天燃气发电厂2.docx
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天燃气发电厂2
1．天然气电厂的基本情况
天然气属于清洁能源，天然气发电具有显著的环保效益。
不论从污染物的实际减排量来看,还是从经济角度衡量其环保价值，都能反映天然气电站在环保方面的贡献。
近年来,随着国内加大天然气勘探与开发的力度,以及“西气东输”和从国外引进天然气（包括液化天然气）项目的实施,各省市均在规划建设天然气燃机电站,天然气发电呈现出蓬勃发展的喜人景象,在未来的几年内我国天然气的可用量将成倍增长,由此将改善我国的一次能源结构和大气环境。
天然气主要成分为甲烷,也包括一定量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物及氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。
纵观30多年来国内外重大可燃性危险性气体事故有:
1974年英国NYPRO公司环己烷泄漏事故、1984墨西哥城液化石油气爆炸事故、1984年印度博帕尔市郊农药厂甲基异氰酸盐泄漏事故、1997年北京东方化工厂爆炸事故、2003年重庆开县井喷事故、2004年重庆天原化工总厂氯气泄漏事故。
中国天然气发电还存在四大制约因素：
一是发电用的天然气不能保证供应，建成的天然气电厂不能发电，每年遭受巨大的经济损失；二是按照目前的天然气价格，天然气发电缺乏竞争力。
目前中国规划建设的燃气电厂所面临的市场环境各有差异，但关于燃气电厂经济性分析的结论是一致的，即燃气电厂的上网电价高于同地区的脱硫燃煤电厂的上网电价。
三是天然气发电面临履行购气照付不议合同的义务和参与电力市场竞争的双重压力。
燃气电厂位于天然气工业下游，必须按国际惯例与供气方签订长期照付不议购售气合同，燃气电厂又位于电力系统的上游，按照中国电力工业改革的趋向，必须参与电力市场竞争，于是燃气电厂处于上下游夹攻的两难境地。
四是天然气供气方式对燃气电厂运行方式存在制约。
燃气电厂的优势在于运行灵活、启停迅速，适宜于担负电力系统的调峰、调频、事故备用等变动负荷，这就要求供应适应于调峰要求的灵活气源，但供气方无法满足这种要求。
2、环境风险源的基本情况
2.1发电工艺及原辅材料
2.1.1发电工艺原理
燃料在燃气轮机内燃烧后，放出热能加热给水，使燃料化学能转化为蒸汽内能，蒸汽推动汽轮机做功，完成热能向动能的转化。
最后利用发电机，再将机械能转化成电能，这就完成了燃气电厂的全部生产过程。
天然气发电厂主要由燃烧系统、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。
世界上利用天然气发电普遍采用燃气—蒸汽联合电厂（CCGT）的形式。
与燃煤电厂相比，天然气联合循环电厂具有投资少、对环境污染小、整体循环效率高、调峰性能好、占地少、建设周期短、厂用电率低、耗水少、可用率高等优点。
2.1.2天然气发电厂的工艺流程
天然气发电厂的主要工艺流程为：
图1天然气发电厂的主要工艺流程
2.2主要的原辅材料
天然气发电厂的原辅材料种类繁多，但常见的有煤炭，天然气，柴油。
氨水等，以下是原辅材料表：
表1原辅材料一览表
编号
原料和能源
使用环节
作用
1
天然气
锅炉燃烧
燃烧后提供热量，发电的主要能源
2
柴油
有需要用到柴油的设备
为机械设备运转提供能源
3
氨水（NH3·H2O）
给水水处理
化学除氧，从而防止给水系统发生腐蚀。
4
联氨（N2H4）
给水水处理
化学除氧，从而防止给水系统发生腐蚀。
5
氢气
发电机发电
将氢气作为发电机的冷却介质。
6
氯气（Cl2）或液氯
给水水处理
向循环水中加氯杀死水中微生物，防止微生物在凝汽器内繁殖，形成粘垢，引起传热效率的降低和腐蚀。
7
盐酸（HCl）
清洗管道，锅炉等
锅炉本体及灰管道、汽机凝汽器等的化学清洗药品
8
氢氧化钠（NaOH）
清洗管道，锅炉等
锅炉本体及灰管道、汽机凝汽器等的化学清洗药品
9
抗燃油（EH油）
在汽轮发电机组中添加作为介质
防止起火
10
六氟化硫（SF6）
高压开关设备
绝缘气体
2.2.1主要原辅材料的理化特性
表2原辅材料理化特性一览表
编号
名称
理化性质
毒理毒性
1
天然气
