電力工業(yè)是關(guān)系國計民生的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)。安全、穩(wěn)定和充足的電力供應(yīng)，是國民經(jīng)濟健康穩(wěn)定持續(xù)快速發(fā)展的重要前提條件。在中國，目前火力發(fā)電仍然是電力發(fā)展的主力軍，火電機組裝機容量約占全國發(fā)電設(shè)備裝機總量的四分之三。但是，火力發(fā)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(huán)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(fā)電的方式統(tǒng)稱為火力發(fā)電。按發(fā)電方式，火力發(fā)電分為燃煤汽輪機發(fā)電、燃油汽輪機發(fā)電、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和內(nèi)燃機發(fā)電。中國擁有大量的煤炭資源儲備，因此目前中國火力發(fā)電主要采用燃煤發(fā)電技術(shù)。

燃煤發(fā)電污染環(huán)境三宗罪

燃煤發(fā)電對環(huán)境的污染問題到底有多嚴(yán)重？燃煤發(fā)電究竟會產(chǎn)生哪些污染？

福建廈門嵩嶼電廠總經(jīng)理助理張文平介紹:“在燃煤發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)電能的全過程中，如果不加控制，會產(chǎn)生煙氣、粉塵、灰渣、廢水、廢液以及設(shè)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(huán)境污染。”

據(jù)了解，燃煤發(fā)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?qū)Νh(huán)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(shù)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(qū)。二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的直接罪魁禍?zhǔn)�。氮氧化物容易形成光化學(xué)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(fā)光化學(xué)煙霧事件，當(dāng)時致使大批居民發(fā)生眼睛紅腫、喉痛咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴(yán)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(tǒng)中的煤塵、鍋爐及灰渣系統(tǒng)中的煤塵和灰塵、濕法及干法脫硫系統(tǒng)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�。�，其在空氣中的穩(wěn)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(yè)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(xué)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(yè)廢水可通過植物吸收，在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)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(fā)電企業(yè)必須跨越的三道“環(huán)保”坎！如何治理這些污染，是擺在所有燃煤發(fā)電企業(yè)面前的巨大挑戰(zhàn)。

治理污染IT擔(dān)綱

隨著國家開始重視環(huán)境保護，各級政府將治理燃煤發(fā)電企業(yè)對環(huán)境的污染問題擺在了議事日程上，出臺了各種相關(guān)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，并投入巨資用于治理。

針對燃煤發(fā)電企業(yè)，國家制定了相應(yīng)的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn): 對二氧化硫排放的指標(biāo)限制在100mg/Nm3以下; 對粉塵的最高容許排放質(zhì)量濃度為10 mg／Nm3。

面對國家標(biāo)準(zhǔn)，各燃煤發(fā)電企業(yè)也認(rèn)識到環(huán)境保護的重要性，并表現(xiàn)出積極的態(tài)度。從2007年開始，紛紛投入巨資用于設(shè)備的改造，并不斷引進和開發(fā)各種新的技術(shù)與設(shè)備，以求達(dá)到國家制定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

張文平向記者介紹，粉塵污染和水污染屬于發(fā)電企業(yè)中的老問題，目前幾乎所有的燃煤發(fā)電廠都已經(jīng)具備處理粉塵污染和水污染的能力。而煙氣排放導(dǎo)致的二氧化硫污染和氮氧化物污染，則屬于目前環(huán)境治理中的新問題，也是需要注意的工作。根據(jù)國家要求，目前新建燃煤電廠必須同步安裝脫硫設(shè)施。擴建工程必須 “以老帶新”，即在新建機組安裝脫硫設(shè)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(chǎn)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(yīng)國家節(jié)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(shè)等環(huán)保治理，實現(xiàn)了“增產(chǎn)減污”，主要污染物的排放達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)控制值還降低50%以上。

