清洁生产是火力发电工业可持续发展的必然选择

清洁生产是火力发电工业可持续发展的必然选择清洁生产是火力发电工业可持续发展的必然选择 田春雷田春雷 摘摘 要要 火力发电工业要实现可持续发展 必须实施清洁生产 将清洁生产的思想和理念运用到火电生产中去 也就是以最小的环 境影响和资源能源利用 按最佳的管理模式达到最优化的经济增长 水平 最终实现经济的可持续发展目标 为此 对燃煤发电厂如何 开展清洁生产 提出实施技术与途径 从而取得更好的社会效益和 经济效益 促进人类社会文明发展 关键词关键词 清洁生产 火力发电 可持续发展 我国以煤为主的一次能源结构决定了发电工业以火电为主的发 展格局 因此电力工业能否实现可持续发展 关键取决于火力发电 能否实现可持续发展 实现火力发电工业自身的可持续发展成为中 国电力工业可持续发展的必然要求 清洁生产是实施可持续发展战 略的最佳模式 是实现经济效益 社会效益与环境效益相统一的 21 世纪工业生产的基本模式 电力的稳定持续发展对经济发展和社会进步起着重要的作用 但 目前 清洁生产的工作在以火力发电为主的广东省电力行业中还未 开展 人们对清洁生产的概念 意义 工作程序以及给企业可能带 来的利益还不太了解 在思想上和观念上对清洁生产有些模糊 为 此 对如何在火电行业开展清洁生产 如何实施清洁生产 提出了 一些观点和方法 以供借鉴 1 1 清洁生产的概念清洁生产的概念 清洁生产是一种新的创造性思想 该思想将整体预防的环境战 略持续应用于生产过程 产品服务中 以增加生态效率 减少人类 及环境的风险 对生产过程而言 要求节约原材料和能源 淘汰有 毒的原材料 降减所有废物的毒性和数量 对产品而言 要求减少 从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响 对服务而 言 要求将环境因数纳入设计和所提供的服务中 清洁生产是一种 全新的环境保护战略 是从单纯依靠末端治理逐步转向过程控制的 一种转变 清洁生产从生态 经济两大系统的整体优化出发 借助 各种相关理论和技术 将生产技术 生产过程 经营管理及产品等 方面与物流 能流 信息流等要素有机结合起来并优化运行方式 从而实现以最小的环境影响和资源利用 按最佳的管理模式 达到 最优化的经济增长水平 最终实现经济的可持续发展的目的 将清洁生产的思想和理念运用在火电生产中 那么在原材料选 用上应优先考虑使用清洁能源 燃煤采用清洁利用的方法 在发电 过程中通过改进技术工艺 设备和优化过程控制 以减少粉尘 二 氧化硫 氮氧化物 噪声 废水 灰渣等污染物的产生 通过废水 回收处理和再循环利用技术 减少废水排放对环境的影响 通过干 排灰 干排渣技术 提高灰渣的综合利用水平 通过变压器经济运 行等技术 减少发电设备的电能损耗 2 2 清洁生产的开展清洁生产的开展 清洁生产的基本要求是 从我做起 从现在做起 每个企业 都存在着许多清洁生产的机会 只是以前忽略了或是发现了但并没 有去做 企业进行清洁生产可从以下几方面来完成 2 12 1 进行企业清洁生产审计进行企业清洁生产审计 企业清洁生产审计是对企业现在的和计划进行的工业生产实行 预防污染的分析和评估 是企业实行清洁生产的重要前提 是推行 企业清洁生产的关键和核心 通过清洁生产审计 对企业生产全过 程的重点 或优先 环节 工序产生的污染物进行定量监测 找出高 物耗 高能耗 高污染的原因 然后有的放矢地提出对策 制定方 案 提高资源利用率 减少或防止污染物的产生 清洁生产审计的 总体思路是判明废弃物产生部位 分析废弃物产生原因 提出方案 减少或消除废弃物 整个审计过程可分解为具有可操作性的 7 个步 骤 筹划和组织 预评价 评价 