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电厂烟囱防腐改造工程环境影响预测及验证方法的研究

电厂烟囱防腐改造工程环境影响预测及验证方法的研究

1 烟囱防腐工程必要性
火力发电厂湿法脱硫系统设置烟气再热器( GGH) 的主要目的是通过GGH 的换热作用提高烟囱入口烟气的温度, 以增加烟囱出口烟气的抬升高度,( 1) 减少烟气对烟道及烟囱的腐蚀,( 2)降低烟囱周围的污染物落地浓度。但由于GGH 普遍存在堵塞问题,使能耗增加,影响主机安全;进吸收塔的烟气温度升高,耗水量增加;净烟气若不能达到设计排放温度,易对下游设施造成腐蚀[1];且随着日益加严的环保要求,GGH 原烟气侧向净烟气侧的泄漏影响了烟气的稳定达标排放。本文以当地某电厂机组为例,综合考虑利弊,取消烟气系统GGH 有利于能源节约与环保排放,但必须进行烟囱防腐改造。
2 环境影响可行性论证
利用模型预测分析烟囱防腐改造工程期间及竣工后对周边环境的影响,并利用监控数据进行跟踪验证。预测模型选用AERMOD,该模型是一个稳态烟羽扩散模式,可基于大气边界层数据特征模拟点源、线源、面源、体源等排放出的污染物在短期( 小时平均、日平均) 、长期( 年平均) 的浓度分布,适用于评价范围小于等于50 km 的农村或城市地区、简单或复杂地形;选用该城市3 座空气自动监测数据作为周边环境空气监测值。
1.1 施工期环境影响原有烟囱采用新增钛- 钢板内筒方案进行防腐改造,防腐改造期间( 施工期约50 天,在2014 年非供暖期开展) 改用临时烟筒排放,每台脱硫系统FGD 装置后均需安装一台临时烟筒,材质为钛合金,高度大于60m,出口内径5m。
施工期使用临时烟筒排放情况下的各污染物区域地面日均浓度最大预测值与实际值见表1。
由此可见,施工期间采用临时烟筒排放时,锅炉烟气影响区域内地面日均浓度预测值与实际值相差不大, 因Aermod 预测模式已考虑了最不利的气象条件,预测比实际浓度偏高;但因临时烟囱高度过低, 该工程施工期大气污染物贡献值还是较高的,应尽可能缩短施工期。
1.2 竣工后环境影响
烟囱防腐改造完成后,将恢复使用高度为210m、出口内径5米的烟囱,但GGH 此时已拆除,需考虑烟温降低带来的影响。竣工后正常工况下,2014 年烟筒排放的各污染物区域地面日均浓度最大预测值与实际值见表2。表2 竣工后污染物地面日均浓度最大预测值与实际值由此可见,工程竣工后恢复原有烟囱排放,锅炉烟气影响区域内地面日均浓度预测值与实际值相差不大, 同样因Aermod 预测模式已考虑了最不利的气象条件,预测比实际浓度偏高;同时可见该工程竣工后大气污染物贡献值明显降低,对周边环境影响在可接受范围内。
3 结语
3.1 尽管拆除烟气系统GGH 有一定副作用, 但综合考虑利弊, 取消GGH 长期有利于能源节约与环保排放,但需要开展烟囱防腐改造工程。
3.2 该工程施工期及竣工后,各敏感点SO2、NO2浓度预测值、实际值均能满足《环境空气质量标准》( GB3095- 2012)[2]二级标准要求;PM2.5由于背景浓度原本就超标因而不能满足二级标准要求, 细颗粒物超标与北方干旱扬尘天气有一定关系,受冬季燃煤影响也较明显。3.3 选用该城市3 座空气自动监测数据作为实际监测值对比,Aermod 预测值偏高,但误差不大;除施工期影响稍大外,烟囱防腐改造工程实施后各锅炉烟气污染物浓度对周边环境贡献值较小,该类工程总体可行。
3.4 建议类似工程合理安排施工期时间,控制工况减少排放,尽量缩短施工期时间,且应避免在采暖期使用临时烟筒,以减轻对周围环境空气的影响。
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