、碱、悬浮物等污染物工业废水的产生都是间断性,水量也不大,可考虑采用先集中后处理方式,可提高处理效率,降低运行成本。对于生活污水,有条件的可以送城市生活污水处理厂集中处理更为经济合理。同时要加强综合防治工作,寻求采用中水道工程技术,尽可能多次重复利用水资源,节水节能,减少污染。
3．6强化管理,加强宣传,提高环保素质
       首先应严格按操作规程办事,避免发生环境污染事故或污染纠纷。其次要加强环境管理力度,充分发挥环保机构、环保网络的监督职能,提高环保设施的投运率和处理效率,减少污染。第三要加强宣传教育工作,提高全体职工的环保素质。
4、结论
       总之,燃煤电厂的环境保护现状不容乐观,环境污染的治理还有很长的一段路要走，我们要树立新的环境观念，加强管理和监督，保护环境，治理污染，才会走上一条健康的可持续发展之路，任何以牺牲环境为代价的发展都是得不偿失的。