火电厂SO2污染排放控制方法探讨毕业论文.doc

论文火电厂SO2污染排放控制方法探讨申请人：张XX学科（专业）：热能与动力工程指导教师：XXX 2011年9月XXXX学院毕 业 设 计 (论 文) 任 务 书专业班级热能与动力工程层次本科姓名张X学号 123456789 一、毕业设计（论文）题目 火电厂SO2污染排放控制方法探讨二、毕业设计（论文）工作自2011年07月10日至2011年10月1日止三、毕业设计（论文）基本要求： 必须有高度的责任感，努力学习，刻苦钻研，独立思考，高质量地完成毕业设计任务。要虚心向指导教师学习，接受指导。要独立完成毕业设计任务，不得弄虚作假，不得抄袭别人，否则按不及格处理。遵守纪律，服从管理，严格遵守仪器设备的操作规程和规章制度，注意节约，保持工作环境的清洁整齐。 指导教师： XXX 网络教育学院毕业设计(论文)考核评议书指导教师评语：论文针对火电厂SO2污染排放控制方法进行探讨，提出电力工业可持续发展的SO2控制对策和环境经济政策建议。论文内容较为丰富，有一定的创新见解，论据较为充足，材料较为丰富，有一定的数据，行文比较流畅，层次分明。建议成绩： 良好 指导教师签名： XXX 年 月 日答辩小组意见：负责人签名 年 月 日答辩小组成员 毕业设计（论文）答辩委员会意见： 负责人签名： 年 月 日论文题目：火电厂SO2污染排放控制方法探讨学科（专业）：热能与动力工程申请人：张XX指导教师：XXX摘要电力工业是国家的基础工业，随着国民经济的发展，电力工业必将迅速发展。另一方面，火电工业是我国燃煤最多的行业，随着燃煤电厂的大量建设，它所面临的环境保护形势将更为严峻。面临这样的形势，人们迫切需要对火电工业SO2 排放的环境影响做出科学评估，正确认识和评估我国现行的环境经济政策，同时研究和借鉴国外的经验，提出电力工业可持续发展的SO2控制对策和环境经济政策建议。关 键 词：SO2、控制、政策论文类型：理论研究、研究报告 目 录1 绪论11.1 选题意义11.2 应用背景11.3 研究现状21.4 主要研究内容22 火力发电概况52.1 火力发电历程52.2 我国的电源结构53 火电SO2排放状况73.1 电力工业发展与SO2排放总量74 SO2控制现状94.1 国内现状94.2 国外现状95 SO2控制主要措施及影响115.1 SO2控制主要措施115.2 火电厂单筒烟囱存在的问题与建议115.2.1 湿法脱硫对烟囱的影响145.2.2 常规单筒烟囱脱硫改造后存在的问题155.2.3 单筒烟囱脱硫改造后的建议165.3 控制型政策在火电SO2 控制中的应用175.3.1 强化环境管理体系175.3.2 完善环保法规政策175.3.3 适宜的排放标准175.3.4 经济手段在SO2控制中的应用186 结果比较196.1 政策干预比较196.2 单筒烟囱改造比较197 结论与展望217.1 结论217.2 展望21致 谢23参考文献251 绪论1.1 选题意义理论意义：贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法，防治火电厂排放造成的污染，保护生活环境和生态环境，改善环境质量，促进火力发电行业的技术进步和可持续发展。实际意义：我国城市大气污染状况十分严重。2002年，在国家监测的343个城市中，达到或优于国家空气质量二级标准、达到三级标准和劣于三级标准的城市约各占13。SO2平均浓度未达到国家空气质量二级标准的城市约占22 ，其中，超过国家空气质量三级标准的城市约占8%；南方地区酸雨污染较重，酸雨控制区内90 以上的城市出现了酸雨。笔者所在的XX火电厂位于为湘黔交界处，地处XX省XX南州XX县XX镇XX村，西距XX县城约46km，东距岑巩新县城约8km。XX县东面与玉屏侗族自治县和湖南省新晃侗族自治县毗邻，南面与三穗县、剑河县为邻，西面与施秉县相连，北面与石阡县、岑巩县接壤。厂址西侧靠近320国道和正在建设中的玉三(上瑞)高速公路，玉三高速公路与320国道在厂址北面约0.8km处设有互通出入口；厂址北面约0.4km处为XX220kV变电站，东面和南面为山地。湘黔铁路从厂址西面约3.0km处经过，附近设有羊坪站和XX站。