方案产生和筛选 可行性分析 方案实施 持续清洁生产 2 22 2 开发长期的企业清洁生产战略计划开发长期的企业清洁生产战略计划 清洁生产是一个动态的 相对的概念 是一个连续的过程 为 巩固已取得的清洁生产成果 使清洁生产工作持续开展下去 企业 必须制定一个清洁生产战略计划 具体内容包括 a 建立清洁生产机构 由稳定的工作人员来组织和协调清洁生 产工作 b 建立和完善清洁生产管理制度 把审计成果纳入企业的日常 管理 建立和完善清洁生产激励机制 保证稳定的清洁生产资金来 源 c 根据审计中发现的问题 研究与开发新的清洁生产技术 清洁生产是火力发电工业可持续发展的必然选择 2 32 3 对职工进行清洁生产的教育和培训对职工进行清洁生产的教育和培训 广泛开展宣传教育活动 使清洁生产受到企业内各部门和广大 职工的支持 尤其是现场操作工人的积极参与 加强员工的技术和 环保意识 是保证清洁生产工作顺利进行和取得更大成效的必要条 件 2 42 4 清洁生产的实施清洁生产的实施 a 已建成且效益欠佳 污染严重的企业 要大力推行清洁生产 审计 重点是培养企业清洁生产意识 帮助企业发现和实施低费或 无费方案 在发现和实施低费或无费方案的过程中 削减污染物 产生经济效益 为这种类型的企业在加强管理 积累资金 提高资 源利用率 减少污染物排放等方面的进一步发展奠定基础 b 中国是发展中国家 发展是硬道理 必须在发展中解决环境 问题 对于新建 改建 扩建和效益较好的已建企业 在满足环境 标准的要求下 结合现行的环境管理制度 采用中档费用或高档费 用清洁生产审计方案 鼓励企业开展清洁生产 具体实施过程中 从污染物源削减角度推动企业的产品升级 产品和技术科技含量的 提升工作 3 3 火电厂污染物分析火电厂污染物分析 火力发电厂在建设过程中和建成投产后 对自然环境造成的影 响 主要有大气污染 水污染 灰渣污染及噪声污染等 a 大气污染物 大气污染物主要包括烟尘 氮氧化物 二氧化硫等 b 水污染 火电厂的水污染源主要是冲灰渣的排水 冷却水排水 化学水 处理的废水 脱硫装置排水 锅炉酸洗废水 含油污水 煤场排水 及生活污水等 这些废水中含有多种有害物质 会对电厂周围一定 范围的水源造成污染 导致水质恶化 甚至会破坏生态环境 此外 开式系统的废热由冷却水带出排放 这种温排水也会对水体产生热 污染 c 灰渣污染 燃煤电厂排出的灰渣 一小部分随烟气从烟囱排往大气 大部 分是从除尘器和锅炉底部排出 灰渣对环境最大的影响是其含有多 种有害元素 会通过渗透污染地下水 此外 大量的灰渣不仅占用 大面积的土地 而且随风飞扬 污染大气和水源 d 噪声污染 火电厂的噪声主要来自锅炉排汽的高频噪声 磨煤机 风机 泵 汽轮发电机等运行时的空气动力噪声和机械振动噪声 各种管 道中的汽 水 烟 风流动噪声 电工设备的低频电磁噪声 施工 作业噪声等 噪声不仅有损人的身心健康 而且损坏机器设备和建 筑物 4 4 实施清洁生产的技术和途径实施清洁生产的技术和途径 针对污染物产生部位及产生原因 下面从燃料选择及净化处理 生产过程 污染物回用或综合利用 产品等方面论述提高资源利用 率 减少或消除污染物 实现清洁生产的技术和途径 4 14 1 燃料的选择和净化处理燃料的选择和净化处理 为减少粉尘 灰渣及 SO2的产生 要尽可能选用灰分和硫分含 量低的煤或者对原煤进行洗选处理 a 煤炭洗选 煤炭洗选是通过各种方法 包括物理 化学和生物三种方式 把 原煤中的矿物质去除 并加工成不同用途的煤炭产品的煤炭加工技 术 通过洗煤 可提高煤炭质量 降低煤中的含硫量 含灰量 减 少无效运输 降低锅炉磨损 提高燃烧效率 目前较实用的是物理 洗煤技术 常规的物理洗煤可脱除煤中 60 