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水泥技术|水泥厂低温余热发电工程环境影响评价要点初探
作者:防水之家  建材之家    2017-03-09  浏览:36
防水之家讯:在新型干法水泥生产过程中从窑尾预热器排放的350~400℃左右的废气及窑头熟料蓖冷机排放的200一250℃废气的热量,相当于整个熟料烧成系统总热耗量的35%左右,除了烘干原料用去部分余热外,大部分余热未在熟料烧成过程中回收利用。充分利用水泥生产过程中的废气余热建设纯低温余热发电装置,既可大量回收和充分利用余热发电或热电联供,又可减少生产对环境的废热及粉尘等污染,成为水泥工业节能降耗的有效途径。在日本,大部分预分解窑生产线采用了低温余热发电技术。国内也有部分企业实施了此类技术。

如何编制好水泥厂低温余热发电工程环境影响评价报告,对于环境影响评价单位是一个新课题。目前尚未见到有关编制此类工程环评报告的技术要求,本文试结合笔者负责的《福建省永安金银湖水泥有限公司低温余热电站技改工程(3MW)环境影响报告》的工作体会,谈一些初浅看法。

1 评价要点概述
与普通的水泥厂项目环评相比,水泥厂低温余热发电的要点在于产业政策、工程概况、污染源与环境影响分析、节能
降耗与清洁生产分析等几个方面。

1.1产业政策
环评工作中,行业的产业政策符合性分析是环评的首要任务,若项目不符合该行业的产业发展精神,环保主管部门有权不授理该项目的环评审批工作。故寻求项目的产业政策支持是至关重要的。对于水泥厂低温余热发电工程,相关的产业政策有:《产业结构调整指导目录(2005年本)》、《中国节能技术政策大纲》、《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》。

应注意的是政策所指的”余热发电”是指纯低温余热发电,即不需要再补充新的热源的发电工程。而带补燃的水泥厂余热利用发电方式,需在建设余热锅炉的基础上另建燃煤锅炉,起补燃作用,补燃部分相当于一个自备小火电站,在回收部分废气余热的同时,又加大了对环境的污染,故低温余热补燃发电项目是国家不提倡、不支持的项目。

1.2工程概况
水泥厂低温余热发电技术在我国尚属新兴技术,故在环评报告的工程分析中需对项目情况进行详尽介绍,遇到疑问之处需与设计部门沟通协商。同时要注意的是,低温余热发电大多是在现有的工程上加以改造,即相当于是改建工程,故在工程概况中,需对现有的工程规模、污染源进行详尽介绍,并对拟采用的余热发电工程进行分析介绍,在此基础上对项目的’‘三本帐”进行分析。

1.3污染源与环境影响分析
由于水泥厂低温余热发电工程位于厂区内,施工期短,占地面积小,故施工期的环境影响比较小,重点在于运营期。运营期的环境影响可从大气、水、噪声、固体废物等4个方面分析,因不涉及矿区开采,故一般水泥厂工程重点分析的生态环境可不考虑。

大气:低温余热发电工程建成后,水泥厂对周围大气环境的总体影响应该是较工程建设前减轻的。这主要是因为:低温余热发电技改工程,不添加任何燃料,原材料用量、生产工艺不变,从物料平衡的角度分析,大气污染物的排放量未增加。
同时,余热利用后,窑头、窑尾的废气排放温度比原先降低,减轻热污染影响。

水:排放的废水主要包括循环水系统排水、余热锅炉排污、化学水处理车间等生产废水。水污染要重点说明余热锅炉排放的污水,有没有热污染的可能性,这是不同普通水泥厂环评的一个要点,也是一难点。

噪声:余热发电工程新增的噪声源主要为凝汽式汽轮机、发电机组、冷却水泵等,其影响分析与一般的改扩建工程无异,在计算声环境影响时需将现有工程的噪声源一并考虑,噪声影响较工程建设前略有增加。

固体废物:该类工程一般在窑头增设沉降室,并且窑头、窑尾余热锅炉对粉尘有较好的沉降作用,废气经余热锅炉换
热后,沉降下来的炉灰均回用于水泥生产,不外排。工程建设不会增加固体废物的影响。

1.4节能降耗与清洁生产分析
纯低温余热发电技术能将废气中的热能合理地转化为电能,可有效地减少水泥生产过程中的能源消耗,节能效果显著,同时能够降低生产成本,提高产品竟争力。利用纯低温余热发电不需另外耗用燃料,这样就不会增加二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等气体排放,节省的电力相当于减少大气污染物的排放,同时废气通过余热锅炉降低了排放的温度,减轻了热污染。这些指标都可列人清洁生产分析的范畴。

2.实例
福建省永安金银湖水泥有限公司现有一条日产2500t水泥熟料生产线,公司准备利用该水泥生产线的窑头、窑尾余热
资源,建设一套低温余热电站,为本厂水泥生产供电。

2.1产业政策
该工程建设符合以下相关政策:
(1)《产业结构调整指导目录(2005年本)》,中华人民共和国国家发展和改革委员会2005年第40号令。
该目录中鼓励类第26小类”环境保护与资源节约综合利用”第35项为’旧产2000t及以上熟料新型干法水泥生产余热发电”,明确了国家鼓励日产2000t及以上熟料新型干法水泥生产线进行余热发电技术改造。