该项目符合国家西电东送、促进中部崛起的发展战略，可实现湘黔两省优势互补，促进少数民族地区经济发展；煤电联营、“水火打捆”，符合国家优化发展火电的要求。可见，随着社会经济的发展，这个火电厂SO2排放大户，必须要采取相应的控制措施才可以保护环境，适应现在的资源节约型社会的要求。1.2 应用背景 我国燃煤带来的大气污染，特别是SO2污染，造成了巨大的经济损失，严重影响了国民经济的发展和人民群众的正常生活。理论上任何方式都有好有坏，必须对其有充分的认识才可以取其长处克其短处。近几年,我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了很大的资源和环境代价。工业特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近70%的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等6大行业的增长加速，我国经济社会发展面临的资源约束矛盾和环境污染问题日益突出。伴随工业生产持续发展而产生的环境污染问题，引起政府高度重视。中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出，十一五期间单位国内生产总值能耗要降低20%左右，主要污染物排放总量要减少10%。为确保十一五期间节能减排目标的实现，近年来国务院又相继作出了一系列加强节能减排工作的决定，制定下发了一系列与节能减排相配套的政策措施。可以说，节能减排已经成为全党、全国的一项紧迫而重大的政治经济任务。1.3 研究现状 国内对燃煤电厂大气污染物控制现状显示，2007年，全国SO2排放较上年下降4.66，SO2排放得到有效控制。这也是近年来全国SO2排放总量首次出现下降。2007年，作为SO2排放重点的电力二氧化硫排放控制取得显著成效。环境保护部发布的信息表明，2007年电力二氧化硫年排放量同比下降9.1。在SO2治理方面，2007年，全国脱硫机组投运规模进一步加大。截至2007年底，全国已投运烟气脱硫机组总容量比上年增加约70；烟气脱硫机组容量占全国煤电机组总容量的50左右。与2000年相比，全国燃煤电厂烟气脱硫机组指容量增加了53倍以上。可见力度是很大的大，方法也是多种多样。国外对二氧化硫控制技术研究较早,大量工业化应用在7080年代，应用的技术种类包括湿法、干法、半干法，如石灰石/石灰-石膏法、海水法、氨法、镁法、NID法、GSA法、CFB法、RCFB法、LIFCA法等方法。其中石灰石/石灰-石膏法、海水法、CFB法、RCFB法比较成熟，占有脱硫市场的95%以上，是常用的主流技术。中国在20世纪90年代开始脱硫，在2002年开始大规模的开展工业化应用。国外的脱硫技术在中国都有应用，中国主要是引进技术进行消化和改进。经过几年的应用实践,中国的脱硫技术已经达到了国际先进水平。笔者所在的XX火电厂一期2600MW机组脱硫系统在2006年4月由福建龙净环保股份有限公司承接新建，2009年1月正式投入运行。该脱硫工程引进德国LEE技术，由福建龙净环保有限公司设计制造，采用石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺。脱硫剂为石灰石(CaCO3)与水配制的悬浮浆液。在吸收塔内烟气中的SO2与石灰石反应后生成亚硫酸钙，并就地强制氧化为石膏，石膏经二级脱水处理后外运。XX电厂脱硫装置采用一炉一塔系统配置，共两套脱硫系统，石灰石制浆和二级石膏脱水系统公用。全烟气脱硫效率为95。但正式投入运行以来，随着煤炭市场的紧张，燃煤品质发生了明显变化，含硫量大幅上升，平均含硫4%（收到基），脱硫系统入口的SO2浓度已经由原设计值的3995mg/Nm3(6%氧、干态、标态)增加至8626mg/Nm3(6%氧、干态、标态)。入口SO2浓度的大幅上升导致脱硫效率的下降、SO2排放浓度超标、氧化、石灰石供应以及石膏排放系统出力不足，系统难以连续稳定运行。1.4 主要研究内容 火电发展历程火电现状火电SO2排放及环境影响火力发电厂单筒烟囱脱硫后的腐蚀状况，分析现有单筒烟囱脱硫改造的优缺点，提出单筒烟囱改造的新思路，确保烟囱结构安全，保证电厂的安全运行。