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火电厂灰渣"零排放"的实践

北极星电力网技术频道    作者:黄弋洲   2010/11/17 9:59:46   

 关键词:  火电厂 灰渣 零排放

     
  前言
  中国"十一五"规划纲要提出,"十一五"期间单位国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。简言之,就是节能减排。这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措;也是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。重视火电厂的灰渣综合利用,是加快节能减排步伐,发展循环经济,实现企业经济效益、社会效益、生态环境效益和谐统一的必经之路,也是企业生存、发展的客观要求。如何实现灰渣"零排放",大力发展循环经济,本人到耒阳发电厂做过一次学习和调研,认为该厂的做法和经验值得借鉴。
  大唐耒阳发电厂是中国大唐集团全资的基层企业,位于湖南省耒阳市,于1987年建厂,前后进行两期建设,一期建设两台200MW发电机组(后均改造为210MW),分别于1988年、1989年投产;二期为两台300MW发电机组,分别于2003年和2004年投产。现装机容量为1020MW,每年耗煤约为300万吨,产生灰渣80多万吨。
  近年来,该厂结合对灰渣综合利用,发展循环经济等问题进行了战略性的谋划,从进煤、混掺、燃烧到除灰、渣等环节开展了卓有成效的工作,取得了一定的效果和经验,很值得加以总结。
  一、立足灰渣"零排放",提高认识是根本
  所谓"零排放"是指不断地减少污染物和能源排放直至为零的活动:即减少[Reduce]废弃物产量、再利用[Reuse]废弃物、循环利用[Recycle]废弃物。三个英文单词取第一个字母都是R,简称3R(Reduce,Reuse,Recycle)原则及生态产业等技术,实现对自然资源的完全循环利用,从而不给大气,水体和土壤遗留任何废弃物。
  大唐耒阳发电厂的领导清晰地认识到,立足于灰渣"零排放",发展循环经济,是国家环保政策的要求,也是耒阳发电厂可持续发展的要求。2006年以来,全国上下加强了节能减排工作,国务院发布了加强节能工作的决定,制定了促进节能减排的一系列政策措施。中国大唐集团对节能减排工作非常重视,曾先后将2007年、2008年分别确定为整个集团系统的节约年、环保年。领导班子的三项责任制,也改成了四项责任制,增加了环保目标。其中,减少灰渣排放就是重要指标之一。同时,灰渣排放也曾是长期困扰大唐耒阳发电厂的问题,迫切需要加以解决。
  (一)是灰场库容量无法满足灰渣连年积累量。
  在电厂建厂初期就建设了占地面积1200多亩的灰场,专门存放锅炉灰渣。在二期扩建时,再次加征灰场面积,同时加高坝体。自投产近20年来,灰场已存放1000万吨粉煤灰,灰场内基本存满。是否再次加高坝体还是另建新灰场,已成为电厂急需解决的问题。这样的问题在很多火电厂存在过。灰场带来的问题还远远不止这些。南方夏季是多雨季节,时常造成灰场灰水泄漏,污染了下游的稻田、水塘等;在冬季干旱季节,特别是大风一吹,灰场干滩面有时会大面积扬灰,铺天盖地,会给邻近村庄造成大面积粉尘污染。电厂每年都发生多起因灰场而引起的赔偿纠纷,这样既影响了企业的形象,又给企业造成了经济损失。
  (二)是灰渣管道维护工作量非常巨大。
  电厂采用传统的水力除灰渣系统,将灰渣冲至排灰渣泵房,再由中继泵房通过管道水力输送至3公里外的鹿岐峰灰场。这种除灰渣方式不仅浪费了大量的水资源、土地资源等,而且污染环境,加大了企业的发电成本。特别是因水力除灰渣管道磨损大,造成灰渣管道维护工作量非常大。电厂投产以来,多次对灰渣管道更换改造,设计对材质也提出过更高的要求,但仍然发生了几十次灰渣管道磨破,维修任务非常繁重和耗用经费很多,同时因灰渣泄漏到农田引发纠纷不断,灰渣排放已经严重困扰着企业的安全稳定生产。
  二、实现灰渣"零排放",降低灰渣产量是关键
  为实现灰渣零排放,电厂对生产全过程实行管控,从电煤采购开始,到电煤存放、混掺、燃烧以及灰渣排放、利用等过程都进行了综合考虑,从各个环节入手,采取加强管理、利用技改等措施降低灰渣排放量。
  在采购电煤环节,电厂根据设计煤种对发热量、挥发份、灰份划定了范围。即使在电煤采购十分困难的时期,如2008年上半年,湖南省电煤采购处于紧张状态,但是电厂严格遵守煤质要求的范围,对超出范围的煤种即便价低也不采购。此措施对来煤灰份进行了有效管控。