(2)《中国节能技术政策大纲》(2005年修订稿),国家发改委与科技部,2005年7月。
该大纲指出:要重视工业窑炉余热余能利用,明确支持”大型新型干法水泥窑纯低温余热发电”项目。

(3)《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》的通知,国家发改委、国家环保总局等8部委,2006年4月。

该通知提出”新型干法水泥吨熟料热耗由130kg下降到110kg标煤,采用余热发电生产线达40%,水泥单位产品综合能耗下降25%”是调整目标之一,要加强”……低温余热发电……等研究、应用”。

本工程日产水泥2500t,工艺采用新型干法水泥生产线,属纯低温余热发电,符合上述政策。

2.2工程概况
方案组成中具体包括发电工程、热力系统、循环水冷却系统、化学水处理系统、炉灰处理系统,其中热力系统为整个工艺技术的核心。在生产线窑头设余热锅炉1台,利用窑头熟料冷却机的废气余热作为余热锅炉热源;在窑尾设余热锅炉1台,利用窑尾废热作为余热锅炉热源。窑头余热锅炉生产的过热蒸汽,窑尾余热锅炉生产的蒸汽,作为汽机的主进汽,送入汽轮机带动发电机发电。余热锅炉出口的废气仍分别回到水泥生产线收尘器,处理后经窑头、窑尾烟囱排放。

热力系统采用l台凝汽式汽轮机组+2台余热锅炉,余热利用总量为5300*104J/h。汽轮机主蒸汽参数为1.25MPa300℃,
产生蒸汽量共约18.3t/d。热量经发电系统利用后平均发电功率约为2.9MW,装机功率确定为3MW。

2.3污染源与环境影响分析
2.3.1大气污染源与大气影响分析
本项目余热发电技改工程,不改变现有的水泥熟料生产工艺,不扩大现有生产规模与产量,不增加原材料使用量,也不添加任何燃料,因此不增加新的大气污染源排放点,大气污染物仍是(烟)粉尘、S02、NOx。由于原材料用量、生产工艺及除尘设备不变,从物料平衡的角度分析.大气污染物的排放量也未增加。因此发电工程投人运营后,总厂附近的大气环境质量不会发生变化。

从技改前后窑头、窑尾的废气排放量来看,本工程技改前后废气量增加43200m3/h,全年增加废气31104万m3/a。发电工程实施后,窑头、窑尾电除尘器出口废气排气温度下降,窑头出口废气温度由原先的360℃降至100℃,窑尾出口废气温度
由原先的340℃降至235℃,减轻了对环境的热污染影响。

2.3.2水污染源与水环境影响分析
本工程排放的废水主要包括循环水系统排水、余热锅炉排污、化学水处理车间等生产废水和生活废水排污等,生产废水18.1m3,生活废水0.2m3/h,工程总排水量为18.3m3/h。

本项目生产废水排水温度比取水口温度高约5℃,其排放量仅7.9m3/h,该厂现有生产废水为8.1m3/h(常温排放)。经估算,生产废水总排口排放温度比常温高2.5℃。为预测本项目温排水对纳污水体影响,保守起见,本评价不考虑温排水与纳污
水体混合过程中与周围环境进行的热交换。根据预测,在枯水期本项目排放的生产废水将使纳污水体太平溪水体温升达0.加9℃,远小于《地表水环境质量标准》GB3838一2002中规定的标准。因此技改电站工程排放的污水对周围水域的温升影
响很小。

2.3.3噪声源与声环境影响分析
噪声源主要为凝汽式汽轮机、发电机组、冷却水泵、锅炉排汽的短暂噪声,噪声级在95~98dB之间。经预测,厂界北侧
的噪声略有超标,需提出整治措施。

2.3.4固体废物
经估算,当水泥生产线窑头及窑尾废气经余热锅炉换热
后,沉降下来的窑灰量共10.2t/h,分别将窑灰就近送回水泥生产系统,固废可做到零排放,不会对环境造成不利影响。

2.4节能降耗与清洁生产分析
本工程社会效益主要表现为节能和节水。工程完成后可利用余热5300x104kJ/h,经发电系统利用后年平均发电量约为
2088x104kwh,相当于年节约标准煤约7607.1t。本工程在一条水泥生产线窑尾增设余热锅炉后,使进人水泥生产线增湿塔
的烟气温度降至250℃以下,减少了增湿塔的喷水量,大大降低了水耗,年约节水57600t。

3 改进思路
水泥厂低温余热发电技术在国内尚处于起步阶段,对该类项目的环评接触较少,笔者认为今后遇到类似环评工程,有几个要点需特别关注:

(1)废水热污染影响。这是该类工程影响分析中的一个重点和难点,如何准确定量分析值得进一步深人分析,这方面的
工作需要有工程设计单位的有力配合。

(2)清洁生产分析指标。余热发电工程无疑属”清洁”工程,应合理、有针对性地选取清洁生产分析指标,如废气利用率、
节水率等。对于这些指标的评价标准,有待进一步探讨。


参考文献
福建省环境科学研究院.福建省永安金银湖水泥有限公司低温余热电站技改工程(3MW)环魔影响报告,2006


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