畢業(yè)設計（論文）火電廠SO2污染排放控制方法探討

1、論文火電廠so2污染排放控制方法探討申請人：學科（專業(yè)）：熱能與動力工程指導教師：xxx 2011年9月xxxx學院畢 業(yè) 設 計 (論 文) 任 務 書專業(yè)班級熱能與動力工程層次本科姓名張x學號 123456789 一、畢業(yè)設計（論文）題目 火電廠so2污染排放控制方法探討二、畢業(yè)設計（論文）工作自2011年07月10日至2011年10月1日止三、畢業(yè)設計（論文）基本要求： 必須有高度的責任感，努力學習，刻苦鉆研，獨立思考，高質量地完成畢業(yè)設計任務。要虛心向指導教師學習，接受指導。要獨立完成畢業(yè)設計任務，不得弄虛作假，不得抄襲別人，否則按不及格處理。遵守紀律，服從管理，嚴格遵守儀器設備的操作

2、規(guī)程和規(guī)章制度，注意節(jié)約，保持工作環(huán)境的清潔整齊。 指導教師： xxx 網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)設計(論文)考核評議書指導教師評語：論文針對火電廠so2污染排放控制方法進行探討，提出電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的so2控制對策和環(huán)境經(jīng)濟政策建議。論文內(nèi)容較為豐富，有一定的創(chuàng)新見解，論據(jù)較為充足，材料較為豐富，有一定的數(shù)據(jù)，行文比較流暢，層次分明。建議成績： 良好 指導教師簽名： xxx 年 月 日答辯小組意見：負責人簽名 年 月 日答辯小組成員 畢業(yè)設計（論文）答辯委員會意見： 負責人簽名： 年 月 日論文題目：火電廠so2污染排放控制方法探討學科（專業(yè)）：熱能與動力工程申請人：張xx指導教師：xxx摘要電力工

3、業(yè)是國家的基礎工業(yè)，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力工業(yè)必將迅速發(fā)展。另一方面，火電工業(yè)是我國燃煤最多的行業(yè)，隨著燃煤電廠的大量建設，它所面臨的環(huán)境保護形勢將更為嚴峻。面臨這樣的形勢，人們迫切需要對火電工業(yè)so2 排放的環(huán)境影響做出科學評估，正確認識和評估我國現(xiàn)行的環(huán)境經(jīng)濟政策，同時研究和借鑒國外的經(jīng)驗，提出電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的so2控制對策和環(huán)境經(jīng)濟政策建議。關 鍵 詞：so2、控制、政策論文類型：理論研究、研究報告 目 錄1 緒論11.1 選題意義11.2 應用背景11.3 研究現(xiàn)狀21.4 主要研究內(nèi)容22 火力發(fā)電概況52.1 火力發(fā)電歷程52.2 我國的電源結構53 火電so2排放狀況73.

4、1 電力工業(yè)發(fā)展與so2排放總量74 so2控制現(xiàn)狀94.1 國內(nèi)現(xiàn)狀94.2 國外現(xiàn)狀95 so2控制主要措施及影響115.1 so2控制主要措施115.2 火電廠單筒煙囪存在的問題與建議115.2.1 濕法脫硫對煙囪的影響145.2.2 常規(guī)單筒煙囪脫硫改造后存在的問題155.2.3 單筒煙囪脫硫改造后的建議165.3 控制型政策在火電so2 控制中的應用175.3.1 強化環(huán)境管理體系175.3.2 完善環(huán)保法規(guī)政策175.3.3 適宜的排放標準175.3.4 經(jīng)濟手段在so2控制中的應用186 結果比較196.1 政策干預比較196.2 單筒煙囪改造比較197 結論與展望217.1 結

5、論217.2 展望21致 謝23參考文獻251 緒論1.1 選題意義理論意義：貫徹中華人民共和國環(huán)境保護法和中華人民共和國大氣污染防治法，防治火電廠排放造成的污染，保護生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，改善環(huán)境質量，促進火力發(fā)電行業(yè)的技術進步和可持續(xù)發(fā)展。實際意義：我國城市大氣污染狀況十分嚴重。2002年，在國家監(jiān)測的343個城市中，達到或優(yōu)于國家空氣質量二級標準、達到三級標準和劣于三級標準的城市約各占13。so2平均濃度未達到國家空氣質量二級標準的城市約占22 ，其中，超過國家空氣質量三級標準的城市約占8%；南方地區(qū)酸雨污染較重，酸雨控制區(qū)內(nèi)90 以上的城市出現(xiàn)了酸雨。筆者所在的xx火電廠位于為湘黔交界處

