水泥廠低溫余熱發電工程環境影響評價要點初探
在新型干法水泥生產過程中從窯尾預熱器排放的350~400℃左右的廢氣及窯頭熟料蓖冷機排放的200一250℃廢氣的熱量,相當于整個熟料燒成系統總熱耗量的35%左右,除了烘干原料用去部分余熱外,大部分余熱未在熟料燒成過程中回收利用。充分利用水泥生產過程中的廢氣余熱建設純低溫余熱發電裝置,既可大量回收和充分利用余熱發電或熱電聯供,又可減少生產對環境的廢熱及粉塵等污染,成為水泥工業節能降耗的有效途徑。在日本,大部分預分解窯生產線采用了低溫余熱發電技術。國內也有部分企業實施了此類技術。
如何編制好水泥廠低溫余熱發電工程環境影響評價報告,對于環境影響評價單位是一個新課題。目前尚未見到有關編制此類工程環評報告的技術要求,本文試結合筆者負責的《福建省永安金銀湖水泥有限公司低溫余熱電站技改工程(3MW)環境影響報告》的工作體會,談一些初淺看法。
1 評價要點概述
與普通的水泥廠項目環評相比,水泥廠低溫余熱發電的要點在于產業政策、工程概況、污染源與環境影響分析、節能
降耗與清潔生產分析等幾個方面。
1.1產業政策
環評工作中,行業的產業政策符合性分析是環評的首要任務,若項目不符合該行業的產業發展精神,環保主管部門有權不授理該項目的環評審批工作。故尋求項目的產業政策支持是至關重要的。對于水泥廠低溫余熱發電工程,相關的產業政策有:《產業結構調整指導目錄(2005年本)》、《中國節能技術政策大綱》、《關于加快水泥工業結構調整的若干意見》。
應注意的是政策所指的”余熱發電”是指純低溫余熱發電,即不需要再補充新的熱源的發電工程。而帶補燃的水泥廠余熱利用發電方式,需在建設余熱鍋爐的基礎上另建燃煤鍋爐,起補燃作用,補燃部分相當于一個自備小火電站,在回收部分廢氣余熱的同時,又加大了對環境的污染,故低溫余熱補燃發電項目是國家不提倡、不支持的項目。
1.2工程概況
水泥廠低溫余熱發電技術在我國尚屬新興技術,故在環評報告的工程分析中需對項目情況進行詳盡介紹,遇到疑問之處需與設計部門溝通協商。同時要注意的是,低溫余熱發電大多是在現有的工程上加以改造,即相當于是改建工程,故在工程概況中,需對現有的工程規模、污染源進行詳盡介紹,并對擬采用的余熱發電工程進行分析介紹,在此基礎上對項目的’‘三本帳”進行分析。
1.3污染源與環境影響分析
由于水泥廠低溫余熱發電工程位于廠區內,施工期短,占地面積小,故施工期的環境影響比較小,重點在于運營期。運營期的環境影響可從大氣、水、噪聲、固體廢物等4個方面分析,因不涉及礦區開采,故一般水泥廠工程重點分析的生態環境可不考慮。
大氣:低溫余熱發電工程建成后,水泥廠對周圍大氣環境的總體影響應該是較工程建設前減輕的。這主要是因為:低溫余熱發電技改工程,不添加任何燃料,原材料用量、生產工藝不變,從物料平衡的角度分析,大氣污染物的排放量未增加。
同時,余熱利用后,窯頭、窯尾的廢氣排放溫度比原先降低,減輕熱污染影響。
水:排放的廢水主要包括循環水系統排水、余熱鍋爐排污、化學水處理車間等生產廢水。水污染要重點說明余熱鍋爐排放的污水,有沒有熱污染的可能性,這是不同普通水泥廠環評的一個要點,也是一難點。
噪聲:余熱發電工程新增的噪聲源主要為凝汽式汽輪機、發電機組、冷卻水泵等,其影響分析與一般的改擴建工程無異,在計算聲環境影響時需將現有工程的噪聲源一并考慮,噪聲影響較工程建設前略有增加。
固體廢物:該類工程一般在窯頭增設沉降室,并且窯頭、窯尾余熱鍋爐對粉塵有較好的沉降作用,廢氣經余熱鍋爐換
熱后,沉降下來的爐灰均回用于水泥生產,不外排。工程建設不會增加固體廢物的影響。
1.4節能降耗與清潔生產分析
純低溫余熱發電技術能將廢氣中的熱能合理地轉化為電能,可有效地減少水泥生產過程中的能源消耗,節能效果顯著,同時能夠降低生產成本,提高產品竟爭力。利用純低溫余熱發電不需另外耗用燃料,這樣就不會增加二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等氣體排放,節省的電力相當于減少大氣污染物的排放,同時廢氣通過余熱鍋爐降低了排放的溫度,減輕了熱污染。這些指標都可列人清潔生產分析的范疇。
2.實例
福建省永安金銀湖水泥有限公司現有一條日產2500t水泥熟料生產線,公司準備利用該水泥生產線的窯頭、窯尾余熱
資源,建設一套低溫余熱電站,為本廠水泥生產供電。
2.1產業政策
該工程建設符合以下相關政策:
(1)《產業結構調整指導目錄(2005年本)》,中華人民共和國國家發展和改革委員會2005年第40號令。
該目錄中鼓勵類第26小類”環境保護與資源節約綜合利用”第35項為’舊產2000t及以上熟料新型干法水泥生產余熱發電”,明確了國家鼓勵日產2000t及以上熟料新型干法水泥生產線進行余熱發電技術改造。