火电SO2 污染的控制政策与方法研究2 火力发电概况2.1 火力发电历程 1949 年我国的装机容量和发电量分别为185万kW和43亿kWh，居世界第25位和21 位，到1978年增加至5712万kW 和2566亿kWh，装机容量和发电量分别跃居世界第8位和第7位。至1987年装机容量达1亿kW，1988 年以来连续12 年每年新增大中型发电机组，装机容量在1000万kW以上。1995年全国发电装机容量突破2 亿kW，1999年底全国装机容量达2.99亿kW，发电量达12 331 亿kWh。自1996 年以来，我国发电装机容量和发电量一直位居世界第2位。2.2 我国的电源结构 虽然我国火电、水电装机容量每年都在增长，但是1985 年以后火电增长的速度明显加快，多在8%以上，最快的1988 年为13.9%。火电发电量增长与装机容量增长基本匹配。例如，笔者所在的XX电厂位于XX省XX南州XX县XX镇，毗邻湖南，旁有湘黔铁路、320国道、上瑞高速公路通过。电厂规划装机容量为4600MW，分两期建设。一期建设规模为2600MW，工程动态投资约45亿元。电厂主机设备分别为东方电机厂、东方汽机厂、东方锅炉厂生产供应，燃用XX六盘水地区的发耳矿区格木底片区的无烟煤和低挥发分贫煤，年需燃煤量约260万吨，来自XX省内，全部采用火车运输。电厂以点对网形式接入华中电网，两回500kV线路朝东北出线约110km，接入湖南湘西500kV开关站，一期电量主送湖南电网。2008年9月和2009年1月1、#2机组分别一次性通过168小时试运考核，机组投产后各项性能指标优良。该项目符合国家西电东送、促进中部崛起的发展战略，可实现湘黔两省优势互补，促进少数民族地区经济发展；煤电联营、“水火打捆”，符合国家优化发展火电的要求。2.2.1 煤电在电力发展中的地位 长期以来，我国一次能源结构中煤炭占主要地位，煤炭消耗量占一次能源总消耗量的75%左右，预计今后相当长的时期内，以煤炭为主要能源的格局不会改变。在煤炭消费总量中，2000 年50%以上煤炭用于发电，这一指标远远落后于世界上某些发达国家的水平（据统计，目前美国将90%的煤炭转换成电能，其它以煤炭为主要能源的发达国家煤转换成电能的比例一般在80%左右）。提高煤炭转换成电能的比例和电力在终端能源中的比例是一项长期而重要的任务。3 火电SO2排放状况3.1 电力工业发展与SO2排放总量 自改革开放以来，我国的电力工业得到迅速发展，特别是1988 年以来，每年新增发电机组容量都在1 000 万kW 以上，与此同时，由于我国的发电机组中以火电机组为主，因此，电力工业SO2 排放量也呈上升趋势。全国火电SO2排放量在各省分布的状况是，1995 年火电SO2 排放量在90 万t 以上的只有山东省，SO2 排放量在70 万90 万t 的省份有四川（含重庆）、江苏，SO2 排放量在50 万70 万t 的省份有河北、山西，上述五个省份中有四个省份（山东、四川、河北、山西）的SO2 排放总量也在前五位之列（参见图3.3）。火电SO2 排放前五位省份的排放量之和占全国火电SO2 排放量45%。其中江苏、四川是酸雨控制区。1999 年全国火电SO2 排放量已没有排放90 万t 以上的省份，排放70 万t 以上省份只有山东。仍位于全国火电SO2排放之首。3.1.1 火电SO2排放占全国份额 1995 年全国SO2 排放量达2370 万t，居世界首位。1995 年工业SO2 排放量（含乡镇企业）约为1 884 万t，全国火电SO2 排放量约为824 万t，分别占全国SO2 排放总量的79.5%、34.8%。基本情况见表1。表3-1 1995 年、1999 年SO2 排放状况表全国工业（含乡镇企业）火 电排放量（万t）排放量（万t）占全国（%）排放量（万t） 占全国（%） 占工业（%）1995 年2370188479.5824 34.8 43.71999 年1858146078.5810 43.6 55.04 SO2控制现状4.1 国内现状 1995年以来由于国家对SO2等主要污染物的排放实施总量控制和经济结构调整，污染物排放总量己有所减少。2002年全国SO2排放总量为1927万t，比1995年减少了443万t。