爱华网浅析火力发电厂的污染和治理
背景：当今社会经济的飞速发展，工业生产居民生活等对电的需求十分大。在我查阅的资料显示，2011年全国全社会用电量达4.69万亿千瓦时，同比增长11.7%；2012年全国电力需求增速将有所回落，据中电联初步预测，全年全国发用电量5.13万亿千瓦时，增速比2011年回落2个百分点左右，呈现前低后高走势。2012年全国新增电力装机容量比2011年要减少1000万千瓦左右，是2006年以来投产最少的一年。也是在这样的背景下，我国的火力发电发展的也是十分的迅速，从我国整个电力的一个发展的系统状况来说，火力发电是占了85%以上的份额。目前除了火力发电之外其他的像火力发电还有风力发电、太阳能发电包括像核电发电都是占了极小的部分。
摘要：在火力发电普及，并给我们带来好处的同时，我们也发现了它所具有的污染性。本文主要从其污染性以及解决办法出发，有一个综合性的陈述。
正文：
一、什么是火力发电？
1、概念：火力发电(thermal power，thermoelectricity power generation)是指利用煤炭、石油、天然气等固体、生产过程.01液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过热能来加热水，使水变成高温产生高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机继而发电的一种发电方式。在所有发电方式中，火力发电是历史最久的，也是最重要的一种。由于地球上化石燃料的短缺，人类正尽力开发核能发电、核聚变发电以及高效率的太阳能发电等，以求最终解决人类社会面临的能源问题。目前，火力发电主要是指使用动力煤发电，其所占中国总装机容量约在70%以上。火力发电所使用的煤，占工业用煤的50%以上。来自“清洁高效燃煤发电技术协作网”2007年会的信息显示，目前我国发电供热用煤占全国煤炭生产总量的50%左右。大约全国90%的SO2排放由煤电产生，80%的CO2排放量由煤电排放。
2、分类：火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的。按原动机分汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电。按所用燃料分，主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。
3、系统：主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、电气系统(以汽轮发电机、主变压器等为主)、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽;电气系统实现由热能、机械能到电能的转变;控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
二、火力发电的工作原理
火电厂是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。
三、火力发电对环境的污染
火电厂生产电能的全过程中，各种排放物对环境的影响超过一定限度而造成环境质量的劣化。这些排放物包括燃料燃烧过程排出的尘粒、灰渣、烟气；电厂各类设备运行中排出的废水、废液，以及电厂运行时发出的噪声。 火电厂污染物 分为固体的、液体的和气体的几类以及噪声，主要有以下6种。
①尘粒：包括降尘和飘尘。主要是燃煤电厂排放的尘粒。中国火电厂年排放尘粒约 600万吨。尘粒不仅本身污染环境，还会与二氧化硫、氧化氮等有害气体结合，加剧对环境的损害。其中尤以10微米以下飘尘对人体更为有害。一般燃煤电厂的飞灰尘粒中，小于10微米
的占20～40％。
②二氧化硫(SO2):煤中的可燃性硫经在锅炉中高温燃烧，大部分氧化为二氧化硫，其中只有0.5～5％再氧化为三氧化硫。在大气中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常缓慢，但在相对湿度较大、有颗粒物存在时，可发生催化氧化反应。此外，在太阳光紫外线照射并有氧化氮存在时，可发生光化学反应而生成三氧化硫和硫酸酸雾，这些气体对人体和动、植物均非常有害。大气中二氧化硫是造成酸雨的主要原因。据1988年估计，中国每年向大气中排放的二氧化硫（包括火电厂的排放）为1700万吨左右。全国 189个环境监测站的监测结果表明，中国遭受酸雨污染的农田已达4000万亩，每年造成的农业经济损失在15亿元以上。减少火电厂排放的二氧化硫至关重要。
③氧化氮（NO）:火电厂排放的氧化氮中主要是一氧化氮，占氧化氮总浓度的90％以上。一氧化氮生成速度随燃烧温度升高而增大。它的含量百分比还取决于燃料种类和氮化物的含量。煤粉炉氧化氮排量为440～530ppm;液态排渣炉则为800～1000ppm。二氧化氮刺激呼吸器官，能深入肺泡，对肺有明显损害。一氧化氮则会引起高铁血红蛋白症，并损害中枢神经。
