電力工業是關系國計民生的重要基礎產業和公用事業。安全、穩定和充足的電力供應，是國民經濟健康穩定持續快速發展的重要前提條件。在中國，目前火力發電仍然是電力發展的主力軍，火電機組裝機容量約占全國發電設備裝機總量的四分之三。但是，火力發電在以低成本的方式解決國家電力緊缺問題的同時，其對環境的污染也是最為人詬病之處。

利用煤、石油和天然氣等燃料所含能量發電的方式統稱為火力發電。按發電方式，火力發電分為燃煤汽輪機發電、燃油汽輪機發電、燃氣-蒸汽聯合循環發電和內燃機發電。中國擁有大量的煤炭資源儲備，因此目前中國火力發電主要采用燃煤發電技術。

燃煤發電污染環境三宗罪

燃煤發電對環境的污染問題到底有多嚴重？燃煤發電究竟會產生哪些污染？

福建廈門嵩嶼電廠總經理助理張文平介紹:“在燃煤發電系統生產電能的全過程中，如果不加控制，會產生煙氣、粉塵、灰渣、廢水、廢液以及設備噪聲等各種污染源，容易引起煙氣污染、粉塵污染、水污染等環境污染。”

據了解，燃煤發電機組排出的煙氣中主要污染成分包括二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）和氮氧化物等氣體。其中，二氧化硫對環境造成的直接后果是在大氣中形成酸雨。由于中國燃煤電廠數量眾多，目前中國的酸雨帶呈急劇蔓延之勢，成為繼歐洲、北美之后世界第三大酸雨區。二氧化碳是導致全球變暖的直接罪魁禍首。氮氧化物容易形成光化學煙霧，對人和動植物的損害非常大。1952年美國洛杉磯因為氮氧化物引發光化學煙霧事件，當時致使大批居民發生眼睛紅腫、喉痛咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴重者心肺功能衰竭，有400余名65歲以上老人因此死亡。

燃煤電廠排放出的粉塵主要包括輸煤系統中的煤塵、鍋爐及灰渣系統中的煤塵和灰塵、濕法及干法脫硫系統中的粉塵等。這些游離在空氣中的粉塵的分散度越高（即粉塵粒直徑越小），其在空氣中的穩定性越高，在空氣中懸浮時間越長，人們吸入的機會越多，對人體的危害就越大。

燃煤電廠排放的工業廢水是另一個重要的污染源，其排放的廢水主要有沖灰(渣)水、化學廢水、油污水、煤場排水、地面沖洗水等，如果不進行回收或處理直接進行排放，可造成土壤和地下水的污染，會大大降低水體的自凈能力，同時這些工業廢水可通過植物吸收，在植物體內轉化，對人、畜危害巨大。

因此，治理煙氣、粉塵和水污染，已成為燃煤發電企業必須跨越的三道“環保”坎！如何治理這些污染，是擺在所有燃煤發電企業面前的巨大挑戰。

治理污染IT擔綱

隨著國家開始重視環境保護，各級政府將治理燃煤發電企業對環境的污染問題擺在了議事日程上，出臺了各種相關的污染物排放標準，并投入巨資用于治理。

針對燃煤發電企業，國家制定了相應的大氣污染物排放標準: 對二氧化硫排放的指標限制在100mg/Nm3以下; 對粉塵的最高容許排放質量濃度為10 mg／Nm3。

面對國家標準，各燃煤發電企業也認識到環境保護的重要性，并表現出積極的態度。從2007年開始，紛紛投入巨資用于設備的改造，并不斷引進和開發各種新的技術與設備，以求達到國家制定的環保標準要求。

張文平向記者介紹，粉塵污染和水污染屬于發電企業中的老問題，目前幾乎所有的燃煤發電廠都已經具備處理粉塵污染和水污染的能力。而煙氣排放導致的二氧化硫污染和氮氧化物污染，則屬于目前環境治理中的新問題，也是需要注意的工作。根據國家要求，目前新建燃煤電廠必須同步安裝脫硫設施。擴建工程必須 “以老帶新”，即在新建機組安裝脫硫設施的同時，對原有機組實施脫硫改造。而其他老電廠則必須限期進行脫硫改造。

