探析燃气热电联产项目主要污染源及对策

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　　【摘  要】燃气热电联产项目是指以天然气为燃料进行发电，同时利用汽轮机膨胀做功后的蒸汽对用户供热的项目，具有污染物排放量低、能源利用效率高的優势。然而，若不采取有效的污染防治措施，燃气热电联产项目在运行过程中仍会对周边环境造成一定影响。本文主要探讨燃气热电联产项目的环境影响评价过程中主要污染源分析的要点，并提出相应污染防治对策。
　　【关键词】燃气;热电联产;污染源;对策
　　引言
　　受宏观经济回暖、环保政策加码等利好因素拉动，天然气发电在2017年迅猛发展，用气增幅近20%，成为仅次于工业燃料的天然气利用方向。今年以来，虽然受到气源供应持续紧缺，国家及地方政策一定程度收紧影响，但行业发展依旧强劲。据预计，天然气发电用气量全年增速仍将维持在10%以上。其中，相较于纯发电，天然气热电联产通过充分挖掘低品位热，可使天然气利用综合效率达到70%以上，盈利性好，是目前气电发展的主流趋势。然而，当前针对天然气热电联产是否有环保优势，是否高效，是否会扩大电网峰谷差等，行业内仍存争议。
　　1主要工艺过程及污染源分析
　　热电联产项目一般采用燃气-蒸汽联合循环机组，由燃气轮机、余热回收锅炉、汽轮机以及发电机所组成。其主要工艺过程如下：具有一定压力的天然气和经过压气机压缩后的空气一起进入燃气轮机的燃烧室内燃烧，燃烧后的气体通过燃气轮机喷嘴喷向叶轮驱动发电机进行透平作功;作功后的烟气再进入余热锅炉加热、蒸发锅炉给水，产生的蒸汽推动蒸汽轮机做功发电，构成燃气蒸汽联合循环。其主要有减排优势明显，调峰能力优秀等特点。
　　1.1废气
　　燃气热电联产项目产生的废气主要来源于天然气燃烧尾气和脱硝装置无组织排放的NH3。天然气燃烧产生的污染物主要为NOx、低浓度的SO2和烟尘。1m3天然气完全燃烧产生的烟气量约10.89m3;NOx、烟尘可分别按每万立方米燃烧烟气量产生6.3kg、2.4kgNOx的系数进行估算;SO2产生量与天然气中含H2S比例有关，可查阅所采用天然气气质检测资料进行计算。脱硝装置的脱硝剂一般采用氨水或液氨及尿素，无组织排放的少量NH3一般采用经验系数进行估算。
　　1.2废水
　　主要有化学反渗透排水、锅炉补给水再生废水、燃机清洗废水、余热锅炉酸洗废水、冷却塔的排污水（清下水）及生活污水。各类工艺废水排放量根据设计指标进行核算，其污染物浓度一般可通过类比调查同类已建项目的数据进行估算。
　　1.3噪声
　　主要包括燃气轮机、蒸汽轮机、锅炉排汽、空压机、主变压器、循环水泵、冷却塔等。锅炉排汽噪声在未采取治理措施的情况下源强可达110-130dB（A），其余噪声源的噪声值在85-105 dB（A）。
　　1.4固体废弃物
　　燃气热电联产项目运行期的固体废物主要包括废脱硝催化剂、废离子交换树脂等危险废物、净水处理的污泥等一般废物及生活垃圾等。危险废物的产生量与一次性装填量及更换频次有关，可根据设计指标进行计算。
　　2污染防治与风险防范措施
　　2.1大气污染防治措施
　　燃气机组产生的大气污染物濃度较低，烟气中的SO2、烟尘一般无需治理即可达到《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）相关标准，NOx一般需采取脱硝措施后方可稳定达标排放，当前主流的燃机脱硝方案是采用干式低氮燃烧器控制NOx产生、采用SCR法进行烟气脱硝。
　　2.2水污染防治措施
　　全厂应清污分流，工业废水、生活污水及清下水应采用不同管线收集和排放;工业废水根据污染物特征采取分质处理后排放，生活污水可采取生化处理后达标外排或直接接入市政污水管网;清下水一般可通过厂区清下水排放口直接外排至周边水体。
　　2.3噪声污染防治措施
　　优化厂区布局，高噪声设备尽量远离环境敏感点。燃气发电机组应尽量选用低噪声设备。高噪声设备集中在厂房内室内布置，发电机、燃气轮机、蒸汽轮机等须在设备上加装隔声罩、加减振垫等;为减少室内主要声源噪声的对外辐射，主厂房尽量减少开窗面积，并尽量采用高效的双层隔声窗，厂房墙壁采用隔声吸声性能较好的材料。压气机入口安装消声器，余热锅炉烟囱出口增加消音器;短时、偶发的锅炉排汽、安全阀排气噪声等采用小孔消声器后，可在110-130 dB（A）的噪声级基础上降噪30dB（A）以上，安全阀排气口应加扩张管。试运行期间的吹管噪声须严格控制，排气口可安装小孔喷注、节流降压型消声器;采取上述措施后，敏感点处噪声仍不能达标，可考虑设置声屏障以进一步减轻噪声影响。
　　2.4采用液氨或氨水作为脱硝剂时，应考虑储罐泄漏的环境风险
　　泄漏事故发生概率最大的地方是容器或输送管道的阀门、接头处。可采用伯努利方程计算泄漏量，采用多烟团模式对扩散过程进行预测，按期扩散范围考虑半致死浓度、立即威胁生命与健康（IDLH）以及短期接触限值（STEL）三种情况。厂区应合理布局储罐位置、设置围堰，并配备个体防护用品。当发生泄漏事故时，应及时启动应急预案，实施泄漏源控制和人员疏散。
　　3结语
　　无论从当前国家的宏观政策层面看，还是对我国能源结构调整与城市终端供能绿色低碳化的促进作用看，天然气热电联产是大势所趋，应成为天然气的主要利用形式。如果直接用作锅炉燃料，则是典型的‘高能低用’，是浪费资源的做法。”
　　针对当前天然气下游应用面临的成本过高、市场竞争力不强及认知度低等诸多不确定性因素，而配套政策或过快或滞后的节奏又加深了这些不确定性等问题的解决，将天然气清洁、高效、安全、灵活的价值体现在市场定价机制里，坚持因地制宜，以热定电的原则，发挥综合供能的优势，实现外部成本内部化，实现天然气燃机联合循环热电联产长期可持续发展。
　　参考文献：
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　　（作者单位：杭州市华电半山发电有限公司）
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