“嵩嶼電廠所采用的脫硝技術(shù)，采用了今年國家新提出來的技術(shù)要求。雖然這項技術(shù)并不是強制性的要求，但嵩嶼電廠認(rèn)為這是為環(huán)保做的一個新貢獻(xiàn)，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(zhàn)，二氧化碳捕獲和填埋技術(shù)將在應(yīng)對這一挑戰(zhàn)中扮演重要角色，各國政府也正在制定相應(yīng)的政策法規(guī)來推動相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用推廣”。

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

據(jù)北疆電廠環(huán)保工程師楊鎖印介紹，北疆發(fā)電廠是國家循環(huán)經(jīng)濟試點項目，采用了“發(fā)電—海水淡化—濃海水制鹽—土地節(jié)約整理—廢棄物資源化再利用 ”的循環(huán)經(jīng)濟模式，規(guī)劃建設(shè)4×100萬千瓦燃煤發(fā)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(shè)施對煙氣進行治理外，對于電廠及海水淡化產(chǎn)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(chǎn)量的同時，節(jié)省了大量的土地面積，并且實現(xiàn)了電廠廢水的零排放。對電廠產(chǎn)生的廢渣及脫硫石膏，則進行進一步的開發(fā)及加工，用于生產(chǎn)天津濱海新區(qū)緊缺的建筑材料。

據(jù)了解，多項節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)在北疆電廠大范圍使用，如海水淡化裝置采用當(dāng)前世界上先進的低溫多效海水淡化技術(shù)，控制系統(tǒng)采用國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的DCS分散控制技術(shù)，制鹽在國內(nèi)開創(chuàng)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(yè)直接達(dá)到了國際環(huán)保要求。

張文平和楊鎖印都認(rèn)為，在電廠的節(jié)能減排工作中，IT技術(shù)發(fā)揮了出色的控制和監(jiān)測功能，不僅可以有效地控制電力的生產(chǎn)流程，還可以極大地提高可節(jié)能減排的效率。同時通過有效的數(shù)據(jù)采集，為環(huán)境監(jiān)管部門提供有效的決策依據(jù)。

特別是電力企業(yè)中普遍采用的離散控制系統(tǒng)DCS，所謂DCS就是以微型計算機為基礎(chǔ)，融匯計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、CRT屏幕顯示技術(shù)和自動控制技術(shù)為一體的計算機控制系統(tǒng)。它對電力的生產(chǎn)過程進行集中管理和分散控制，分布于生產(chǎn)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(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與中央控制室的各監(jiān)控操作站聯(lián)網(wǎng)，因此也被稱為集散控制系統(tǒng)(TDCS)。操作人員只要通過監(jiān)控站CRT終端,可以對全部生產(chǎn)過程的工況進行監(jiān)視和操作,網(wǎng)絡(luò)中的專業(yè)計算機適時地給各過程站發(fā)出控制信息，調(diào)整運行工況。

“采用DCS系統(tǒng)進行發(fā)電生產(chǎn)流程控制，在電力生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。隨著電廠對環(huán)境數(shù)據(jù)實時采集的需求不斷增加，DCS系統(tǒng)更是新增添了許多環(huán)境數(shù)據(jù)的實時采集、監(jiān)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(huán)保局或當(dāng)?shù)厥姓峤幌嚓P(guān)的環(huán)保數(shù)據(jù)報表，以表明自己達(dá)到了環(huán)保要求。隨著各地環(huán)保部門自身信息系統(tǒng)和政府網(wǎng)絡(luò)的逐漸完善，這些管理部門要求必須讓電廠的DCS系統(tǒng)與環(huán)保系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接，以便每天實時采集環(huán)保數(shù)據(jù)，并實時進行監(jiān)控。因此，DCS系統(tǒng)中必須增加相關(guān)的數(shù)據(jù)采集功能，為環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測及采集服務(wù)。“目前，嵩嶼電廠的DCS系統(tǒng)就與福建省、廈門市環(huán)保部門的信息系統(tǒng)連接，每天實時傳遞采集到的數(shù)據(jù)，環(huán)保部門可實時檢查，看是否達(dá)到了環(huán)保要求，這是IT系統(tǒng)為環(huán)境監(jiān)測做出的新貢獻(xiàn)。”張文平說。