福建廈門嵩嶼電廠投產于1995年，2004年開始進行二期工程擴建，目前有4臺30萬千瓦燃煤火電機組。為了響應國家節能減排的號召，電廠投入了7.6億元巨資進行脫硫、脫硝、電除塵改造、全封閉煤罐建設等環保治理，實現了“增產減污”，主要污染物的排放達到了國家標準和總量控制要求，二氧化硫、氮氧化物、煙塵等主要污染物排放濃度比國家標準控制值還降低50%以上。

“嵩嶼電廠所采用的脫硝技術，采用了今年國家新提出來的技術要求。雖然這項技術并不是強制性的要求，但嵩嶼電廠認為這是為環保做的一個新貢獻，因此毫不猶豫地上馬了‘脫硝’項目。”張文平說: “下一步，燃煤電廠還必須面對二氧化碳排放對大氣的污染問題，這是全世界共同面臨的一個重大挑戰，二氧化碳捕獲和填埋技術將在應對這一挑戰中扮演重要角色，各國政府也正在制定相應的政策法規來推動相關技術的應用推廣”。

天津北疆發電廠是一個正在建設中的項目，是天津濱海新區開工建設的十大重點項目之一，總投資達260億元。它采用了當今世界上最先進的高參數、大容量、高效率、低污染的“超臨界發電技術”，這也是該項技術在中國的首次使用。

據北疆電廠環保工程師楊鎖印介紹，北疆發電廠是國家循環經濟試點項目，采用了“發電—海水淡化—濃海水制鹽—土地節約整理—廢棄物資源化再利用 ”的循環經濟模式，規劃建設4×100萬千瓦燃煤發電超臨界機組和40萬噸/日海水淡化裝置，電廠所有的水源均取自海水。除了采用高效脫硫、除塵設施對煙氣進行治理外，對于電廠及海水淡化產生的濃海水進行綜合利用，就近排入電廠附近的漢沽鹽場進行制鹽，在提高鹽產量的同時，節省了大量的土地面積，并且實現了電廠廢水的零排放。對電廠產生的廢渣及脫硫石膏，則進行進一步的開發及加工，用于生產天津濱海新區緊缺的建筑材料。

據了解，多項節能環保的新技術在北疆電廠大范圍使用，如海水淡化裝置采用當前世界上先進的低溫多效海水淡化技術，控制系統采用國內技術領先的DCS分散控制技術，制鹽在國內開創了采用電廠及海水淡化排放濃鹽水進行制鹽的先河，讓企業直接達到了國際環保要求。

張文平和楊鎖印都認為，在電廠的節能減排工作中，IT技術發揮了出色的控制和監測功能，不僅可以有效地控制電力的生產流程，還可以極大地提高可節能減排的效率。同時通過有效的數據采集，為環境監管部門提供有效的決策依據。

特別是電力企業中普遍采用的離散控制系統DCS，所謂DCS就是以微型計算機為基礎，融匯計算機技術、數據通信技術、CRT屏幕顯示技術和自動控制技術為一體的計算機控制系統。它對電力的生產過程進行集中管理和分散控制，分布于生產過程中的各種以微處理器為核心的過程控制站，分別對各部分工藝流程進行控制，同時通過數據通信系統與中央控制室的各監控操作站聯網，因此也被稱為集散控制系統(TDCS)。操作人員只要通過監控站CRT終端,可以對全部生產過程的工況進行監視和操作,網絡中的專業計算機適時地給各過程站發出控制信息，調整運行工況。

“采用DCS系統進行發電生產流程控制，在電力生產中發揮了巨大的作用。隨著電廠對環境數據實時采集的需求不斷增加，DCS系統更是新增添了許多環境數據的實時采集、監控和上傳功能。”張文平說。

過去許多電廠采取的是每個月向上級環保局或當地市政府提交相關的環保數據報表，以表明自己達到了環保要求。隨著各地環保部門自身信息系統和政府網絡的逐漸完善，這些管理部門要求必須讓電廠的DCS系統與環保系統網絡連接，以便每天實時采集環保數據，并實時進行監控。因此，DCS系統中必須增加相關的數據采集功能，為環保數據監測及采集服務。“目前，嵩嶼電廠的DCS系統就與福建省、廈門市環保部門的信息系統連接，每天實時傳遞采集到的數據，環保部門可實時檢查，看是否達到了環保要求，這是IT系統為環境監測做出的新貢獻。”張文平說。