据专家测算，我国大气中SO2浓度达到国家空气质量二级标准时的环境容量为1200万ta，2002年SO2的实际排放量超过环境容量的60%。SO2污染已使我国近13国土面积再现酸雨，成为世界三大酸雨区之一。我国燃煤带来的大气污染，特别是SO2污染，造成了巨大的经济损失，严重影响了国民经济的发展和人民群众的正常生活。笔者所在的XX电厂脱离工程实施后，将有效降低本工程烟气中SO2、粉尘及其它污染物的排放量，并达到国家环保标准电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003）的排放要求。4.2 国外现状 更换燃料或降低燃煤含硫量是减少SO2排放最简单可靠的办法。一般来说，燃烧天然气排放SO2 的量很少，几乎可以忽略不计，而在相同含硫量的情况下，燃油产生的SO2大约仅有燃煤的1/3，适当发展天然气发电机组和燃油发电机组对于降低电力SO2 排放是十分有利的。以英国等发达国家为例，分析国外控制SO2 排放的燃料对策。(1)英国燃料更换是英国控制 SO2 排放的最重要的对策。从19701994 年，英国经济虽然取得了很大的发展，但一次能源的消耗量变化很小，这主要是由于：不同一次能源的使用量发生了很大的变化，特别是天然气的用量大幅度升高，煤的用量大幅度下降；提高了能源利用效率(2)美国1990 年美国国会通过了对清洁大气法的再次修订。1990 年的清洁大气法修正案引入了酸雨控制计划，主要控制火电厂的SO2 排放，并提出了具体的减排目标。该法案鼓励电厂以各种方式减少大气污染，包括更换燃料或燃用低硫煤、安装烟气脱硫（FGD）装置、退役老机组，调整锅炉出力等措施，且可进行排污权交易获得额外排放份额。从实施结果来看，有52%的机组采取了更换燃料或燃用低硫煤的办法。由表可见，1995年同1985 年相比，SO2 削减的排放量有59%是通过这种办法实现的。通过对上面两个发达国家的控制SO2的措施分析，不难得出，他们都是通过：1、制定政策、更换燃料、安装FGD等措施使本国SO2得到很好的控制。5 SO2控制主要措施及影响2011年9月1日，国家电监会发布2010年度发电业务情况通报，其中指出，截至2010年年底，全国已投运烟气脱硫机组超过5.6亿千瓦，约占全国煤电机组容量86%。通报指出，在5.6亿千瓦总装机规模中，五大发电集团投运烟气脱硫机组共计3.4亿千瓦，约占全国已投运烟气脱硫机组容量的60.7%。据了解，五大发电集团燃煤机组占全国燃煤机组的57%。“十一五”期间全国新增燃煤机组脱硫装置逾5亿千瓦，占燃煤机组的比例较2005年提高72个百分点。而在全国已投运的烟气脱硫机组中，石灰石-石膏湿法仍是主要脱硫方法，占92%。其余脱硫方法中，海水法占3%，烟气循环流化床法占2%，氨法占2%，其他占1%。5.1 SO2控制主要措施火电脱硫是“十一五”期间火电行业节能减排的重中之重，脱硫装机占比近9成，表明“十一五”期间全国火电行业控制二氧化硫排放取得实质成效。本文主要探讨湿法脱硫后单筒烟囱存在的问题，另外简要探讨目前脱硫控制型政策。根据国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要的要求，在“十一五”期间，大批电厂进行了脱硫改造。石灰石湿法脱硫工艺具有适用的煤种范围广、脱硫效率高(脱硫效率大于90%)、吸收剂利用率高(可大于90%)、设备运转率高(可达90%以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的烟气脱硫工艺)、脱硫剂石灰石来源丰富且廉价等特点，在我国燃煤火电厂脱硫系统中得到了广泛的应用。笔者所在的XX电厂脱硫装置采用石灰石为脱硫剂，通过SO2吸收系统与烟气中的SO2等生成副产物亚硫酸钙，经吸收塔浆池就地氧化系统强制氧化并生成石膏晶体，通过两级脱水系统，制得含湿量小于10%（wt）的二水石膏。二水石膏可用于建材行业，达到废物治理、综合利用的目的。根据笔者长时期对XX电厂机组脱硫运行情况的数据收集统计，得出XX电厂脱硫装置产生石膏量：锅炉BMCR工况，设计煤种：112t/h 560000t/a5.2 火电厂单筒烟囱存在的问题与建议近阶段新建电厂多数都同步配备烟气脱硫系统，烟囱的结构形式已按照运行时的烟气工况进行合理选择（XX某新建电厂也是如此），大多采用钢套筒烟囱或其他型式的烟囱。