清洁生产是火力发电工业可持续发展的必然选择
李丽1，李炜2，姚唯建1
(1.广东省电力试验研究所，广东 广州 510600；
2. 湛江发电厂，广东湛江 524099)
摘 要：火力发电工业要实现可持续发展，必须实施清洁生产，将清洁生产的思想和理念运用到火电生产中去，也就是以最小的环境影响和资源能源利用，按最佳的管理模式达到最优化的经济增长水平，最终实现经济的可持续发展目标，为此，对燃煤发电厂如何开展清洁生产，提出实施技术与途径，从而取得更好的社会效益和经济效益，促进人类社会文明发展。
关键词：清洁生产；火力发电；可持续发展
我国以煤为主的一次能源结构决定了发电工业以火电为主的发展格局，因此电力工业能否实现可持续发展，关键取决于火力发电能否实现可持续发展，实现火力发电工业自身的可持续发展成为中国电力工业可持续发展的必然要求。清洁生产是实施可持续发展战略的最佳模式，是实现经济效益、社会效益与环境效益相统一的21世纪工业生产的基本模式。
广东作为全国的经济大省之一，电力的稳定持续发展对经济发展和社会进步起着重要的作用，但目前，清洁生产的工作在以火力发电为主的广东省电力行业中还未开展，人们对清洁生产的概念、意义、工作程序以及给企业可能带来的利益还不太了解，在思想上和观念上对清洁生产有些模糊，为此，对如何在火电行业开展清洁生产，如何实施清洁生产，提出了一些观点和方法，以供借鉴。
1清洁生产的概念
清洁生产是一种新的创造性思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品服务中，以增加生态效率，减少人类及环境的风险。对生产过程而言，要求节约原材料和能源，淘汰有毒的原材料，降减所有废物的毒性和数量；对产品而言，要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响；对服务而言，要求将环境因数纳入设计和所提供的服务中。清洁生产是一种全新的环境保护战略，是从单纯依靠末端治理逐步转向过程控制的一种转变。清洁生产从生态－经济两大系统的整体优化出发，借助各种相关理论和技术，将生产技术、生产过程、经营管理及产品等方面与物流、能流、信息流等要素有机结合起来并优化运行方式，从而实现以最小的环境影响和资源利用，按最佳的管理模式，达到最优化的经济增长水平，最终实现经济的可持续发展的目的。
将清洁生产的思想和理念运用在火电生产中，那么在原材料选用上应优先考虑使用清洁能源，燃煤采用清洁利用的方法；在发电过程中通过改进技术工艺、设备和优化过程控制，以减少粉尘、二氧化硫、氮氧化物、噪声、废水、灰渣等污染物的产生；通过废水回收处理和再循环利用技术，减少废水排放对环境的影响；通过干排灰、干排渣技术，提高灰渣的综合利用水平；通过变压器经济运行等技术，减少发电设备的电能损耗。
2清洁生产的开展
清洁生产的基本要求是“从我做起、从现在做起”，每个企业都存在着许多清洁生产的机会，只是以前忽略了或是发现了但并没有去做。企业进行清洁生产可从以下几方面来完成。
2.1进行企业清洁生产审计
企业清洁生产审计是对企业现在的和计划进行的工业生产实行预防污染的分析和评估，是企业实行清洁生产的重要前提，是推行企业清洁生产的关键和核心。通过清洁生产审计，对企业生产全过程的重点(或优先)环节、工序产生的污染物进行定量监测，找出高物耗、高能耗、高污染的原因，然后有的放矢地提出对策，制定方案，提高资源利用率，减少或防止污染物的产生。清洁生产审计的总体思路是判明废弃物产生部位，分析废弃物产生原因，提出方案减少或消除废弃物。整个审计过程可分解为具有可操作性的7个步骤：筹划和组织，预评价，评价，方案产生和筛选，可行性分析，方案实施，持续清洁生产。
2.2开发长期的企业清洁生产战略计划
清洁生产是一个动态的、相对的概念，是一个连续的过程。为巩固已取得的清洁生产成果，使清洁生产工作持续开展下去，企业必须制定一个清洁生产战略计划。具体内容包括：
a) 建立清洁生产机构，由稳定的工作人员来组织和协调清洁生产工作。
b) 建立和完善清洁生产管理制度。把审计成果纳入企业的日常管理，建立和完善清洁生产激励机制，保证稳定的清洁生产资金来源。
c) 根据审计中发现的问题，研究与开发新的清洁生产技术。
清洁生产是火力发电工业可持续发展的必然选择
2.3对职工进行清洁生产的教育和培训