6、，地處xx省xx南州xx縣xx鎮(zhèn)xx村，西距xx縣城約46km，東距岑鞏新縣城約8km。xx縣東面與玉屏侗族自治縣和湖南省新晃侗族自治縣毗鄰，南面與三穗縣、劍河縣為鄰，西面與施秉縣相連，北面與石阡縣、岑鞏縣接壤。廠址西側靠近320國道和正在建設中的玉三(上瑞)高速公路，玉三高速公路與320國道在廠址北面約0.8km處設有互通出入口；廠址北面約0.4km處為xx220kv變電站，東面和南面為山地。湘黔鐵路從廠址西面約3.0km處經(jīng)過，附近設有羊坪站和xx站。該項目符合國家西電東送、促進中部崛起的發(fā)展戰(zhàn)略，可實現(xiàn)湘黔兩省優(yōu)勢互補，促進少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展；煤電聯(lián)營、“水火打捆”，符合國家優(yōu)化發(fā)展火

7、電的要求?？梢?，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，這個火電廠so2排放大戶，必須要采取相應的控制措施才可以保護環(huán)境，適應現(xiàn)在的資源節(jié)約型社會的要求。1.2 應用背景 我國燃煤帶來的大氣污染，特別是so2污染，造成了巨大的經(jīng)濟損失，嚴重影響了國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民群眾的正常生活。理論上任何方式都有好有壞，必須對其有充分的認識才可以取其長處克其短處。近幾年,我國經(jīng)濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了很大的資源和環(huán)境代價。工業(yè)特別是高耗能、高污染行業(yè)增長過快，占全國工業(yè)能耗和二氧化硫排放近70%的電力、鋼鐵、有色、建材、石油加工、化工等6大行業(yè)的增長加速，我國經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的資源約束矛盾和環(huán)境污染問題日益

8、突出。伴隨工業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展而產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，引起政府高度重視。中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要提出，十一五期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗要降低20%左右，主要污染物排放總量要減少10%。為確保十一五期間節(jié)能減排目標的實現(xiàn)，近年來國務院又相繼作出了一系列加強節(jié)能減排工作的決定，制定下發(fā)了一系列與節(jié)能減排相配套的政策措施?？梢哉f，節(jié)能減排已經(jīng)成為全黨、全國的一項緊迫而重大的政治經(jīng)濟任務。1.3 研究現(xiàn)狀 國內(nèi)對燃煤電廠大氣污染物控制現(xiàn)狀顯示，2007年，全國so2排放較上年下降4.66，so2排放得到有效控制。這也是近年來全國so2排放總量首次出現(xiàn)下降。2007年，作為so2排放

9、重點的電力二氧化硫排放控制取得顯著成效。環(huán)境保護部發(fā)布的信息表明，2007年電力二氧化硫年排放量同比下降9.1。在so2治理方面，2007年，全國脫硫機組投運規(guī)模進一步加大。截至2007年底，全國已投運煙氣脫硫機組總容量比上年增加約70；煙氣脫硫機組容量占全國煤電機組總容量的50左右。與2000年相比，全國燃煤電廠煙氣脫硫機組指容量增加了53倍以上?？梢娏Χ仁呛艽蟮拇?，方法也是多種多樣。國外對二氧化硫控制技術研究較早,大量工業(yè)化應用在7080年代，應用的技術種類包括濕法、干法、半干法，如石灰石/石灰-石膏法、海水法、氨法、鎂法、nid法、gsa法、cfb法、rcfb法、lifca法等方法。其中

10、石灰石/石灰-石膏法、海水法、cfb法、rcfb法比較成熟，占有脫硫市場的95%以上，是常用的主流技術。中國在20世紀90年代開始脫硫，在2002年開始大規(guī)模的開展工業(yè)化應用。國外的脫硫技術在中國都有應用，中國主要是引進技術進行消化和改進。經(jīng)過幾年的應用實踐,中國的脫硫技術已經(jīng)達到了國際先進水平。筆者所在的xx火電廠一期2600mw機組脫硫系統(tǒng)在2006年4月由福建龍凈環(huán)保股份有限公司承接新建，2009年1月正式投入運行。該脫硫工程引進德國lee技術，由福建龍凈環(huán)保有限公司設計制造，采用石灰石-石膏就地強制氧化脫硫工藝。脫硫劑為石灰石(caco3)與水配制的懸浮漿液。在吸收塔內(nèi)煙氣中的so2與

11、石灰石反應后生成亞硫酸鈣，并就地強制氧化為石膏，石膏經(jīng)二級脫水處理后外運。xx電廠脫硫裝置采用一爐一塔系統(tǒng)配置，共兩套脫硫系統(tǒng)，石灰石制漿和二級石膏脫水系統(tǒng)公用。全煙氣脫硫效率為95。但正式投入運行以來，隨著煤炭市場的緊張，燃煤品質發(fā)生了明顯變化，含硫量大幅上升，平均含硫4%（收到基），脫硫系統(tǒng)入口的so2濃度已經(jīng)由原設計值的3995mg/nm3(6%氧、干態(tài)、標態(tài))增加至8626mg/nm3(6%氧、干態(tài)、標態(tài))。入口so2濃度的大幅上升導致脫硫效率的下降、so2排放濃度超標、氧化、石灰石供應以及石膏排放系統(tǒng)出力不足，系統(tǒng)難以連續(xù)穩(wěn)定運行。1.4 主要研究內(nèi)容 火電發(fā)展歷程火電現(xiàn)狀火電so2