的灰分和 30 60 的 硫分 b 动力配煤 动力配煤是根据用户对煤质的要求 将若干种不同种类 不同 性质的煤按一定比例掺配加工 成为满足用户要求 性能达到最佳 的新 煤种 动力配煤是提高和稳定性质 保证燃煤特性与锅炉 设计参数匹配 缓解燃煤造成的环境污染的经济实用技术 c 水煤浆 水煤浆是由 70 左右的低灰低硫煤 30 左右的水和 1 左右 的化学添加剂经过一定的加工制成的新型煤基流体洁净燃料 具有 流动性好 运输方便 雾化燃烧效率高 二氧化硫污染物排放低等 特点 该技术在美国 俄罗斯 日本 法国得到商业化应用 d 工业型煤 型煤是用一种或数种煤粉与一定比例固硫剂 或粘结剂 加压成 型的煤炭产品 工业型煤分气化工业型煤和工业锅炉型煤 燃用工 业型煤 能显著提高热效率 减少污染物排放 并有较好的节能效 果 4 24 2 燃烧技术燃烧技术 通过改善锅炉的燃烧工况或采用先进的锅炉燃烧技术来提高燃 煤发电效率 控制污染物的产生 改善锅炉的燃烧工况是一种经济 有效的控制 NOx排放的基本方法 目前已被广泛使用 具体方法包 括降低过量空气系数 烟气再循环 采用低 NOx燃烧器及分级燃烧 等 目前国际上先进的发电技术有超临界 超超临界 机组 整体煤 气化联合循环发电 加压循环流化床和循环流化床等 流化床燃烧 FBC 是一种广泛应用的 不同于常规锅炉的燃烧技术 以此为基础 的燃烧技术有多种 它们的特点是煤粒与石灰石同时燃烧 在燃烧 同时完成脱硫 无需另设脱硫设备 此外 由于采用低温燃烧 可 以同时抑制 NOx的生产 4 34 3 烟气净化技术烟气净化技术 烟气净化技术指除去煤炭燃烧后烟气中有害气体和成分 二氧化 硫 氮氧化物 烟尘等 的各种净化技术 包括烟气脱硫 烟气脱硝 和烟气除尘 根据吸收剂和副产物的形态 烟气脱硫技术分为湿法 半干法和干法 湿法包括湿式石灰石 石膏法 氧化镁法 石灰双碱 法 半干法有喷雾干燥法 干法包括炉内喷钙法 活性炭法及电子 束法等 其中以湿式石灰石 石膏法技术上最为成熟 脱硫效率高 达 90 以上 此外 活性炭法和电子束法在脱硫的同时还可脱硝 属同时脱硫脱硝的方法 烟气脱硝技术主要有两种 即选择性催化还原 SCR 法和选择非 催化还原法 SNCR 目前 这两种技术都已达到商业应用水平 只 是前者成本高 脱硝率较高 60 90 而后者成本低 脱硝率 也较低 30 60 烟气除尘技术包括电除尘 布袋除尘 湿式除尘等多种 电除 尘器和布袋除尘器的除尘效率较高 可达 96 以上 湿式除尘器的 除尘效率较低 4 44 4 水污染控制措施水污染控制措施 利用物理或化学方法除去废水中的有害杂质后排放或者利用废 水的零排放技术对废水进行循环再用 达到无排放或少排放 后者 尤其适用于缺水地区 电厂排出的废水一般都采取分类收集 分别 处理的方法 根据各种废水的特点 采取对应的措施 如除油 中 和 凝聚 沉淀 软化及除盐处理等 对于零排放电厂 循环使用 后的浓缩废液要进一步处理 最常用的方法是用蒸发池和用机械蒸 发 4 54 5 灰渣治理和综合利用 灰渣治理和综合利用 除用前述方法限制灰渣的产生 并对已产生的灰渣加强管理外 还 应开发粉煤灰综合利用技术 目前粉煤灰主要用于筑路和生产建材 还可从粉煤灰中回收金属 4 64 6 变压器经济运行节电技术变压器经济运行节电技术 变压器经济运行是在确保变压器安全运行及满足供电量和保证 供电质量的基础上 充分利用现有设备 通过择优选取变压器最佳 运行方式 负载调整的优化 变压器运行位置的最佳组合以及改善 变压器运行条件等技术措施 从而最大限度地降低变压器的电能损 失和提高其电源侧的功率因数 所以变压器经济运行的实质就是变 压器的节电运行 该项节电技术不用投资