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新疆生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
循環(huán)硫化床電廠環(huán)保改造技術(shù)應(yīng)用研究
中國(guó)設(shè)備工程 / 2021-12-27 / ：213
摘要：中煤大同能源有限責(zé)任公司電廠（下稱電廠），充分利用礦井疏干水、工業(yè)廢水、生活污水等水資源，改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現(xiàn)了污水零排放；進(jìn)行鍋爐低氮燃燒和超低排放等改造工程，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效和煙氣綜合治理；實(shí)施煤場(chǎng)封閉工程后有效減少了煤粉對(duì)于環(huán)境的污染，提高了環(huán)境質(zhì)量，對(duì)當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境改善具有積極的意義；利用熱能梯級(jí)節(jié)能技術(shù)思路，進(jìn)行機(jī)組靈活性改造，提升電廠余熱回用效率，降低碳排放，實(shí)現(xiàn)了綜合利用與城市集中供熱；電廠以控制污染物排放總量為主線，堅(jiān)持污染防治與生態(tài)保護(hù)并重，環(huán)境保護(hù)工作發(fā)生了質(zhì)的變化，已逐步取得了全方位、多層次的環(huán)保成果，以上技術(shù)改造和創(chuàng)新，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；環(huán)保；節(jié)水；經(jīng)濟(jì)；減排；效益
1 污水回收達(dá)到零排放
大同市水資源嚴(yán)重匱乏。全市人均水資源占有量415.8m³，其中本地水資源占有量325m³，占全省人均水資源占有量的85.3%，占全國(guó)人均占有量的12%，遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的人均500m³的嚴(yán)重缺水界限；同時(shí)，隨著工業(yè)發(fā)展與人口增長(zhǎng)，加劇水資源污染排放和地下水嚴(yán)重超采等現(xiàn)象。電廠為了減少地下水使用量和排污量，充分利用礦井疏干水、工業(yè)廢水、生活污水等水資源，自2017年開始，電廠不斷學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程，加大水處理資金投入，實(shí)現(xiàn)了污水回收處理再利用，達(dá)到了污水零排放目標(biāo)。
1.1 礦井疏干水回用
煤礦在開采過程中破壞了地下水原始賦存狀態(tài)并產(chǎn)生了裂隙，使各含水層之間的水力聯(lián)系變得密切，大氣降水、地表水等沿著原有和新的裂隙滲入井下采掘空間形成的地下水稱為“疏干水”，由于疏干水水質(zhì)渾濁，金屬離子含量較大，疏干水的排放不僅浪費(fèi)了寶貴的地下水資源，而且造成了一系列的環(huán)境污染，根據(jù)環(huán)保、節(jié)水、經(jīng)濟(jì)的原則，我廠新增了一套板式陶瓷膜過濾系統(tǒng)，進(jìn)行礦井疏干水回收處理再利用，煤礦污水收集至電廠疏干水原水箱，經(jīng)過疏干水板式陶瓷膜過濾池，最后進(jìn)入工業(yè)蓄水池。2019年回收量為4817t，2020年回收量為59531t，近3年累計(jì)減少地下水使用量64348t，我廠除鹽水成本13元/噸，疏干水回收成本1.5元/噸，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保成果。
1.2 中水回用
中水分為工業(yè)廢水和生活污水，包括化學(xué)水處理系統(tǒng)清洗廢水、過濾器反洗水、鍋爐排污廢水、冷卻塔排污水、城市熱網(wǎng)管網(wǎng)排污廢水、公司辦公樓污水等，由于中水種類多，各種廢水的污染物種類、含量和排量不固定，致使中水的成分非常復(fù)雜，其主要污染物有懸浮物、油、有機(jī)物等。我廠增加了工業(yè)廢水和生活污水兩套水處理設(shè)備設(shè)施，工業(yè)廢水是收集生產(chǎn)排放水，通過工業(yè)廢水處理設(shè)備（機(jī)械攪拌澄清器、油水分離器、全自動(dòng)自清洗過濾器、污泥濃縮池、板框式污泥脫水機(jī)等設(shè)備），最后進(jìn)入工業(yè)蓄水池；生活污水是收集公司行政區(qū)、電廠生活污水，通過生活污水處理設(shè)備（化糞池、一體化處理等設(shè)備），最終匯入工業(yè)蓄水池。