12、排放及環(huán)境影響火力發(fā)電廠單筒煙囪脫硫后的腐蝕狀況，分析現(xiàn)有單筒煙囪脫硫改造的優(yōu)缺點，提出單筒煙囪改造的新思路，確保煙囪結構安全，保證電廠的安全運行?；痣妔o2 污染的控制政策與方法研究2 火力發(fā)電概況2.1 火力發(fā)電歷程 1949 年我國的裝機容量和發(fā)電量分別為185萬kw和43億kwh，居世界第25位和21 位，到1978年增加至5712萬kw 和2566億kwh，裝機容量和發(fā)電量分別躍居世界第8位和第7位。至1987年裝機容量達1億kw，1988 年以來連續(xù)12 年每年新增大中型發(fā)電機組，裝機容量在1000萬kw以上。1995年全國發(fā)電裝機容量突破2 億kw，1999年底全國裝機容量達2.

13、99億kw，發(fā)電量達12 331 億kwh。自1996 年以來，我國發(fā)電裝機容量和發(fā)電量一直位居世界第2位。2.2 我國的電源結構 雖然我國火電、水電裝機容量每年都在增長，但是1985 年以后火電增長的速度明顯加快，多在8%以上，最快的1988 年為13.9%?；痣姲l(fā)電量增長與裝機容量增長基本匹配。例如，筆者所在的xx電廠位于xx省xx南州xx縣xx鎮(zhèn)，毗鄰湖南，旁有湘黔鐵路、320國道、上瑞高速公路通過。電廠規(guī)劃裝機容量為4600mw，分兩期建設。一期建設規(guī)模為2600mw，工程動態(tài)投資約45億元。電廠主機設備分別為東方電機廠、東方汽機廠、東方鍋爐廠生產(chǎn)供應，燃用xx六盤水地區(qū)的發(fā)耳礦區(qū)格木

14、底片區(qū)的無煙煤和低揮發(fā)分貧煤，年需燃煤量約260萬噸，來自xx省內(nèi)，全部采用火車運輸。電廠以點對網(wǎng)形式接入華中電網(wǎng)，兩回500kv線路朝東北出線約110km，接入湖南湘西500kv開關站，一期電量主送湖南電網(wǎng)。2008年9月和2009年1月1、#2機組分別一次性通過168小時試運考核，機組投產(chǎn)后各項性能指標優(yōu)良。該項目符合國家西電東送、促進中部崛起的發(fā)展戰(zhàn)略，可實現(xiàn)湘黔兩省優(yōu)勢互補，促進少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展；煤電聯(lián)營、“水火打捆”，符合國家優(yōu)化發(fā)展火電的要求。2.2.1 煤電在電力發(fā)展中的地位 長期以來，我國一次能源結構中煤炭占主要地位，煤炭消耗量占一次能源總消耗量的75%左右，預計今后相當長

15、的時期內(nèi)，以煤炭為主要能源的格局不會改變。在煤炭消費總量中，2000 年50%以上煤炭用于發(fā)電，這一指標遠遠落后于世界上某些發(fā)達國家的水平（據(jù)統(tǒng)計，目前美國將90%的煤炭轉換成電能，其它以煤炭為主要能源的發(fā)達國家煤轉換成電能的比例一般在80%左右）。提高煤炭轉換成電能的比例和電力在終端能源中的比例是一項長期而重要的任務。3 火電so2排放狀況3.1 電力工業(yè)發(fā)展與so2排放總量 自改革開放以來，我國的電力工業(yè)得到迅速發(fā)展，特別是1988 年以來，每年新增發(fā)電機組容量都在1 000 萬kw 以上，與此同時，由于我國的發(fā)電機組中以火電機組為主，因此，電力工業(yè)so2 排放量也呈上升趨勢。全國火電so

16、2排放量在各省分布的狀況是，1995 年火電so2 排放量在90 萬t 以上的只有山東省，so2 排放量在70 萬90 萬t 的省份有四川（含重慶）、江蘇，so2 排放量在50 萬70 萬t 的省份有河北、山西，上述五個省份中有四個省份（山東、四川、河北、山西）的so2 排放總量也在前五位之列（參見圖3.3）?；痣妔o2 排放前五位省份的排放量之和占全國火電so2 排放量45%。其中江蘇、四川是酸雨控制區(qū)。1999 年全國火電so2 排放量已沒有排放90 萬t 以上的省份，排放70 萬t 以上省份只有山東。仍位于全國火電so2排放之首。3.1.1 火電so2排放占全國份額 1995 年全國so