而早期(2003年以前)建设的燃煤电厂大多数都没有配备有效的脱硫系统，其烟囱以普通的单筒钢筋混凝土烟囱为主，燃用高硫煤的火电厂，多数也是采用负压式单筒烟囱来解决其较为严重的烟气腐蚀问题。安装湿法脱硫设施之后，烟囱入口烟气的成份、温度、湿度与原设计相差较大，此工况对单筒烟囱结构安全性的影响在原设计中未曾考虑。所以在安装脱硫设施后，须定期对原有单筒烟囱结构进行检测，对其安全性进行鉴定和评估，保证脱硫改造后电厂的安全运行。笔者通过在XX火电厂脱硫系统建设、改造中的长期实践，收集整理了以下数据：表5-1 电厂主要设备参数设备名称参数名称单 位参 数锅炉型式亚临界，一次中间再热，自然循环汽包炉，平衡通风、固态排渣、“W”型燃煤锅炉最大连续蒸发量t/h2028过热器出口蒸汽压力Mpa17.45过热器出口蒸汽温度541除尘器型式及配置每炉两台双室五电场静电除尘器除尘效率99.74引风机型式及配置每炉两台静叶可调轴流式风机流量(BMC工况/TB工况)m3/s511.4/562.5风压(BMC工况/TB工况)Pa4320/5620出口烟温113烟囱高度m210（两炉公用）材质钢筋混凝土表5-2 电厂燃料项 目符 号单 位实际来煤平均值元素分析收到基全硫St，ar%4（按4.2%校核）工业分析收到基灰份Aar%25.52收到基水份Mt%8.4空气干燥基水份Mad%1.42干燥无灰基挥发份Vdaf%12.04收到基低位发热量Qnet，arkJ/kg22.05表5-3 电厂脱硫系统改造设计数据锅炉BMCR工况燃料消耗/计算耗煤量t/h260/253.5脱硫系统入口处烟气温度113脱硫系统烟道设计修正温度123最高烟温160脱硫系统入口SO2浓度(6%氧、干态、标态)mg/Nm38626脱硫系统入口处总烟气量(实际氧、干态、标态)Nm3/h2240133脱硫系统入口处总烟气量(实际氧、湿态、标态)Nm3/h2382030 脱硫系统入口处总烟气量(6%氧、干态、标态)Nm3/h2116092脱硫系统入口处总烟气量(6%氧、湿态、标态)Nm3/h2314746表5-4 电厂石灰石项 目单 位数 据CaOWt%50SiO2Wt%0.70/0.44Al2O3Wt%0.26/0.09Fe2O3Wt%0.14/0.09 Fwt-%0.025/0.018 Clwt-%0.016/0.012 重金属wt-% 其他(惰性物质)wt-% H2Owt-%0.01/0.02 Swt-%0.029/0.020脱硫用水水源及水质 本工程设备冷却水和真空泵用水采用电厂公用水系统，水质为循环水，最高设计水温33；工艺消耗水由开式循环冷却水系统引接，水质为循环水，最高设计水温45。水质为电厂循环水。脱硫副产品石膏的处置本脱硫工程的脱硫副产品石膏经二级脱水后进入石膏库,由电厂负责用汽车运出厂区。脱硫石膏部分送石膏制品厂外卖,也可送灰厂存放。废气排放烟囱经脱硫装置处理后的净烟气排放至电厂烟囱（两台锅炉合用），烟囟高度210m，出口直径8.5米，钢筋混凝土结构。表5-5 电厂废气排放指标 指 标 项 目烟气SO2含量mg/Nm3（干，6%O2）烟气尘含量mg/Nm3（ 湿，实O2）烟气总量Nm3/h(干，实O2)设计煤种设计煤种设计煤种处理前86261004480266处理后199304525416脱除总量t/h36.10.45/年脱除总量t/a1805312256/排放温度80排放高度m2105.2.1 湿法脱硫对烟囱的影响据了解，在电厂脱硫改造前，烟囱排放的是未经脱硫的烟气，进入烟囱的烟气温度在130左右，单筒烟囱也是基于此种工况条件下设计。1991-1998年，某电力设计院在有关单位的配合下对10个电厂的16 座普通单筒钢筋混凝土烟囱进行了调查，取得了大量的实际资料及相关数据，得出以下几个方面的结论：(1)烟气温度低于150，烟囱内部均存在不同程度腐蚀现象，主要与煤质含硫量有关。(2)烟气处于正压运行的烟囱，烟囱内部腐蚀较重，内衬及保温层密闭性效果较差的烟囱，钢筋混凝土外壁有不同程度的腐蚀现象。(3)由于沿烟囱高度方向烟气压力不同，筒身混凝土腐蚀沿烟囱高度方向则分布并不均匀，烟囱中上部腐蚀较为严重。