易燃
有毒
2
柴油
易燃易挥发，不溶于水，易溶于醇和其他有机溶剂
麻醉和刺激作用，毒性低
3
氨水（NH3·H2O）
无色有强烈刺激气味液体，具有弱碱性，易挥
刺激性和腐蚀性
4
联氨（N2H4）
无色油状液体，有类似于氨的刺激气味。
联氨易挥发、易燃、易爆，极毒
有毒
5
氢气
无色无味的气体
易发生燃烧和爆炸，
6
氯气（Cl2）或液氯
黄绿色气体，有窒息性臭味，有毒
有毒，强氧化性
7
盐酸（HCl）
一般含有杂质而呈黄色。
是一种强酸
强腐蚀性
8
氢氧化钠（NaOH）
纯固体烧碱呈白色，有块状、片状、棒状、粒状，纯液体烧碱呈无色透明体
强腐蚀性
9
抗燃油（EH油）
一种抗燃性的纯乙磷酸脂液体
有毒
10
六氟化硫（SF6）
无色、无味、无臭、无毒的惰性非燃烧气体
无毒
2.2.2危险化学品的储存情况
表3危险化学品存储情况一览表
序号
物质品名称
储存方式
1
天然气
储存罐
2
柴油
储存罐
3
氨水（NH3·H2O）
储存罐
5
联氨（N2H4）
储存罐
6
氢气
储存罐
7
氯气（Cl2）或液氯
储存罐
8
盐酸（HCl）
储存罐
9
氢氧化钠（NaOH）
储存罐
10
抗燃油（EH油）
储存罐
2.3运行设备
表4电厂运行设备表
编号
设备类型
设备明细
1
燃气轮机
加压机、燃机、发电机、大型二氧化碳灭火装置以及相应的控制系统、辅助设备等
2
余热锅炉
风烟挡板门、密封风机、炉水循环泵、锅筒、锅炉给水泵以及相应的辅助设备等
3
汽轮机组
汽轮机、加热器、发电机、除氧器以及相应的辅助设备等
4
高压输电设备
发电机，变压器，高压断路器等
3、“三废”排放及处理情况
3.1电厂废水的排放情况
随着人们环境意识的加强和水资源短缺的日益突出，废水处理越来越受到人们的关注和重视。
天然气电厂是一个用水大户，同时也是一个排水大户。
因此，废水处理和回收利用也就无疑成为了保证火力发电厂安全、经济运行和控制污染，维持生态环境的重要内容。
天然气电厂的废水主要包括：
工业废水、和生活污水
3.1.1工业废水
工业废水亦称工业总排废水，包括工业冷却水排水、化学水处理系统酸碱再生废水、过滤器反洗废水、锅炉清洗废水、输煤冲洗和除尘废水、含油废水、冷却塔排污废水等。
由于工业废水的种类多，各类废水的污染物种类、含量和排量不固定，致使工业废水的成分相当复杂，其主要污染物有：
悬浮物、油、有机物和硫化物等，这类废水排入受纳水体将会引起不同程度的环境污染，造成生态破坏。
废水处理采用水解酸化+曝气生物滤池（BAF）工艺，工艺流程如下：
图2水解酸化+曝气生物滤池（BAF）工艺流程图
厂区各处的废水经下水道进入调节水池，调节水池对来自不同区域的废水进行水质、水量的调节。
调节池前设置格栅。
废水再经提升泵进入水解酸化池，来提高废水的可生化性，减轻后续曝气生物滤池的冲击负荷，进而提高曝气生物滤池的处理效果。
经过曝气生物滤池处理的出水自流入回用水池：
反冲洗水经溢流排水槽排至调节池。
3.1.2生活污水
天然气发电厂生活污水约占电厂总需水量的10％左右，生活污水中的污染物成分较复杂，主要为生活废料和人的排泄物，其数量、成分和污染物质浓度与居民的生活习惯、用水量有关，其中存在大量的适合微生物生活繁殖的有机物。
此类废水排人受水体后会使水中有机物剧增，甚至引起受纳水体富营养化。
废水处理采用自净式微氧接触氧化处理工艺，处理工艺流程为为：
图3自净式微氧接触氧化处理工艺流程图
3.2固体废物的产生和处理情况
天然气发电厂在生产过程中不断产生各种固体废物,如未进行有效的管理,既会对环境带来危害,又浪费了相当一部分可回收利用的资源。
因此,固体废物的管理已成为环保工作,尤其是火电厂的环境保护与管理工作的重要组成部分。
分类火电厂在生产过程中产生固体废物基本上可分为三大类:
可回收固体废物、不可回收固体废物、危险废物。
具体如下：
表5固废类型和处理表
固废类型
具体固废
处理方式
可回收固体废物
纸品、废金属、塑胶品、等
卖给回收站和一些企业
不可回收固体废物
杂草枯枝以及遗弃的生活垃圾等
环卫部门统一处理
危险废物
遗留的雷管、报废的固态状化学药品及其包装物
危险废物必须交有具有相应资格的单位进行收集、运输、处理和处理
3.3废气污染物的产生及排放情况
天然气发电厂产生废气，其中有硫和硝。