17、2 排放量達2370 萬t，居世界首位。1995 年工業(yè)so2 排放量（含鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)）約為1 884 萬t，全國火電so2 排放量約為824 萬t，分別占全國so2 排放總量的79.5%、34.8%。基本情況見表1。表3-1 1995 年、1999 年so2 排放狀況表全國工業(yè)（含鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)）火 電排放量（萬t）排放量（萬t）占全國（%）排放量（萬t） 占全國（%） 占工業(yè)（%）1995 年2370188479.5824 34.8 43.71999 年1858146078.5810 43.6 55.04 so2控制現(xiàn)狀4.1 國內(nèi)現(xiàn)狀 1995年以來由于國家對so2等主要污染物的排放實施總量控制和

18、經(jīng)濟結構調(diào)整，污染物排放總量己有所減少。2002年全國so2排放總量為1927萬t，比1995年減少了443萬t。據(jù)專家測算，我國大氣中so2濃度達到國家空氣質量二級標準時的環(huán)境容量為1200萬ta，2002年so2的實際排放量超過環(huán)境容量的60%。so2污染已使我國近13國土面積再現(xiàn)酸雨，成為世界三大酸雨區(qū)之一。我國燃煤帶來的大氣污染，特別是so2污染，造成了巨大的經(jīng)濟損失，嚴重影響了國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民群眾的正常生活。筆者所在的xx電廠脫離工程實施后，將有效降低本工程煙氣中so2、粉塵及其它污染物的排放量，并達到國家環(huán)保標準電廠大氣污染物排放標準（gb13223-2003）的排放要求。4.

19、2 國外現(xiàn)狀 更換燃料或降低燃煤含硫量是減少so2排放最簡單可靠的辦法。一般來說，燃燒天然氣排放so2 的量很少，幾乎可以忽略不計，而在相同含硫量的情況下，燃油產(chǎn)生的so2大約僅有燃煤的1/3，適當發(fā)展天然氣發(fā)電機組和燃油發(fā)電機組對于降低電力so2 排放是十分有利的。以英國等發(fā)達國家為例，分析國外控制so2 排放的燃料對策。(1)英國燃料更換是英國控制 so2 排放的最重要的對策。從19701994 年，英國經(jīng)濟雖然取得了很大的發(fā)展，但一次能源的消耗量變化很小，這主要是由于：不同一次能源的使用量發(fā)生了很大的變化，特別是天然氣的用量大幅度升高，煤的用量大幅度下降；提高了能源利用效率(2)美國19

20、90 年美國國會通過了對清潔大氣法的再次修訂。1990 年的清潔大氣法修正案引入了酸雨控制計劃，主要控制火電廠的so2 排放，并提出了具體的減排目標。該法案鼓勵電廠以各種方式減少大氣污染，包括更換燃料或燃用低硫煤、安裝煙氣脫硫（fgd）裝置、退役老機組，調(diào)整鍋爐出力等措施，且可進行排污權交易獲得額外排放份額。從實施結果來看，有52%的機組采取了更換燃料或燃用低硫煤的辦法。由表可見，1995年同1985 年相比，so2 削減的排放量有59%是通過這種辦法實現(xiàn)的。通過對上面兩個發(fā)達國家的控制so2的措施分析，不難得出，他們都是通過：1、制定政策、更換燃料、安裝fgd等措施使本國so2得到很好的控制

21、。5 so2控制主要措施及影響2011年9月1日，國家電監(jiān)會發(fā)布2010年度發(fā)電業(yè)務情況通報，其中指出，截至2010年年底，全國已投運煙氣脫硫機組超過5.6億千瓦，約占全國煤電機組容量86%。通報指出，在5.6億千瓦總裝機規(guī)模中，五大發(fā)電集團投運煙氣脫硫機組共計3.4億千瓦，約占全國已投運煙氣脫硫機組容量的60.7%。據(jù)了解，五大發(fā)電集團燃煤機組占全國燃煤機組的57%?！笆晃濉逼陂g全國新增燃煤機組脫硫裝置逾5億千瓦，占燃煤機組的比例較2005年提高72個百分點。而在全國已投運的煙氣脫硫機組中，石灰石-石膏濕法仍是主要脫硫方法，占92%。其余脫硫方法中，海水法占3%，煙氣循環(huán)流化床法占2%，氨

22、法占2%，其他占1%。5.1 so2控制主要措施火電脫硫是“十一五”期間火電行業(yè)節(jié)能減排的重中之重，脫硫裝機占比近9成，表明“十一五”期間全國火電行業(yè)控制二氧化硫排放取得實質成效。本文主要探討濕法脫硫后單筒煙囪存在的問題，另外簡要探討目前脫硫控制型政策。根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要的要求，在“十一五”期間，大批電廠進行了脫硫改造。石灰石濕法脫硫工藝具有適用的煤種范圍廣、脫硫效率高(脫硫效率大于90%)、吸收劑利用率高(可大于90%)、設備運轉率高(可達90%以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的煙氣脫硫工藝)、脫硫劑石灰石來源豐富且廉價等特點，在我國燃煤火電廠脫硫系統(tǒng)中得到了廣泛的