(4)一般烟囱筒壁内表面都结露，保温层很潮湿。可以看出，脱硫前烟气对烟囱的腐蚀主要与煤质含硫量、内衬及保温层的密闭性、筒身局部正压等有关，我们可以通过降低煤质含硫量、增强内衬及保温层的密闭性、增大烟囱出口直径降低烟气流速、减小烟囱外表面坡度、减小内衬表面粗糙度、在烟囱顶部做烟气扩散装置等方法解决。在配备湿法脱硫系统后，烟气经过预处理、吸收、净化后，在吸收塔出口温度一般为4550(视烟气入口温度和湿度而定)，达到饱和含水量，产生如下的影响：实施烟气湿法脱硫后，烟气温度降低，重度增大，浮力减小，相应的上抽力减小，流速变慢，容易产生烟气聚集，使烟囱筒内部出现正压区，对内衬产生渗透压力，使有腐蚀性的烟气向内衬渗入，致使内衬腐蚀，进一步导致钢筋混凝土外筒壁的腐蚀，影响烟囱结构的耐久性，对烟囱的结构安全造成威胁。实施了烟气脱硫后，烟气脱硫对烟气中的二氧化硫脱除效率很高(一般脱除效率在95%以上)，但对烟气中的三氧化硫脱除效率较低(一般脱除效率在60%左右)。在低温状态下，这些少量的三氧化硫会和烟气中的水结合，在低温下析出形成稀硫酸，对裂纹中的钢筋形成腐蚀。由于稀硫酸会使混凝土膨胀，还会使裂纹进一步延伸，最终穿透烟囱筒壁。这种情况下，烟气就会不断渗透，不断腐蚀，最终造成烟囱整个断面的钢筋被切断，破坏烟囱的承载能力。烟气冷凝物中除含有硫酸和亚硫酸外，还含有少量氯化物和氟化物，这些物质的存在将大大提高烟气的腐蚀性。由于电厂的运行工况较复杂，烟囱内的烟气温度可能会在40到130之间变化，在锅炉事故状态下，烟囱内烟气的温度将达到180甚至更高。处于这种温度交变状态下的烟囱，容易在烟囱内衬上产生裂隙，加快内衬及外筒壁的腐蚀。可以看出，实施了烟气脱硫后，烟气对烟囱的腐蚀隐患并未消除;相反地，脱硫后的烟气环境(低温、高湿等)使腐蚀状况进一步加剧，脱硫系统下游的烟囱处于强腐蚀性烟气的环境中。5.2.2 常规单筒烟囱脱硫改造后存在的问题随着近些年脱硫设施的不断投运，对湿法脱硫后烟气腐蚀的严重性有了更多的认识，行业内基本上形成了共识：湿法脱硫后的烟气为强腐蚀性烟气，湿法脱硫改造后，需要对烟囱进行相应的改造，以保证烟囱主体结构的安全。湿法脱硫后，常规单筒烟囱改造的方法主要有：贴耐酸砖、刷玻璃鳞片、涂耐酸胶泥、刷防腐涂料等。这些方法是在清理原烟囱内衬表面后，在内衬上增加防腐层，以达到将强腐蚀性烟气与混凝土外筒隔绝的目的。这些改造方法工期快(通常在机组大修期间就可以完成)、投资省，在很多电厂改造中得到了应用。然而很多电厂的烟囱经过上述改造后，在实际运行过程中还是出现了耐酸砖脱落、涂层老化剥落、酸液渗透到烟囱外筒等现象，这些都严重影响烟囱的结构安全。XX某电厂一、二期烟囱在安装湿法脱硫设施后，对烟囱采取贴泡沫玻璃砖的方式处理，一年后发现二期烟囱外有酸液渗出，即对一、二期烟囱进行检测，发现二期烟囱混凝土腐蚀60mm，一期烟囱腐蚀更为严重，腐蚀148mm。可以看出，经过常规改造后的烟囱并不能保证烟囱结构的安全性，究其原因，是因为常规改后的造烟囱仍然是单筒烟囱。在温度交替变化的环境中，内衬材料由于胀缩、施工等原因，不可避免的会产生裂缝。处于正压环境中的强腐蚀性烟气，会沿着缝隙逐渐渗透到内衬内部，到达钢筋混凝土筒壁，遇到温度较低的混凝土筒壁后会迅速冷凝成酸液，聚集在内衬和钢筋混凝土外筒之间，腐蚀钢筋混凝土筒壁。部分烟气在低温高湿环境下，在烟囱内直接形成酸液，沿烟囱内衬流下，顺着裂缝，渗透到内衬和钢筋混凝土外筒之间，直接腐蚀钢筋混凝土筒壁。这些酸液，会在内衬和钢筋混凝土筒壁之间形成一个酸液聚集区，一方面腐蚀内衬，加快裂缝的发展，破坏隔离层，加快烟气和酸液渗入内衬与钢筋混凝土外筒之间的进度;另一方面酸液又与外筒混凝土作用，腐蚀外筒的混凝土及钢筋，对烟囱结构安全造成巨大的隐患。对于普通的单筒烟囱，一般采用C30混凝土，经常规改造后，如果材料、施工、运行管理等任何一个环节出现问题，就可能导致烟囱在短期(几个月)内遭到腐蚀破坏，直接影响到烟囱的结构安全，因此对湿法脱硫后的烟囱改造应该谨慎。5.2.3 单筒烟囱脱硫改造后的建议火力发电厂设备一般经济运行年限大约为25 年，设计使用年限一般为35 年，烟囱结构设计使用年限一般为50年。旧机组脱硫改造带来烟囱防腐改造问题，首先应明确改造后的机组还可能运行多少年，以此来决定烟囱的防腐标准和防腐设计寿命。