④废水：火电厂的废水主要有冲灰水、除尘水、工业污水、生活污水、酸碱废液、热排水等。除尘水、工业污水一般均排入灰水系统。80年代中国灰水年排放量有6亿多吨,其中一部分PH超标，灰水呈碱性。个别电厂灰水中还有氟、砷超过标准，还有部分灰水悬浮物超标。灰中的氧化钙过高还会引起灰管结垢。 酸碱废液主要来自锅炉给水系统。不同的锅炉给水处理系统排出的酸碱废液量不同。阴、阳离子处理系统要排出40％左右的酸碱，移动床排出20％。另外，酸洗锅炉的废酸液一般都排入中和池，中和以后再排出。 热排水主要是经过凝汽器以后排出的循环水，一般排水温度要比进水温度高 8℃。如热水排入水域后超过水生生物承受的限度，则会造成热污染，对水生生物的繁殖、生长均会产生影响。
⑤粉煤灰渣：是煤燃烧后排出的固体废弃物。其主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁及部分微量元素。粉煤灰既是“废”也是“资源”。如不很好处置而排入江河湖海，则会造成水体污染；乱堆放则会造成对大气环境的污染。
⑥噪声：火电厂的噪声主要有锅炉排汽的高频噪声、设备运转时的空气动力噪声、机械振动噪声以及电工设备的低频电磁噪声等。其中以锅炉排汽噪声对环境影响最大。排汽噪声最大可达130分贝(A)。
四、解决方法
大气污染
1、在发电厂锅炉烟道上加装电除尘器，以减少烟气中烟尘对于大气的污染，为了满足2010年新办法的排放标准，还需要在电除尘器后再设置布袋除尘器，以提高除尘效率；
2、在锅炉烟道中装设脱硝设施，将烟气中的氮化物分离出来，以减少烟气中氮化物的污染；3 、降低锅炉燃烧温度，将其中心点燃烧稳定控制在800℃以下，以减少氮化物的产生； 4 、在锅炉烟道后加装脱硫装置，将烟气中的二氧化硫分离下来，以减少烟气二氧化硫对大气的污染；
5、提高锅炉及发电机组的综合效率，以降低煤耗，减少同发电容量下的二氧化碳排放量；
6、研究减少二氧化碳排放的新工艺和新技术，减少二氧化碳的排放。
水污染
综合考虑各种污水的产生、水量和水质的控制，污水输送集中的方式，污水处理装置的设置和处理方法，以及污水经人工处理后的排放和回收利用，水体、土壤等自净能力诸因素，进行全面规划，采取综合防治措施。水污染的综合防治包括人工处理与自然净化（土地处理、水体自净等）相结合，无害化处理与综合利用（如利用火电厂排放的热水流入水库以发展养殖业，但同时避免热污染）相结合，以及在可能条件下推行闭路循环用水系统，发展无废水或少废水生产工艺等。总之，要综合考虑水资源规划、水体用途、经济投资和自净能力，运
用系统工程方法，采用优化方案解决水污染的问题。利用火电厂的粉煤灰（它本来也是一种污染物）净化污水是一个明显的综合利用实例。粉煤灰经过酸处理并加以活化后，和石灰及少量聚合电解质一起使用，可清除大部分工业废水和城市废水中的污染物。 查阅资料得知中国自进入60年代以来，对粉煤灰的研究和利用也取得较大的进展。粉煤灰用于农业，可改善土壤的物理结构，提高地温和保水能力。粉煤灰含有磷、钾、镁、硼、钼、锰、钙、铁、硅等植物所需的化学元素，适量施用粉煤灰能促进植物的生长,增加产量,还能提高作物的抗病能力。在工业方面，粉煤灰和煤渣可用来制造砌筑砂浆和墙体材料等。从煤渣中还可回收能源，例如利用炉渣(其中含碳)烧制粘土砖，可节省燃料。此外，中国近年在利用火电厂的液态渣方面也取得进展。采用增钙技术可使煤渣成为水泥和墙体材料的优质原料；钙增加后可吸收煤中的硫，生成硫化钙，成为渣中的活性组分，并可减少排入大气中的二氧化硫。增钙液态渣工艺与煤粉炉排灰工艺相比，渣的利用价值高，节约用水，减少二氧化硫排放量，有利于环境保护。但这种工艺需改用立式旋风炉，并要求使用优质煤，因而难以广泛应用。火电厂的粉煤炭数量很大，出于技术经济条件的限制,还不能全部利用，需要堆存一部分。因此,火电厂在选择厂址时，即应预先考虑设置可堆存10～20年的贮灰场。可根据电厂所处的地理位置，选择附近的小沟、洼地、废河湾、煤矿塌陷区修建贮灰场。它的底部要有防水防渗设施。贮灰场要妥善管理，在已堆满的灰场上覆土造田，植树种草，或进行表面药物处理，防止粉煤灰飞扬。
噪声污染
噪声污染是局部性的和无后效的。当噪声源的声输出停止后，污染立即消失，不留下任何残余物质。因此，噪声的防治主要是控制声源和声的传播途径，以及对接收者进行保护。例如,对炉膛、风道共振引起的噪声,采用隔声板可取得降噪10～20分贝（dB）的效果；对进气、排气噪声，安装微孔消声器可降低10～30分贝；对机械转动部件动态不平衡引起的噪声，进行平衡调整可降低10～20分贝；安装隔声罩可使电机噪声降低10～20分贝。
五、结语
从我国目前的能源结构来看，火力发电仍然是大势所趋，尽管其存在环境污染，但是在技术的革新下，火力发电厂的污染也慢慢变小，随着新能源的兴起，核电站，风力发电，潮汐能等等能源也作为一种新潮流，逐渐走入我们生活。但是核电站仍存在一些隐患，因此，我国仍然以火力发电为主力军，在这个前提下，我们只有做好防护措施，治理好火力发电厂带来的污染，提高技术，提高发电效率才可以。
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