“脫硫是治理燃煤電廠污染的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)！”楊鎖印對記者說:“北疆發(fā)電廠嚴(yán)格執(zhí)行國家及地方標(biāo)準(zhǔn)，并在該標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進行了進一步的提高——國家標(biāo)準(zhǔn)中對二氧化硫排放的指標(biāo)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(shù)也發(fā)揮了巨大作用。”

楊鎖印介紹，北疆電廠的自動控制系統(tǒng)會對煙氣系統(tǒng)、漿液系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)的流程參數(shù)進行監(jiān)控保護，同時設(shè)有過程自動控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)通過測量模件檢測生產(chǎn)過程熱工參數(shù)，在控制器中進行修正、補償、開環(huán)、閉環(huán)運算，同時在操作員監(jiān)控終端上進行監(jiān)控，系統(tǒng)運算結(jié)果輸出到控制現(xiàn)場讓設(shè)備執(zhí)行。自動控制系統(tǒng)還需要與磨粉機、旋轉(zhuǎn)分離器、增壓風(fēng)機、GGH、煙氣擋板、循環(huán)泵、皮帶機、儲液罐、上下料機、料倉等設(shè)備自帶的電氣設(shè)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(tǒng)屏幕的觀察和操作，能夠?qū)@些設(shè)備進行監(jiān)視、控制、報警、保護，并實現(xiàn)對歷史運行狀況的紀(jì)錄，整個發(fā)電廠的脫硫能力可以達(dá)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(yè)自備電廠四期4×13.5萬千瓦熱電機組的脫硫項目建設(shè)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(shè)施，采用以廢治廢的環(huán)保循環(huán)新型技術(shù)，脫硫效率運行成本以及廢渣綜合利用率在國內(nèi)都處于領(lǐng)先水平。據(jù)了解，該項目進行了一年的技術(shù)準(zhǔn)備，于2008年年3月份開始建設(shè)，預(yù)計8月將建成。

資金保障是關(guān)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(fā)一度電，國家給予人民幣一分五的補貼用于開展除硫等環(huán)保項目。這對于減輕企業(yè)的資金負(fù)擔(dān)起到了關(guān)鍵作用。”張文平介紹說。

楊鎖印介紹說，北疆發(fā)電廠用于環(huán)保治理的總投資達(dá)7億元，約占電廠工程靜態(tài)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(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為272克／千瓦時，而2006年，全國發(fā)電煤耗平均為366克／千瓦時，未采用脫硫設(shè)施時約排放6克的二氧化硫，采用高效脫硫設(shè)施后約排放0.22克二氧化硫。其自動監(jiān)控和管理系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用，目前電廠用于IT方面的投入已經(jīng)達(dá)到了4000萬元。”

燃煤發(fā)電企業(yè)在執(zhí)行節(jié)能減排政策的同時，依然面臨一些困難。張文平說，發(fā)電企業(yè)實施節(jié)能減排所需要投入的設(shè)備和技術(shù)費用通常在數(shù)億元以上，初始購置成本巨大。除此之外，影響火電公司使用減排設(shè)施的障礙還有其昂貴的日常營運費用，這也是不小的一筆開支。楊鎖印感慨道:“執(zhí)行國家的政策自然義不容辭，但成本問題也確實制約著節(jié)能減排工作的進一步開展。歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)在這方面也沒有很好的解決辦法。煙氣的高效低成本處理及綜合利用技術(shù)是個世界性難題和全球性課題。要想更有效地實施節(jié)能減排，還需要更為先進的技術(shù)設(shè)備，IT行業(yè)應(yīng)當(dāng)擔(dān)當(dāng)起推動技術(shù)發(fā)展的責(zé)任。”

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