对于还需要运行较长年限的烟囱，可以采用在单筒烟囱内增设一个钢排烟筒的方法，把承重外筒和排烟内筒分开，使外筒受力结构不与湿法脱硫后强腐蚀性烟气相接触，对脱硫后的烟囱进行根本性的改造，以保证烟囱混凝土外筒的结构安全。增设钢排烟筒后，钢排烟筒直径减小，阻力增大。如何消除烟囱出口直径减小后对环保、设备运行的不利影响，克服增大的阻力，保证系统锅炉及脱硫系统正常运行是一个关键点。环保的计算需要环保单位重新核算，烟囱直径减小后带来的阻力，可以通过单独增加引风机或增压风机压升，或者同时增加二者压升的方法来解决。根据环保及烟气系统的核算，选取合适的钢排烟筒的直径。湖北某电厂脱硫改造后，为彻底消除湿法脱硫后强腐蚀性烟气对烟囱安全性的威胁，采用增设钢排烟筒的方法，现已通过专家论证，进入实施阶段。对于还需要运行较短年限的烟囱，从经济性方面考虑，可以采用传统的防腐方法，但必须对烟囱常规改造的材料、施工、运行管理等进行严格的监督管理，对烟囱外筒进行定期的检测，确保湿法脱硫改造后烟囱的结构安全。5.3 控制型政策在火电SO2 控制中的应用 5.3.1 强化环境管理体系强化环境管理机构，使一些发达国家在 60 年代末污染严重的情况有了好转。日本大气中SO2 年平均含量1974 年比1968 年下降了39.4%，从而使SO2 污染问题基本得到解决。从国外的经验来看，解决环境问题必须强化环境管理体制。70 年代到80 年代我国环境污染较为严重，全国第二次环境保护工作会议之后，环境管理体制得到了加强，先后成立了国务院环境保护委员会和国家环境保护局。1998 年7 月国务院关于机构设置的通知，又决定设置国家环境保护总局（正部级），是国务院主管环境保护工作的直属机构。2001 年召开的全国环境保护工作会议指出，经过坚持不懈的努力，2000 年全年环保任务顺利完成，“九五”环保目标基本实现，环保工作有力地促进了改革开放和现代化建设。“十五”期间，全国环境保护工作要继续坚持以经济建设为中心，以改善环境质量、保护人民群众健康为根本，进一步健全适应社会主义市场经济的环境保护政策法规和管理体系，力争环境污染的状况有所减轻，生态环境恶化的趋势开始减缓，重点城市和地区环境质量得到改善，使全国环境保护工作上一个大台阶。5.3.2 完善环保法规政策 环境保护是我国一项基本国策，经过 20 多年的环境法制建设，我国的环保法规已形成了一套比较完整的体系，包括宪法、刑法、环境保护法、单项法、行业法规、部门规章、地方性法规和地方政府规章、环境标准、国际环保公约等。其中环境标准又可分为国家、行业、地方标准，及环境质量标准、污染物排放标准、基础标准和方法标准等。目前我国已有6 部环境法，10 多部与环境相关的资源、生态保护及能源法，几十个国务院的行政法规，数百项环境标准及地方性法规及标准。与火电SO2 控制密切相关的国家法律是1987年制定的中华人民共和国大气污染防治法，1995 年进行了修订，2000 年再次进行了修订。明确对火电厂进行大气污染物排放控制的国家标准是1991 年制定的GB132231991燃煤电厂大气污染物排放标准，1996 年进行了修订，并改为GB132231996火电厂大气污染物排放标准。对大气污染的控制、特别是对火电厂的SO2 控制也是一次比一次严格，目前此标准又将得到修订。5.3.3 适宜的排放标准 排放标准的制定必须充分考虑国家的经济水平和技术条件，如果标准太松，则达不到保护环境的目的；反之，如标准太严，不切合实际，大多数企业难以达标，标准得不到执行，同样也达不到保护环境的目的。因此制定与经济、技术水平相适应的排放标准非常重要，而且必须随着经济和技术水平的提高适时修订。5.3.4 经济手段在SO2控制中的应用世界各国环境经济政策经常采用的经济手段主要包括：罚款制度、税收手段、收费制度、明晰产权与建立市场、金融手段、财政手段、责任补偿、环境协议和押金退款制度等。罚款制度即规定污染物排放标准或排放量，如果企业超过排放标准或排放量则需交纳罚款，属于处罚性收费，这种制度是经济手段中的最简单最常用的一种，在经济发展的初期，在世界各国得到普遍采用，即使在经济发展达到很高水平的国家，仍然得到使用，只是处罚的力度更大，被处罚的对象大大减少。