  在来煤进电厂煤场过程中,电厂对照锅炉设计煤种对来煤进行适当掺配。电厂进煤主要有山西煤、江西煤以及当地煤,各煤种发热量、挥发份、灰份都不相同。电厂利用输煤皮带转运、煤场混掺、煤仓混掺等方式将不同煤种掺合,既保证掺混后煤质接近设计煤质,又实现入炉煤质稳定燃烧。同时,对入炉煤粉细度、风量等方面都对制订了明确的运行操作规定和要求,保证了入炉煤有利于保持锅炉燃烧稳定,更有利于燃烧完全而降低单位煤耗。燃烧完全,自然产生的灰渣少;煤耗低,即耗煤少,也就相应减少了灰渣量。
  同时,该厂还通过多种方式如通过技改提高设备经济性能和安全性能,降低供电煤耗,并取得了喜人的效果。建厂初期,该厂供电煤耗已从88年时的491克/千瓦时,下降到2008年底342克/千瓦时,20年来供电煤耗降低149克/千瓦时,相当每年节约燃煤近9万吨(按照年60亿千瓦时发电量计算),相当每年少排灰渣近3万吨。
  三、控制灰渣排放量,综合利用是重点
  实现"零排放",一方面是要控制生产过程中产生的废弃物排放,将其减少到零;另一方面是将排放的废弃物充分利用。
  (一)控制生产过程中废弃物的排放。
  耒阳发电厂自投产以来,先后投入环保设施建设和改造资金达4亿元。在二期扩建时,高标准建设电除尘系统,积极采用了高效除尘器,使#3、4除尘器烟尘浓度控制在100mg/m3内。2007年先后对一期#1、2电除尘器进行了改造,从而使改造后的除尘效率达99.8%,烟尘浓度达到100mg/m3。每年少向大气排尘1400吨。随着我国对除尘干灰输送技术的不断成熟,该厂将水力除灰改造为干式输灰,为提高粉煤灰综合利用率创造了条件,也减少用水量和废水排放量。
  (二)加大灰渣综合利用力度,发展循环经济
  火电厂灰渣综合利用,是一个前景可观的环保产业。粉煤灰是水泥添加剂的重要原料之一,粉煤灰分选出来的Ⅰ、Ⅱ级产品可应用于混凝土搅拌站、高速公路及铁路等基础设施建设。脱硫石膏生产的β型石膏粉,是一种高效节能的新型建筑材料,可替代建筑中传统的抹灰材料如水泥、石灰,是一种室内专用的环保型新型抹灰材料。通过技术攻关,提升产品的附加值,发展循环经济,将"三废"产品变"废"成"金",实现公司效益、社会效益、生态环境效益的有机统一。近年来,耒阳发电厂在这方面也进行了有益的探索和实践,并取得了可喜的成效。
  一是锁定市场目标,发展综合利用。
  电厂早在上世纪90年代就开始对灰渣进行开发利用,但综合利用率仅21%。近年成立了专门负责灰渣处理和综合利用的再生资源利用公司,开展市场调研,加大营销力度,提升产品质量,灰渣综合利用逐年增加,2008年达到了82.4%,2009年1-5月份达到了87.7%。
  二是引进专业公司,解决遗留灰渣。
  该厂为将投产初期积存在灰场的1000万吨灰渣变废为宝。2006年,引入专业化的再生资源公司,变原来作坊式处理为规模化、集约型的再生资源有序利用,目前年处理灰渣量可达300万吨。
  三是加大投入,提高灰渣附加值。
  电厂抓住以粉煤灰为原料发展新型墙体材料产业的机遇,投资600万元增设干灰分选装置。目前,#3、4炉粉煤灰分选项目工程,近期可正式投产,每天可生产出Ⅱ级粉煤灰500吨左右,并可根据需要可生产出10-20%的Ⅰ级粉煤灰。这不仅大大提升了产品的附加值,而且将全厂的灰渣综合利用量提高到90%以上,并逐步形成了以粉煤灰为纽带的综合利用产业链。
  (三)是依靠技术创新,推动产品升级。
  耒阳发电厂拟与高等院校联合,引进开发"三高"(附加值高、利润高、市场占有率高)产品技术,形成有竞争力的拳头产品。电厂四台机组的烟气脱硫工程全部实施以后,正常情况下年产脱硫石膏在6万吨左右。脱硫石膏产品的开发将大大提高灰渣的利用率,也将提升企业的经济效益,实现资源最优化,效益最大化的目标。
  结束语
  耒阳发电厂经过几年对灰渣实现"零排放"的探索与实践,收获颇多。一是节能减排工作成效显著,不仅降低了煤耗,还降低了污染物、废弃物的排放量。二是解决了灰渣存放的难题,不仅不需要再建灰场,且原灰场即将腾空。三是降低生产维修费用,灰管、灰场以及除尘器维护工作量大大减少,相应维护费用也大幅度降低。四是为企业赢得了更多的经济效益,仅灰渣销售就可给企业带来可观的利润。
  由此可见,企业开展节能减排并不单纯是投入的问题,同时还是一个收入的问题。开展综合利用既实现了减排的需要,还实现了企业创收的目的,是真正的国家、社会与企业三方"三赢"的行为。
  

来源:长沙理工大学,湖南
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