23、應用。筆者所在的xx電廠脫硫裝置采用石灰石為脫硫劑，通過so2吸收系統(tǒng)與煙氣中的so2等生成副產(chǎn)物亞硫酸鈣，經(jīng)吸收塔漿池就地氧化系統(tǒng)強制氧化并生成石膏晶體，通過兩級脫水系統(tǒng)，制得含濕量小于10%（wt）的二水石膏。二水石膏可用于建材行業(yè)，達到廢物治理、綜合利用的目的。根據(jù)筆者長時期對xx電廠機組脫硫運行情況的數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計，得出xx電廠脫硫裝置產(chǎn)生石膏量：鍋爐bmcr工況，設計煤種：112t/h 560000t/a5.2 火電廠單筒煙囪存在的問題與建議近階段新建電廠多數(shù)都同步配備煙氣脫硫系統(tǒng)，煙囪的結構形式已按照運行時的煙氣工況進行合理選擇（xx某新建電廠也是如此），大多采用鋼套筒煙囪或其他型式

24、的煙囪。而早期(2003年以前)建設的燃煤電廠大多數(shù)都沒有配備有效的脫硫系統(tǒng)，其煙囪以普通的單筒鋼筋混凝土煙囪為主，燃用高硫煤的火電廠，多數(shù)也是采用負壓式單筒煙囪來解決其較為嚴重的煙氣腐蝕問題。安裝濕法脫硫設施之后，煙囪入口煙氣的成份、溫度、濕度與原設計相差較大，此工況對單筒煙囪結構安全性的影響在原設計中未曾考慮。所以在安裝脫硫設施后，須定期對原有單筒煙囪結構進行檢測，對其安全性進行鑒定和評估，保證脫硫改造后電廠的安全運行。筆者通過在xx火電廠脫硫系統(tǒng)建設、改造中的長期實踐，收集整理了以下數(shù)據(jù)：表5-1 電廠主要設備參數(shù)設備名稱參數(shù)名稱單 位參 數(shù)鍋爐型式亞臨界，一次中間再熱，自然循環(huán)汽包爐，

25、平衡通風、固態(tài)排渣、“w”型燃煤鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量t/h2028過熱器出口蒸汽壓力mpa17.45過熱器出口蒸汽溫度541除塵器型式及配置每爐兩臺雙室五電場靜電除塵器除塵效率99.74引風機型式及配置每爐兩臺靜葉可調(diào)軸流式風機流量(bmc工況/tb工況)m3/s511.4/562.5風壓(bmc工況/tb工況)pa4320/5620出口煙溫113煙囪高度m210（兩爐公用）材質鋼筋混凝土表5-2 電廠燃料項 目符 號單 位實際來煤平均值元素分析收到基全硫st，ar%4（按4.2%校核）工業(yè)分析收到基灰份aar%25.52收到基水份mt%8.4空氣干燥基水份mad%1.42干燥無灰基揮發(fā)份vda

26、f%12.04收到基低位發(fā)熱量qnet，arkj/kg22.05表5-3 電廠脫硫系統(tǒng)改造設計數(shù)據(jù)鍋爐bmcr工況燃料消耗/計算耗煤量t/h260/253.5脫硫系統(tǒng)入口處煙氣溫度113脫硫系統(tǒng)煙道設計修正溫度123最高煙溫160脫硫系統(tǒng)入口so2濃度(6%氧、干態(tài)、標態(tài))mg/nm38626脫硫系統(tǒng)入口處總煙氣量(實際氧、干態(tài)、標態(tài))nm3/h2240133脫硫系統(tǒng)入口處總煙氣量(實際氧、濕態(tài)、標態(tài))nm3/h2382030 脫硫系統(tǒng)入口處總煙氣量(6%氧、干態(tài)、標態(tài))nm3/h2116092脫硫系統(tǒng)入口處總煙氣量(6%氧、濕態(tài)、標態(tài))nm3/h2314746表5-4 電廠石灰石項 目單 位

27、數(shù) 據(jù)caowt%50sio2wt%0.70/0.44al2o3wt%0.26/0.09fe2o3wt%0.14/0.09 fwt-%0.025/0.018 clwt-%0.016/0.012 重金屬wt-% 其他(惰性物質)wt-% h2owt-%0.01/0.02 swt-%0.029/0.020脫硫用水水源及水質 本工程設備冷卻水和真空泵用水采用電廠公用水系統(tǒng)，水質為循環(huán)水，最高設計水溫33；工藝消耗水由開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)引接，水質為循環(huán)水，最高設計水溫45。水質為電廠循環(huán)水。脫硫副產(chǎn)品石膏的處置本脫硫工程的脫硫副產(chǎn)品石膏經(jīng)二級脫水后進入石膏庫,由電廠負責用汽車運出廠區(qū)。脫硫石膏部分送石