大量排入大气会产生污染形成酸雨。
天然气电厂烟气处理脱硫脱硝是发电厂的工程中的一个工程程序，指的是处理含硫化合物的一个工程，基本上以处理二氧化硫为主。
二氧化硫的治理可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后进行三大类。
燃烧前是指对燃料进行处理，如洗煤、气化、液化等；燃烧中是指炉内脱硫，如流化床燃烧脱硫、炉内喷钙脱硫、型煤固硫和利用脱硫添加剂等；燃烧后脱硫即指烟气脱硫，目前国内外采用的脱硫技术中，主要采用的方法仍然是烟气脱硫。
如可以采用石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺，基本过程为：
（1） 气态SO2与吸收浆液混合、溶解
（2） SO2进行反应生成亚硫根
（3） 亚硫根氧化生成硫酸根
（4） 硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐
（5） 硫酸盐从吸收剂中分离
用石灰石作吸收剂时，SO2在吸收塔中转化，其反应式如下：
CaCO3+2 SO2+H2O ←→Ca（HSO3）2+CO2
Ca（HSO3）2+O2+ CaCO3+3 H2O ←→2CaSO4.2H2O+CO2
工艺流程图如下：
图4废气处理工艺流程图
4、环境风险源与环境风险评价
4.1环境风险源的识别
根据《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ/T169-2004）和《重大危险源辨识》（GB18218-2009），重大危险源中确定的危险物料仓储点同时作为环境风险源，可能造成环境污染事故的废水处理设施、锅炉烟气处理设施等也作为环境风险源。
环境风险物质如下：
表6危险化学品存储情况一览表
序号
物质品名称
储存方式
1
天然气
储存罐
2
柴油
储存罐
3
氨水（NH3·H2O）
储存罐
5
联氨（N2H4）
储存罐
6
氢气
储存罐
7
氯气（Cl2）或液氯
储存罐
8
盐酸（HCl）
储存罐
9
氢氧化钠（NaOH）
储存罐
10
抗燃油（EH油）
储存罐
发电厂发电的过程中使用的危险化学品具有较高的危险性，甚至会发生火灾、爆炸、电气伤害等多种事故危险，同时会污染周边水体和土壤等。
4.1.1主要风险物料的危险特性表
表7危险化学品存储情况一览表
编号
名称
理化性质
毒理毒性
1
天然气
易燃
有毒
2
柴油
易燃易挥发，不溶于水，易溶于醇和其他有机溶剂
麻醉和刺激作用，毒性低
3
氨水（NH3·H2O）
无色有强烈刺激气味液体，具有弱碱性，易挥
刺激性和腐蚀性
4
联氨（N2H4）
无色油状液体，有类似于氨的刺激气味。
联氨易挥发、易燃、易爆，极毒
有毒
5
氢气
无色无味的气体
易发生燃烧和爆炸，
6
氯气（Cl2）或液氯
黄绿色气体，有窒息性臭味，有毒
有毒，强氧化性
7
盐酸（HCl）
一般含有杂质而呈黄色。
是一种强酸
强腐蚀性
8
氢氧化钠（NaOH）
纯固体烧碱呈白色，有块状、片状、棒状、粒状，纯液体烧碱呈无色透明体
强腐蚀性
9
抗燃油（EH油）
一种抗燃性的纯乙磷酸脂液体
有毒
10
六氟化硫（SF6）
无色、无味、无臭、无毒的惰性非燃烧气体
无毒
依据环境因素识别评价准则主要对企业以下几方面进行了风险基本情况调查：
a.对生产区每个生产车间使用的化学物质名称、物化性质及贮存量进行统计分析；
b.对药品储存区各类化学材料名称、物化性质及贮存量进行统计分析；
c.对危险废物的产生量、贮存情况以及委外处理情况进行统计分析；
d.对环境风险类物质的运输、装卸情况进行了分析；
e.对生产过程中产生的废水及废气的收集、储存、治理等设施进行了分析；
f.对生产车间的各产品生产工艺流程简介，主要生产装置说明，危险物料储存方式进行分析；
经过分析，天然气电厂的主要环境风险如下：
1、各种有毒有害的物质泄漏造成人员中毒窒息，污染周边水环境和大气环境；
2、在企业生产的过程中发生火灾事故，爆炸，电气伤害等多种事故危险。
物料泄漏事故，造成水、大气，土壤环境污染；
3、三废治理环节设备运转不正常的情况下造成排放事故，造成环境污染；
4、……
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