广泛开展宣传教育活动，使清洁生产受到企业内各部门和广大职工的支持，尤其是现场操作工人的积极参与，加强员工的技术和环保意识，是保证清洁生产工作顺利进行和取得更大成效的必要条件。
2.4清洁生产的实施
a) 已建成且效益欠佳、污染严重的企业，要大力推行清洁生产审计，重点是培养企业清洁生产意识，帮助企业发现和实施低费或无费方案。在发现和实施低费或无费方案的过程中，削减污染物，产生经济效益，为这种类型的企业在加强管理、积累资金、提高资源利用率、减少污染物排放等方面的进一步发展奠定基础。
b) 中国是发展中国家，发展是硬道理，必须在发展中解决环境问题。对于新建、改建、扩建和效益较好的已建企业，在满足环境标准的要求下，结合现行的环境管理制度，采用中档费用或高档费用清洁生产审计方案，鼓励企业开展清洁生产。具体实施过程中，从污染物源削减角度推动企业的产品升级、产品和技术科技含量的提升工作。
3火电厂污染物分析
火力发电厂在建设过程中和建成投产后，对自然环境造成的影响，主要有大气污染、水污染、灰渣污染及噪声污染等。
a) 大气污染物
大气污染物主要包括烟尘、氮氧化物、二氧化硫等。
b) 水污染
火电厂的水污染源主要是冲灰渣的排水、冷却水排水、化学水处理的废水、脱硫装置排水、锅炉酸洗废水、含油污水、煤场排水及生活污水等。这些废水中含有多种有害物质，会对电厂周围一定范围的水源造成污染，导致水质恶化，甚至会破坏生态环境。此外，开式系统的废热由冷却水带出排放，这种温排水也会对水体产生热污染。
c) 灰渣污染
燃煤电厂排出的灰渣，一小部分随烟气从烟囱排往大气，大部分是从除尘器和锅炉底部排出。灰渣对环境最大的影响是其含有多种有害元素，会通过渗透污染地下水。此外，大量的灰渣不仅占用大面积的土地，而且随风飞扬，污染大气和水源。
d) 噪声污染
火电厂的噪声主要来自锅炉排汽的高频噪声；磨煤机、风机、泵、汽轮发电机等运行时的空气动力噪声和机械振动噪声；各种管道中的汽、水、烟、风流动噪声；电工设备的低频电磁噪声；施工作业噪声等。噪声不仅有损人的身心健康，而且损坏机器设备和建筑物。
4实施清洁生产的技术和途径
针对污染物产生部位及产生原因，下面从燃料选择及净化处理、生产过程、污染物回用或综合利用、产品等方面论述提高资源利用率，减少或消除污染物，实现清洁生产的技术和途径。
4.1燃料的选择和净化处理
为减少粉尘、灰渣及SO2的产生，要尽可能选用灰分和硫分含量低的煤或者对原煤进行洗选处理。
a) 煤炭洗选
煤炭洗选是通过各种方法(包括物理、化学和生物三种方式)把原煤中的矿物质去除，并加工成不同用途的煤炭产品的煤炭加工技术。通过洗煤，可提高煤炭质量，降低煤中的含硫量、含灰量，减少无效运输，降低锅炉磨损，提高燃烧效率。目前较实用的是物理洗煤技术。常规的物理洗煤可脱除煤中60％的灰分和30％～60％的硫分。
b) 动力配煤
动力配煤是根据用户对煤质的要求，将若干种不同种类、不同性质的煤按一定比例掺配加工，成为满足用户要求、性能达到最佳的新“煤种”。动力配煤是提高和稳定性质、保证燃煤特性与锅炉设计参数匹配、缓解燃煤造成的环境污染的经济实用技术。
c) 水煤浆
水煤浆是由70％左右的低灰低硫煤、30％左右的水和1％左右的化学添加剂经过一定的加工制成的新型煤基流体洁净燃料，具有流动性好、运输方便、雾化燃烧效率高、二氧化硫污染物排放低等特点。该技术在美国、俄罗斯、日本、法国得到商业化应用。
d) 工业型煤
型煤是用一种或数种煤粉与一定比例固硫剂(或粘结剂)加压成型的煤炭产品，工业型煤分气化工业型煤和工业锅炉型煤。燃用工业型煤，能显著提高热效率，减少污染物排放，并有较好的节能效果。
4.2燃烧技术
通过改善锅炉的燃烧工况或采用先进的锅炉燃烧技术来提高燃煤发电效率，控制污染物的产生。改善锅炉的燃烧工况是一种经济、有效的控制NOx排放的基本方法，目前已被广泛使用。具体方法包括降低过量空气系数、烟气再循环、采用低NOx燃烧器及分级燃烧等。
目前国际上先进的发电技术有超临界(超超临界)机组、整体煤气化联合循环发电、加压循环流化床和循环流化床等。流化床燃烧(FBC)是一种广泛应用的、不同于常规锅炉的燃烧技术，以此为基础的燃烧技术有多种，它们的特点是煤粒与石灰石同时燃烧，在燃烧同时完成脱硫，无需另设脱硫设备，此外，由于采用低温燃烧，可以同时抑制NOx的生产。
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