28、膏制品廠外賣,也可送灰廠存放。廢氣排放煙囪經(jīng)脫硫裝置處理后的凈煙氣排放至電廠煙囪（兩臺鍋爐合用），煙囟高度210m，出口直徑8.5米，鋼筋混凝土結構。表5-5 電廠廢氣排放指標 指 標 項 目煙氣so2含量mg/nm3（干，6%o2）煙氣塵含量mg/nm3（ 濕，實o2）煙氣總量nm3/h(干，實o2)設計煤種設計煤種設計煤種處理前86261004480266處理后199304525416脫除總量t/h36.10.45/年脫除總量t/a1805312256/排放溫度80排放高度m2105.2.1 濕法脫硫對煙囪的影響據(jù)了解，在電廠脫硫改造前，煙囪排放的是未經(jīng)脫硫的煙氣，進入煙囪的煙氣溫度在13

29、0左右，單筒煙囪也是基于此種工況條件下設計。1991-1998年，某電力設計院在有關單位的配合下對10個電廠的16 座普通單筒鋼筋混凝土煙囪進行了調(diào)查，取得了大量的實際資料及相關數(shù)據(jù)，得出以下幾個方面的結論：(1)煙氣溫度低于150，煙囪內(nèi)部均存在不同程度腐蝕現(xiàn)象，主要與煤質含硫量有關。(2)煙氣處于正壓運行的煙囪，煙囪內(nèi)部腐蝕較重，內(nèi)襯及保溫層密閉性效果較差的煙囪，鋼筋混凝土外壁有不同程度的腐蝕現(xiàn)象。(3)由于沿煙囪高度方向煙氣壓力不同，筒身混凝土腐蝕沿煙囪高度方向則分布并不均勻，煙囪中上部腐蝕較為嚴重。(4)一般煙囪筒壁內(nèi)表面都結露，保溫層很潮濕。可以看出，脫硫前煙氣對煙囪的腐蝕主要與煤質

30、含硫量、內(nèi)襯及保溫層的密閉性、筒身局部正壓等有關，我們可以通過降低煤質含硫量、增強內(nèi)襯及保溫層的密閉性、增大煙囪出口直徑降低煙氣流速、減小煙囪外表面坡度、減小內(nèi)襯表面粗糙度、在煙囪頂部做煙氣擴散裝置等方法解決。在配備濕法脫硫系統(tǒng)后，煙氣經(jīng)過預處理、吸收、凈化后，在吸收塔出口溫度一般為4550(視煙氣入口溫度和濕度而定)，達到飽和含水量，產(chǎn)生如下的影響：實施煙氣濕法脫硫后，煙氣溫度降低，重度增大，浮力減小，相應的上抽力減小，流速變慢，容易產(chǎn)生煙氣聚集，使煙囪筒內(nèi)部出現(xiàn)正壓區(qū)，對內(nèi)襯產(chǎn)生滲透壓力，使有腐蝕性的煙氣向內(nèi)襯滲入，致使內(nèi)襯腐蝕，進一步導致鋼筋混凝土外筒壁的腐蝕，影響煙囪結構的耐久性，對煙

31、囪的結構安全造成威脅。實施了煙氣脫硫后，煙氣脫硫對煙氣中的二氧化硫脫除效率很高(一般脫除效率在95%以上)，但對煙氣中的三氧化硫脫除效率較低(一般脫除效率在60%左右)。在低溫狀態(tài)下，這些少量的三氧化硫會和煙氣中的水結合，在低溫下析出形成稀硫酸，對裂紋中的鋼筋形成腐蝕。由于稀硫酸會使混凝土膨脹，還會使裂紋進一步延伸，最終穿透煙囪筒壁。這種情況下，煙氣就會不斷滲透，不斷腐蝕，最終造成煙囪整個斷面的鋼筋被切斷，破壞煙囪的承載能力。煙氣冷凝物中除含有硫酸和亞硫酸外，還含有少量氯化物和氟化物，這些物質的存在將大大提高煙氣的腐蝕性。由于電廠的運行工況較復雜，煙囪內(nèi)的煙氣溫度可能會在40到130之間變化，

32、在鍋爐事故狀態(tài)下，煙囪內(nèi)煙氣的溫度將達到180甚至更高。處于這種溫度交變狀態(tài)下的煙囪，容易在煙囪內(nèi)襯上產(chǎn)生裂隙，加快內(nèi)襯及外筒壁的腐蝕。可以看出，實施了煙氣脫硫后，煙氣對煙囪的腐蝕隱患并未消除;相反地，脫硫后的煙氣環(huán)境(低溫、高濕等)使腐蝕狀況進一步加劇，脫硫系統(tǒng)下游的煙囪處于強腐蝕性煙氣的環(huán)境中。5.2.2 常規(guī)單筒煙囪脫硫改造后存在的問題隨著近些年脫硫設施的不斷投運，對濕法脫硫后煙氣腐蝕的嚴重性有了更多的認識，行業(yè)內(nèi)基本上形成了共識：濕法脫硫后的煙氣為強腐蝕性煙氣，濕法脫硫改造后，需要對煙囪進行相應的改造，以保證煙囪主體結構的安全。濕法脫硫后，常規(guī)單筒煙囪改造的方法主要有：貼耐酸磚、刷玻璃