在生產(chǎn)、生活環(huán)節(jié)中，提高了生活污水、工業(yè)廢水、含煤廢水的回用規(guī)模與范圍，實(shí)現(xiàn)了中水全部回收再利用，2018年年度中水回收量為146802t，2019年年度回收量為171623t，2020年回收量為191266t，近三年累計(jì)減少地下水使用量為509691t，中水回收費(fèi)用2.5元/噸，中水回收利用也是我廠一項(xiàng)重要的節(jié)水綜合措施，帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益及社會(huì)效益。
1.3 節(jié)水工藝
鍋爐補(bǔ)給水主要用的是水處理車間經(jīng)過反滲透及EDI裝置處理過的脫鹽高純水，我廠為了降低鍋爐水汽的損失，使鍋爐補(bǔ)充水率降低，鍋爐水系統(tǒng)加藥由磷酸鹽更換為氫氧化鈉，經(jīng)過氫氧化鈉處理后，鍋爐減少了排污，關(guān)閉了連續(xù)排污，由連續(xù)排污變?yōu)槎ㄆ谂盼?；同時(shí)，在排污期間，有一部分蒸汽會(huì)排到空氣中，避免了進(jìn)一步增加汽水損耗?；瘜W(xué)水處理車間制水所產(chǎn)生的濃水以前安排專人拉運(yùn)，經(jīng)過簡(jiǎn)單的設(shè)備升級(jí)改造，灰?guī)旆呕页龎m、超低排放煙道冷卻、廠區(qū)綠化等全部使用濃水，進(jìn)一步廢物利用，實(shí)現(xiàn)了濃水零排放。
通過一系列節(jié)水減排措施，我廠2018年度濃水回用111519t，2019年度回用86879t，2020年回用110621t，近3年累計(jì)減少地下水使用量309019t，不僅節(jié)省了每年40萬元濃水拉運(yùn)費(fèi)用，而且還節(jié)約了72萬元的水費(fèi)。電廠近三年用水量情況統(tǒng)計(jì)表如表1。
2 煙氣治理實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排
為全面貫徹落實(shí)山西省大氣污染治理計(jì)劃的各項(xiàng)要求，實(shí)現(xiàn)山西省政府下達(dá)的大氣污染防治目標(biāo)，持續(xù)改善大同市環(huán)境空氣質(zhì)量，秉承守護(hù)“大同藍(lán)”的方針。2017年9月～2018年7月，電廠完成了超低排放改造工程，改造范圍包括對(duì)原有鍋爐進(jìn)行低氮燃燒改造，增加兩套循環(huán)流化床干法脫硫除塵一體化系統(tǒng)、并對(duì)現(xiàn)有SNCR脫硝系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)、供電系統(tǒng)，熱工控制系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施進(jìn)行了必要的改造，從而實(shí)現(xiàn)了電廠煙氣超低排放的目標(biāo)。電廠近3年煙氣排放指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表如表2。
本次改造在保持原有布袋除塵器的基礎(chǔ)上，每臺(tái)爐新增一套除塵脫硫一體化系統(tǒng)（即流化床超凈吸收塔+超凈布袋除塵器），爐膛內(nèi)部二次風(fēng)口、中心筒內(nèi)徑、分離器入口煙道等系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造。煙氣經(jīng)過鍋內(nèi)SNCR脫硝完成NOx脫除后，進(jìn)入循環(huán)流化床反應(yīng)塔，在塔內(nèi)煙氣與形成流化狀態(tài)的吸收劑物料接觸，在噴水降溫共同作用下，SO2等酸性污染物質(zhì)完成反應(yīng)脫除，煙氣中細(xì)微粉塵顆粒和重金屬汞等物質(zhì)通過凝并作用，匯集成較粗顆粒，進(jìn)入配套布袋除塵器后，利用織密濾袋及表面濾餅層，兩級(jí)濾袋過濾脫除。
