热力发电环境污染与耗水率预测模型分析

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1、第32卷第8期华电技术V01．32No．82010年8月HuadianTechnologyAug．2010热力发电环境污染与耗水率预测模型分析沈明忠，韩买良(中国华电工程(集团)有限公司，北京100035)摘要：介绍了火力发电厂主要污染的类别，在此基础上，论述了火力发电厂水耗和排污量的调查情况。分析了我国火力发电厂用水现状和节水潜力，建立了火力发电厂耗水率预测的数学模性。提出了节水改进措施和节水方案，以达到提高用水效率和减少废水排放之目的。关键词：环境污染；耗水率预测模型；水资源利用；节水技术中图分类号：x703文献标志码：A文章编号：1674～1951(2010J08—0064—

2、06O引言1火力发电厂主要污染类别当前我国转变经济发展方式已经刻不容缓，环在燃煤电厂的生产工艺环节中，煤炭的燃烧将境保护就是实现这个目标的重要手段之一。环境保向大气、水体和土壤中排放各种污染物质，对生态环护在转变经济发展方式、推动产业结构调整、实现科境造成一定影响，主要污染类别包括：大气污染物、学发展和可持续发展中起着基础性、导向性和关键水污染物、固体废弃物和噪声。火力发电厂污染类性作用。把环保产业和水资源的合理利用结合起来别及主要排放物见表1。作为战略性新兴产业来发展，不仅是改善环境质量、1．1气体污染及影响实现长远发展的重要抉择，而且是调整结构的现实燃煤电厂大气污染物排放来源于

3、锅炉，从烟囱任务。2010年开春，缺水与水安全相伴而生，占我高空排放，主要污染物是颗粒物、SO：，NO，CO和国总用水量63％左右的农田灌溉用水首先出现重CO，。而重金属、未燃烧的碳氢化合物、挥发性有机大危机，个别地区甚至面临无水可饮的绝境。与此化合物等物质的排放量较小。另外，烟气脱硝系统同时，水污染也在加剧，种种迹象警示我们必须正视中排放物液氨／氨气在运行过程中氨逃逸也会对大水资源危机和环境污染问题。气环境产生不良影响。表1火力发电厂污染类别及主要排放物注：大气(A)、水(w)、土壤(L)。(1)硫氧化物。硫氧化物排放主要是由于煤中极少部分被氧化为三氧化硫(SO)，三氧化硫被吸硫

4、的存在而产生。硫在煤炭中是以无机硫或有机硫附到颗粒物上，因此，S0会增加细粒子PM，。／PM：．的形式存在的，在燃烧过程中，绝大多数硫氧化物是的排放。以二氧化硫(SO)的形式产生并排放。JtL~'b，还有(2)氮氧化物。煤炭燃烧过程中排放的氮氧化物(NO)是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO：)的混收稿日期：2010一O7—23合物。NO主要包括热力型NO和燃料型NO，热第8期沈明忠，等：热力发电环境污染与耗水率预测模型分析．65．力型NO的形成与燃烧温度密切相关，燃料型NO1．3固体废弃物的形成主要取决于燃料中的含氨量。我国燃煤电厂燃煤电厂会产生各种固体废物和副产品。●_1煤炭中氨

5、的质量分数多在2．0％以下。(1)底灰和炉渣。底灰不可燃，沉降到锅炉底(3)颗粒物(烟尘)。烟尘排放与锅炉炉型、煤部并保持疏松灰的形式。若燃烧温度超过灰熔点，炭灰分及烟尘控制技术有关。由于燃煤电厂多为煤则以炉渣形式存在。粉炉，也有部分流化床锅炉，这些锅炉产生的飞灰量(2)飞灰。飞灰是随着烟气从锅炉排出的不可较大，因此，烟尘排放的初始浓度较高(大多在10—燃物质，飞灰经除尘设备去除并收集，同时在锅炉的30g／m之间)。电厂采用的四电场／五电场电除尘其他部位，如省煤器和空气预热器中收集。器、袋式除尘器和电一袋复合式除尘器的除尘效率(3)脱硫残渣和副产品。烟气脱硫设备会产生脱硫残渣和副产

6、品。如石灰石一石膏湿法脱硫装置较高，设计除尘效率一般在99．8％以上。会产生石膏副产品，干法脱硫系统会产生未反应的(4)重金属。重金属排放是由于煤炭中含有重吸收剂(如石灰、石灰石、碳酸钠、碳酸钙)、硫酸盐金属成分，大部分重金属(砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅、和飞灰的混合物残渣。硒、锌、钒)都以颗粒物的化合物形式(如氧化物)排(4)水处理污泥。在电厂补给水处理和废水处放。而煤中的重金属含量通常比石油和天然气燃料理中，会产生水处理污泥，在废水处理污泥中，由于中高几个数量级。含有重金属，故废水处理污泥属危险废物。(5)碳氧化物(一氧化碳、二氧化碳)。一氧化碳(5)SCR脱硝工艺催化剂。在S

7、CR脱硝工艺中(CO)是燃烧的中间产物，电厂运行中要尽量减少CO使用的催化剂由于在使用几年后会失效，需要定期的形成，因为CO含量的增加会带来热效率的损失和更换。这些催化剂中由于含有重金属，故该催化剂腐蚀风险的增加。燃煤电厂煤炭燃烧产生的主要碳也属危险废物。氧化物是二氧化碳(CO)，也是温室气体的主要来源之一。CO排放与燃料中的含碳量直接相关。2火力发电厂水耗和排污量调查1．2水污染及影响2000年以来，我国火力发电行业环保政策日趋燃煤电厂会向河流、湖泊及海洋环境排放废