通过经济手段的高压政策，使各SO2排放大户有所警惕，必须采取各种措施，减少SO2排放，是现代经济社会中必不可少的一种政策。6 结果比较6.1 政策干预比较通过对各种控制SO2排放的政策的分析，得出：提高全民环保意识加强SO2 污染控制法规建设，才是控制整体SO2排放的根本措施。另外，全国各行各业都有控制 SO2 排放的义务和责任，不仅是电力系统要减少SO2排放。如美国从1975年到1987 年，SO2 排放总量下降了19%，从2560万t下降到2070万t，其中燃料燃烧产生的 SO2 仅下降了18%，而工业过程产生的SO2则下降了32%，下降了150万t。6.2 单筒烟囱改造比较湿法脱硫后的烟气为强腐蚀性烟气，湿法脱硫改造后，需要对烟囱进行相应的改造，以保证烟囱主体结构的安全。湿法脱硫后，常规单筒烟囱改造的方法性能和可行性比较好的主要有：贴耐酸砖、刷玻璃鳞片、涂耐酸胶泥、刷防腐涂料。7 结论与展望7.1 结论通过对我国SO2控制历史以及政策的探讨，得出：我国SO2 污染控制迫在眉睫，提高全民环保意识加强SO2 污染控制法规建设，对污染源的监测严格执法，制定合理的经济政策与法规。通过对SO2控制方法的探讨，得出：积极推行洁净煤燃烧技术是减少火电厂排放SO2的根本措施。其中最为有效合理的是湿式石灰石石膏洗涤技术，通过对湿法脱硫改造后单筒烟囱防腐的探讨，得出：湿法脱硫改造后，需要对烟囱进行相应的改造，以保证烟囱主体结构的安全。7.2 展望当前对现有电厂应主要立足更换燃料来减少SO2 排放是可取的，但是还需要一段很长的时间，该研究对今后的是有较大意义的。发达国家在控制SO2 污染初期，对现有企业主要是通过更换燃料来降低SO2 排放的，对老电厂实施烟气脱硫，大约经历了1020 年左右的时间，有的甚至更长。所以，今后我国SO2减排的关键还是在于更换燃料。致 谢本文感谢我的指导老师王XX老师，这篇论文是在王老师的的悉心指导与鼓励下完成的，王老师渊博的学识、严谨的治学态度、精益求精的工作作风和诲人不倦的高尚师德，都将深深地感染和激励着我。参考文献1 孙荣庆我国SO。污染现状与控制对策EJ3能源与环境，2003，25(7)：25 262 王小明，薛建明，颜俭，等国内外烟气脱硫技术的发展与现状 燃煤电厂烟气脱硫技术及经验专述之一EJ3电力环境保护，2000，16(1)：31E33 邓良伟，唐一，吴彦生物脱硫机理及其研究进展EJ3上海环境科学，1998，17(5)：35 394 张基伟国外燃煤电厂烟气脱硫技术综述口中国电力，1999，32(7)：615 杨彪火电厂脱硫技术简述EJ3云南电力技术，1999，27(1)：22 236 刘丽娜烟气循环流化床脱硫机理研究ED3保定：华北电力大学，20047 郭予超我国火电厂烟气脱硫现状及展望J华东电力，2001，29(9)：1 48 张大厚. 火力发电厂烟囱防腐存在的问题及建议.高科技与产业化，2009年第1期附件：毕业论文独创性声明本人声明，所呈交的毕业论文系在指导老师的指导下本人独立完成的研究成果。论文中依法引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，如果本论文有摘抄他人的研究成果，被他人追究责任，则本人负全部责任，与指导老师和学校无关。本人如违反上述声明，愿意承担以下责任和后果：1. 交回学校授予的毕业证书；2. 学校可以在相关媒体上对作者本人的行为进行通报；3. 本人按照学校规定的方式，对因不当取得证书给学校造成的名誉损害，进行公开道歉；4. 本人负责因论文成果不实产生的法律纠纷。论文作者签名： 日期： 年 月 日毕业论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅读、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用毕业论文或与论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安交通大学。论文作者签名： 日期： 年 月 日导 师 签 名： 日期： 年 月 日袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