“脫硫是治理燃煤電廠污染的最關鍵環節！”楊鎖印對記者說:“北疆發電廠嚴格執行國家及地方標準，并在該標準的基礎上進行了進一步的提高——國家標準中對二氧化硫排放的指標限制在 100mg/Nm3以下，北疆電廠的排放濃度為93mg/ Nm3，這其中IT技術也發揮了巨大作用。”

楊鎖印介紹，北疆電廠的自動控制系統會對煙氣系統、漿液系統、工藝水系統的流程參數進行監控保護，同時設有過程自動控制系統和上位監控系統。自動控制系統通過測量模件檢測生產過程熱工參數，在控制器中進行修正、補償、開環、閉環運算，同時在操作員監控終端上進行監控，系統運算結果輸出到控制現場讓設備執行。自動控制系統還需要與磨粉機、旋轉分離器、增壓風機、GGH、煙氣擋板、循環泵、皮帶機、儲液罐、上下料機、料倉等設備自帶的電氣設備和電氣控制柜進行連接，使工作人員在中央控制室通過對控制系統屏幕的觀察和操作，能夠對這些設備進行監視、控制、報警、保護，并實現對歷史運行狀況的紀錄，整個發電廠的脫硫能力可以達到了95%以上。

國家政策的扶持，燃煤電廠的積極配合，使得全國治理燃煤電廠污染問題進展順利且效果明顯。新疆天業自備電廠四期4×13.5萬千瓦熱電機組的脫硫項目建設進展順利，該集團公司副總安志明說，此項目投資1.2億元人民幣，目前是中國最大的電石渣煙氣脫硫設施，采用以廢治廢的環保循環新型技術，脫硫效率運行成本以及廢渣綜合利用率在國內都處于領先水平。據了解，該項目進行了一年的技術準備，于2008年年3月份開始建設，預計8月將建成。

資金保障是關鍵

有效治理電力污染，資金投入是一個重要的保障。

“我們每發一度電，國家給予人民幣一分五的補貼用于開展除硫等環保項目。這對于減輕企業的資金負擔起到了關鍵作用。”張文平介紹說。

楊鎖印介紹說，北疆發電廠用于環保治理的總投資達7億元，約占電廠工程靜態總投資的8%，主要的項目為脫硫、除塵、廢水治理、水土保持等。 “我們超臨界機組的發電標準煤耗為272克／千瓦時，而2006年，全國發電煤耗平均為366克／千瓦時，未采用脫硫設施時約排放6克的二氧化硫，采用高效脫硫設施后約排放0.22克二氧化硫。其自動監控和管理系統發揮了重要作用，目前電廠用于IT方面的投入已經達到了4000萬元。”

燃煤發(fa)電(dian)(dian)企業(ye)在(zai)執行節(jie)能(neng)減排政(zheng)策的(de)(de)同時，依然(ran)面臨一些(xie)困難。張文平(ping)說，發(fa)電(dian)(dian)企業(ye)實(shi)施(shi)節(jie)能(neng)減排所需要投入的(de)(de)設備(bei)和技(ji)術費(fei)(fei)用(yong)(yong)通常(chang)在(zai)數(shu)億元以上，初始購置成本巨大。除此(ci)之外，影響火(huo)電(dian)(dian)公司(si)使用(yong)(yong)減排設施(shi)的(de)(de)障礙還有(you)其昂(ang)貴的(de)(de)日常(chang)營(ying)運費(fei)(fei)用(yong)(yong)，這也是(shi)(shi)不(bu)小的(de)(de)一筆開(kai)支。楊鎖印感慨道:“執行國(guo)(guo)家的(de)(de)政(zheng)策自(zi)然(ran)義不(bu)容(rong)辭(ci)，但(dan)成本問題也確實(shi)制約著節(jie)能(neng)減排工作的(de)(de)進(jin)一步開(kai)展。歐美等發(fa)達國(guo)(guo)家和地區(qu)在(zai)這方面也沒有(you)很好的(de)(de)解決辦法(fa)。煙氣的(de)(de)高(gao)效(xiao)(xiao)低成本處理(li)及綜合利用(yong)(yong)技(ji)術是(shi)(shi)個世界性難題和全球性課題。要想更(geng)(geng)有(you)效(xiao)(xiao)地實(shi)施(shi)節(jie)能(neng)減排，還需要更(geng)(geng)為先進(jin)的(de)(de)技(ji)術設備(bei)，IT行業(ye)應當(dang)擔(dan)當(dang)起推動技(ji)術發(fa)展的(de)(de)責任。”

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章