33、鱗片、涂耐酸膠泥、刷防腐涂料等。這些方法是在清理原煙囪內(nèi)襯表面后，在內(nèi)襯上增加防腐層，以達到將強腐蝕性煙氣與混凝土外筒隔絕的目的。這些改造方法工期快(通常在機組大修期間就可以完成)、投資省，在很多電廠改造中得到了應用。然而很多電廠的煙囪經(jīng)過上述改造后，在實際運行過程中還是出現(xiàn)了耐酸磚脫落、涂層老化剝落、酸液滲透到煙囪外筒等現(xiàn)象，這些都嚴重影響煙囪的結構安全。xx某電廠一、二期煙囪在安裝濕法脫硫設施后，對煙囪采取貼泡沫玻璃磚的方式處理，一年后發(fā)現(xiàn)二期煙囪外有酸液滲出，即對一、二期煙囪進行檢測，發(fā)現(xiàn)二期煙囪混凝土腐蝕60mm，一期煙囪腐蝕更為嚴重，腐蝕148mm。可以看出，經(jīng)過常規(guī)改造后的煙囪并不

34、能保證煙囪結構的安全性，究其原因，是因為常規(guī)改后的造煙囪仍然是單筒煙囪。在溫度交替變化的環(huán)境中，內(nèi)襯材料由于脹縮、施工等原因，不可避免的會產(chǎn)生裂縫。處于正壓環(huán)境中的強腐蝕性煙氣，會沿著縫隙逐漸滲透到內(nèi)襯內(nèi)部，到達鋼筋混凝土筒壁，遇到溫度較低的混凝土筒壁后會迅速冷凝成酸液，聚集在內(nèi)襯和鋼筋混凝土外筒之間，腐蝕鋼筋混凝土筒壁。部分煙氣在低溫高濕環(huán)境下，在煙囪內(nèi)直接形成酸液，沿煙囪內(nèi)襯流下，順著裂縫，滲透到內(nèi)襯和鋼筋混凝土外筒之間，直接腐蝕鋼筋混凝土筒壁。這些酸液，會在內(nèi)襯和鋼筋混凝土筒壁之間形成一個酸液聚集區(qū)，一方面腐蝕內(nèi)襯，加快裂縫的發(fā)展，破壞隔離層，加快煙氣和酸液滲入內(nèi)襯與鋼筋混凝土外筒之間的

35、進度;另一方面酸液又與外筒混凝土作用，腐蝕外筒的混凝土及鋼筋，對煙囪結構安全造成巨大的隱患。對于普通的單筒煙囪，一般采用c30混凝土，經(jīng)常規(guī)改造后，如果材料、施工、運行管理等任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就可能導致煙囪在短期(幾個月)內(nèi)遭到腐蝕破壞，直接影響到煙囪的結構安全，因此對濕法脫硫后的煙囪改造應該謹慎。5.2.3 單筒煙囪脫硫改造后的建議火力發(fā)電廠設備一般經(jīng)濟運行年限大約為25 年，設計使用年限一般為35 年，煙囪結構設計使用年限一般為50年。舊機組脫硫改造帶來煙囪防腐改造問題，首先應明確改造后的機組還可能運行多少年，以此來決定煙囪的防腐標準和防腐設計壽命。對于還需要運行較長年限的煙囪，可以采

36、用在單筒煙囪內(nèi)增設一個鋼排煙筒的方法，把承重外筒和排煙內(nèi)筒分開，使外筒受力結構不與濕法脫硫后強腐蝕性煙氣相接觸，對脫硫后的煙囪進行根本性的改造，以保證煙囪混凝土外筒的結構安全。增設鋼排煙筒后，鋼排煙筒直徑減小，阻力增大。如何消除煙囪出口直徑減小后對環(huán)保、設備運行的不利影響，克服增大的阻力，保證系統(tǒng)鍋爐及脫硫系統(tǒng)正常運行是一個關鍵點。環(huán)保的計算需要環(huán)保單位重新核算，煙囪直徑減小后帶來的阻力，可以通過單獨增加引風機或增壓風機壓升，或者同時增加二者壓升的方法來解決。根據(jù)環(huán)保及煙氣系統(tǒng)的核算，選取合適的鋼排煙筒的直徑。湖北某電廠脫硫改造后，為徹底消除濕法脫硫后強腐蝕性煙氣對煙囪安全性的威脅，采用增設鋼

37、排煙筒的方法，現(xiàn)已通過專家論證，進入實施階段。對于還需要運行較短年限的煙囪，從經(jīng)濟性方面考慮，可以采用傳統(tǒng)的防腐方法，但必須對煙囪常規(guī)改造的材料、施工、運行管理等進行嚴格的監(jiān)督管理，對煙囪外筒進行定期的檢測，確保濕法脫硫改造后煙囪的結構安全。5.3 控制型政策在火電so2 控制中的應用 5.3.1 強化環(huán)境管理體系強化環(huán)境管理機構，使一些發(fā)達國家在 60 年代末污染嚴重的情況有了好轉。日本大氣中so2 年平均含量1974 年比1968 年下降了39.4%，從而使so2 污染問題基本得到解決。從國外的經(jīng)驗來看，解決環(huán)境問題必須強化環(huán)境管理體制。70 年代到80 年代我國環(huán)境污染較為嚴重，全國第二