(2)《中國節能技術政策大綱》(2005年修訂稿),國家發改委與科技部,2005年7月。
該大綱指出:要重視工業窯爐余熱余能利用,明確支持”大型新型干法水泥窯純低溫余熱發電”項目。
(3)《關于加快水泥工業結構調整的若干意見》的通知,國家發改委、國家環保總局等8部委,2006年4月。
該通知提出”新型干法水泥噸熟料熱耗由130kg下降到110kg標煤,采用余熱發電生產線達40%,水泥單位產品綜合能耗下降25%”是調整目標之一,要加強”……低溫余熱發電……等研究、應用”。
本工程日產水泥2500t,工藝采用新型干法水泥生產線,屬純低溫余熱發電,符合上述政策。
2.2工程概況
方案組成中具體包括發電工程、熱力系統、循環水冷卻系統、化學水處理系統、爐灰處理系統,其中熱力系統為整個工藝技術的核心。在生產線窯頭設余熱鍋爐1臺,利用窯頭熟料冷卻機的廢氣余熱作為余熱鍋爐熱源;在窯尾設余熱鍋爐1臺,利用窯尾廢熱作為余熱鍋爐熱源。窯頭余熱鍋爐生產的過熱蒸汽,窯尾余熱鍋爐生產的蒸汽,作為汽機的主進汽,送入汽輪機帶動發電機發電。余熱鍋爐出口的廢氣仍分別回到水泥生產線收塵器,處理后經窯頭、窯尾煙囪排放。
熱力系統采用l臺凝汽式汽輪機組+2臺余熱鍋爐,余熱利用總量為5300*104J/h。汽輪機主蒸汽參數為1.25MPa300℃,
產生蒸汽量共約18.3t/d。熱量經發電系統利用后平均發電功率約為2.9MW,裝機功率確定為3MW。
2.3污染源與環境影響分析
2.3.1大氣污染源與大氣影響分析
本項目余熱發電技改工程,不改變現有的水泥熟料生產工藝,不擴大現有生產規模與產量,不增加原材料使用量,也不添加任何燃料,因此不增加新的大氣污染源排放點,大氣污染物仍是(煙)粉塵、S02、NOx。由于原材料用量、生產工藝及除塵設備不變,從物料平衡的角度分析.大氣污染物的排放量也未增加。因此發電工程投人運營后,總廠附近的大氣環境質量不會發生變化。
從技改前后窯頭、窯尾的廢氣排放量來看,本工程技改前后廢氣量增加43200m3/h,全年增加廢氣31104萬m3/a。發電工程實施后,窯頭、窯尾電除塵器出口廢氣排氣溫度下降,窯頭出口廢氣溫度由原先的360℃降至100℃,窯尾出口廢氣溫度
由原先的340℃降至235℃,減輕了對環境的熱污染影響。
2.3.2水污染源與水環境影響分析
本工程排放的廢水主要包括循環水系統排水、余熱鍋爐排污、化學水處理車間等生產廢水和生活廢水排污等,生產廢水18.1m3,生活廢水0.2m3/h,工程總排水量為18.3m3/h。
本項目生產廢水排水溫度比取水口溫度高約5℃,其排放量僅7.9m3/h,該廠現有生產廢水為8.1m3/h(常溫排放)。經估算,生產廢水總排口排放溫度比常溫高2.5℃。為預測本項目溫排水對納污水體影響,保守起見,本評價不考慮溫排水與納污
水體混合過程中與周圍環境進行的熱交換。根據預測,在枯水期本項目排放的生產廢水將使納污水體太平溪水體溫升達0.加9℃,遠小于《地表水環境質量標準》GB3838一2002中規定的標準。因此技改電站工程排放的污水對周圍水域的溫升影
響很小。
2.3.3噪聲源與聲環境影響分析
噪聲源主要為凝汽式汽輪機、發電機組、冷卻水泵、鍋爐排汽的短暫噪聲,噪聲級在95~98dB之間。經預測,廠界北側
的噪聲略有超標,需提出整治措施。
2.3.4固體廢物
經估算,當水泥生產線窯頭及窯尾廢氣經余熱鍋爐換熱
后,沉降下來的窯灰量共10.2t/h,分別將窯灰就近送回水泥生產系統,固廢可做到零排放,不會對環境造成不利影響。
2.4節能降耗與清潔生產分析
本工程社會效益主要表現為節能和節水。工程完成后可利用余熱5300x104kJ/h,經發電系統利用后年平均發電量約為
2088x104kwh,相當于年節約標準煤約7607.1t。本工程在一條水泥生產線窯尾增設余熱鍋爐后,使進人水泥生產線增濕塔
的煙氣溫度降至250℃以下,減少了增濕塔的噴水量,大大降低了水耗,年約節水57600t。
3 改進思路
水泥廠低溫余熱發電技術在國內尚處于起步階段,對該類項目的環評接觸較少,筆者認為今后遇到類似環評工程,有幾個要點需特別關注:
(1)廢水熱污染影響。這是該類工程影響分析中的一個重點和難點,如何準確定量分析值得進一步深人分析,這方面的
工作需要有工程設計單位的有力配合。
(2)清潔生產分析指標。余熱發電工程無疑屬”清潔”工程,應合理、有針對性地選取清潔生產分析指標,如廢氣利用率、
節水率等。對于這些指標的評價標準,有待進一步探討。
參考文獻
福建省環境科學研究院.福建省永安金銀湖水泥有限公司低溫余熱電站技改工程(3MW)環魔影響報告,2006
編輯:
監督:0571-85871513
投稿:news@ccement.com