超低排放改造工程完工后，鍋爐平均床溫較改造前降低了約30℃，運(yùn)行中能夠有效控制SO2、NOx、粉塵濃度。根據(jù)2020年年度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，SO2平均排放濃度2.47mg/Nm³，NOx平均排放濃度27.46mg/Nm³，粉塵平均排放濃度1.82mg/Nm³，煙氣排放指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)值要求，符合燃煤電廠大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，該系統(tǒng)最大特點(diǎn)是可以高效完成脫硫除塵一體化，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效和煙氣超低排放的目標(biāo)。
3 煤場(chǎng)封閉提高環(huán)境質(zhì)量
電廠原煤場(chǎng)四周為擋風(fēng)抑塵網(wǎng)設(shè)計(jì)，已不能滿足環(huán)保要求，為了減少煤粉揚(yáng)塵污染，提高人民群眾的環(huán)境質(zhì)量，改善當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境，2019年8～11月電廠完成了煤場(chǎng)氣膜全封閉改造工程，煤場(chǎng)封閉工程主體采用充氣膜結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)128.5m、寬112m，環(huán)墻高度3m，膜結(jié)構(gòu)完成高度為46m，建筑面積為14060㎡，安裝部分由基礎(chǔ)部分、膜材部分、網(wǎng)索部分、模塊式組合風(fēng)柜、智能控制系統(tǒng)、排氣換氣系統(tǒng)、降塵措施、氣密結(jié)構(gòu)部分、備用能源等系統(tǒng)組成，成為大同市首座充氣膜儲(chǔ)煤場(chǎng)和最大單體充氣膜結(jié)構(gòu)建筑及中煤集團(tuán)首個(gè)應(yīng)用于電廠儲(chǔ)煤場(chǎng)的氣膜結(jié)構(gòu)設(shè)施，將煤場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響降至最低，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收，也成為地標(biāo)建筑，提升了企業(yè)在當(dāng)?shù)氐挠绊懥Α?/span>
氣膜式儲(chǔ)煤場(chǎng)照明符合綠色節(jié)能理念，膜材對(duì)自然光透射率達(dá)10%～15%，透射光在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生均勻的漫射光，白天能夠充分利用日照光度無須補(bǔ)光，夜晚利用高效節(jié)能的二次漫反射的專利照明系統(tǒng)，無陰影、無眩光，無死角，大大節(jié)約照明能耗。同時(shí)，煤場(chǎng)氣膜利用氣壓來支撐，以鋼索作為輔助，無須梁、柱支撐，獲得更大的利用空間，膜材具有耐高溫、熱傳導(dǎo)率低、較高熱反射率和阻燃性能優(yōu)越等特點(diǎn)。實(shí)施煤場(chǎng)封閉后有效減少了煤粉對(duì)于環(huán)境的污染，提高了環(huán)境質(zhì)量，對(duì)當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境改善具有積極的意義，2019年我廠顆粒物無組織排放環(huán)保稅費(fèi)182.84萬元，2020年費(fèi)用16.8萬元，節(jié)約166.04萬元，煤場(chǎng)封閉后，顆粒物無組織排放環(huán)保稅費(fèi)大幅降低。
中煤大同能源有限責(zé)任公司電廠在地方政府環(huán)保部門和上級(jí)公司的關(guān)心、支持和幫助下，持續(xù)深入踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，緊緊圍繞政府提出的創(chuàng)建國(guó)家環(huán)保模范城市的戰(zhàn)略部署，以改善環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，以控制污染物排放總量為主線，堅(jiān)持污染防治與生態(tài)保護(hù)并重，電廠環(huán)境保護(hù)工作發(fā)生了質(zhì)的變化，全力推進(jìn)環(huán)保工作建設(shè)，已逐漸取得了全方位、多層次的環(huán)保工作成果，為全市環(huán)境保護(hù)建設(shè)提供了強(qiáng)有力的環(huán)?；A(chǔ)和環(huán)保理念，實(shí)現(xiàn)了從“煤都黑”向“大同藍(lán)”的轉(zhuǎn)變，如今藍(lán)天白云已經(jīng)成為大同常態(tài)，“大同藍(lán)”這張新名片也將越擦越亮。