38、次環(huán)境保護工作會議之后，環(huán)境管理體制得到了加強，先后成立了國務院環(huán)境保護委員會和國家環(huán)境保護局。1998 年7 月國務院關于機構設置的通知，又決定設置國家環(huán)境保護總局（正部級），是國務院主管環(huán)境保護工作的直屬機構。2001 年召開的全國環(huán)境保護工作會議指出，經(jīng)過堅持不懈的努力，2000 年全年環(huán)保任務順利完成，“九五”環(huán)保目標基本實現(xiàn)，環(huán)保工作有力地促進了改革開放和現(xiàn)代化建設?！笆濉逼陂g，全國環(huán)境保護工作要繼續(xù)堅持以經(jīng)濟建設為中心，以改善環(huán)境質量、保護人民群眾健康為根本，進一步健全適應社會主義市場經(jīng)濟的環(huán)境保護政策法規(guī)和管理體系，力爭環(huán)境污染的狀況有所減輕，生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢開始減緩，重點城

39、市和地區(qū)環(huán)境質量得到改善，使全國環(huán)境保護工作上一個大臺階。5.3.2 完善環(huán)保法規(guī)政策 環(huán)境保護是我國一項基本國策，經(jīng)過 20 多年的環(huán)境法制建設，我國的環(huán)保法規(guī)已形成了一套比較完整的體系，包括憲法、刑法、環(huán)境保護法、單項法、行業(yè)法規(guī)、部門規(guī)章、地方性法規(guī)和地方政府規(guī)章、環(huán)境標準、國際環(huán)保公約等。其中環(huán)境標準又可分為國家、行業(yè)、地方標準，及環(huán)境質量標準、污染物排放標準、基礎標準和方法標準等。目前我國已有6 部環(huán)境法，10 多部與環(huán)境相關的資源、生態(tài)保護及能源法，幾十個國務院的行政法規(guī)，數(shù)百項環(huán)境標準及地方性法規(guī)及標準。與火電so2 控制密切相關的國家法律是1987年制定的中華人民共和國大氣污染

40、防治法，1995 年進行了修訂，2000 年再次進行了修訂。明確對火電廠進行大氣污染物排放控制的國家標準是1991 年制定的gb132231991燃煤電廠大氣污染物排放標準，1996 年進行了修訂，并改為gb132231996火電廠大氣污染物排放標準。對大氣污染的控制、特別是對火電廠的so2 控制也是一次比一次嚴格，目前此標準又將得到修訂。5.3.3 適宜的排放標準 排放標準的制定必須充分考慮國家的經(jīng)濟水平和技術條件，如果標準太松，則達不到保護環(huán)境的目的；反之，如標準太嚴，不切合實際，大多數(shù)企業(yè)難以達標，標準得不到執(zhí)行，同樣也達不到保護環(huán)境的目的。因此制定與經(jīng)濟、技術水平相適應的排放標準非常重

41、要，而且必須隨著經(jīng)濟和技術水平的提高適時修訂。5.3.4 經(jīng)濟手段在so2控制中的應用世界各國環(huán)境經(jīng)濟政策經(jīng)常采用的經(jīng)濟手段主要包括：罰款制度、稅收手段、收費制度、明晰產(chǎn)權與建立市場、金融手段、財政手段、責任補償、環(huán)境協(xié)議和押金退款制度等。罰款制度即規(guī)定污染物排放標準或排放量，如果企業(yè)超過排放標準或排放量則需交納罰款，屬于處罰性收費，這種制度是經(jīng)濟手段中的最簡單最常用的一種，在經(jīng)濟發(fā)展的初期，在世界各國得到普遍采用，即使在經(jīng)濟發(fā)展達到很高水平的國家，仍然得到使用，只是處罰的力度更大，被處罰的對象大大減少。通過經(jīng)濟手段的高壓政策，使各so2排放大戶有所警惕，必須采取各種措施，減少so2排放，是現(xiàn)代經(jīng)濟社會中必不可少的一種政策。6 結果比較6.1 政策干預比較通過對各種控制so2排放的政策的分析，得出：提高全民環(huán)保意識加強so2 污染控制法規(guī)建設，才是控制整體so2排放的根本措施。另外，全國各行各業(yè)都有控制 so2 排放的義務和責任，不僅是電力系統(tǒng)要減少so2排放。如美國從1975年到1987 年，so2 排放總量下降了19%，從2560萬t下降到2070萬t，其中燃料燃燒產(chǎn)生的 so2 僅下降了18%，而工業(yè)過程產(chǎn)生的so2則下降了32%，下降了150萬t。6.2 單筒煙囪改