脱硝技术论文范文

时间:2023-03-18 01:49:51

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脱硝技术论文

篇1

覆盖范围广中国地域广阔,共有31个省市自治区,部分省市之间相距几千多公里,并且列车在运行过程中要通过多个铁路局及集团公司的管辖区域,每个单位均有调度指挥及为车辆服务的部门及人员,所以通话对象不固定,这就需要一个统一的呼叫方式及规则,由联合控制中心根据列车运行区间及位置确定呼叫路由及地址。这也是符合我国铁路特得点的独特通信方式。需要具备数据的传输功能列车无线电台设备不仅需要语音传送,还需要有传输数据的能力,应具备多功能的数据接口,可以传输列车运行所需的各种数据,交换信息,确保列车通信及监控的实时性和有效性。综合性要求强铁路运营所需支撑体系庞大,车务、机务、工务、电务、车辆等单位各司其职,对通信的需求也存在差异,这就要求无线通信设备具备很好的适应性,结合各部门需要开发相应功能。设备要有良好的综合应用能力,一机多用,即能传递语音还能传送数据,将列车信息根据需求传递到不同单位,各取所需,便于部门间联动,提高统一协调能力。

铁路移动通信系统介绍

GSM-R(GSMforRailway)为铁路专用数字移动通信系统,和GSM网络标准相似,是从欧洲引进的铁路通信专用系统。GSM-R是基于GSM技术平台,针对铁路无线通信的特点,专门为铁路设计的数字移动通信系统,提供特色的附能的高效综合无线通信系统,并增加铁路移动通信所需业务(组呼、群呼、强插、强拆、优先级别等功能),构成整体的解决方案。GSM-R同时还具备数字集群的功能,满足列车高速运行时的无线通信要求,可以提供应急通信、无线列调等语音通信功能,安全可靠。GSM-R还是一个信息化的平台,使得用户可以在这个信息平台上轻松开发各种各样的铁路应用。GSM-R通信系统主要由基站系统(BSS)、网络系统(NSS)、管理系统(OSS)三大部分和移动终端设备组成。其中网络系统包括移动交换系统、移动智能网系统、和分组交换无线业务系统,是GSM-R系统的核心组成部分,实现了与其他网络的有机结合。GSM-R系统网络结构图4GSM-R技术的应用GSM-R系统不仅可以提供语音业务,还可以提供数据业务、智能业务。针对铁路通信需求,GSM-R系统还提供了组呼叫、寻址、广播呼叫、紧急呼叫等特殊方面的要求。

经过GSM-R网络组成的数据链路传送到车载无线通信设备,机车就能接收到调度下发的命令。调度命令是各级调度指挥人员向列车司机下达的书面指令,是列车运行指挥系统的重要组成部分。列车调度指挥:调度与司机之间的通话是行车通信系统的重要组成,负责指挥各种车辆的运行,保证机车司机、车站值班员、列车调度员之间以及车站值班员、机车司机、运转车长之间的通信畅通,确保安全。机车同步控制:有时列车需要多个机车牵引,在运行过程中,两台机车之间包括加速、减速和制动等一系列行为必需同步操纵,利用本业务可实现机车间信息的传递和交换。列车自动控制:通过GSM-R提供车地之间双向安全数据传输通道,接收由GPS或其他的定位工具提供的位置信息,控制列车运行,可代替以前的信号灯指示,保证列车运行安全。机车信号和监控信息传送:实现车载设备和地面间的数据传输,提供机车信号和监控信息传输,储存调车模式的相关信息,构成站场通信系统重要组成部分。列车停稳信息传送:利用数据采集传输应用系统,可传送列车是否停稳信息,提高车辆运行的安全性。车次号传输:车次号传送是实现车辆调度指挥的重要一环,通过对列车车次号的自动跟踪,实现调度中心对车辆运输业务的监控机办理。列车尾部监控数据传输:在列车行进当中,司机应当准时了解列车性能变化。列车监控系统可以提供车尾风压数值,电池电压情况,主风管风压情况等等,实现对车辆状态进行实时监控。区间无线通信:在区间作业可以使用GSM-R作业手持终端,包括机务、车务、工务、电务、公安等单位可根据需要进行内部的业务联系,在有特殊情况时可与列车调度人员或其他用户联系,在遇到突发状况时,还可通过无线终端直接与司机通话。旅客业务信息收集:每辆客车都与控制中心保持一条实时双向数据传输通道,作为数据通信业务使用,与旅客相关的所有移动信息通过此通道进行传输,为旅客提供各种信息,增加旅客的便利性,提供各种人性化服务。

篇2

【关键词】烟气脱硝技术;火电厂项目;应用

烟气脱硝技术种类较多,通常大型火电厂会选择选择性催化还原烟气脱硝技术(英文全称:Selective Catalytic Reduction;简称“SCR”),或者选择性非催化还原烟气脱硝技术(英文全称:Selective non-Catalytic Reduction,简称“SNCR”),且应用效果良好。中国火电厂常用技术较为成熟的选择性催化还原烟气脱硝技术,其脱硝效率高,且不会造成空气环境的二次污染而被火电厂所应用。

一、SCR烟气脱硝技术

(一)技术原理

SCR烟气脱硝技术原理为SCR的催化还原技术。火电厂排烟气中所含有的氮氧化合物可以与NH3发生化学反应,但是需要在300℃~400℃的高温条件及催化剂的作用下完成,所产生的物质为水和惰性气体氮气。两种产物并不需要采取特殊的技术处理方式而起到阻止氮氧化合物与外界物质发生化学反应后,形成有毒气体。氮氧化合物在有氧条件对产生如下反应:4NH3+4NO+O24N2+6H2O;2NH3+NO+NO22N2+3H2O;4NH3+2NH2+O23N2+6H2O;4NH3+3O22N2+3H2O;2NH3N2+3H2。

在氮氧化合物在有氧环境中出现化学反应的时候,催化剂所发挥的作用是不容忽视的。

该项技术在实际工作中的运用,是根据火电厂排放烟气中所含有的有毒气体成分选择催化剂,将促成成分确定下来。使用催化剂的过程中,根据对烟气成分的分析选用恰当的催化剂,通常催化剂的使用形式为三种,板式催化剂、蜂窝式催化剂和波纹板催化剂。蜂窝式催化剂适用于火电厂排放的烟气中有毒气体浓度过高的催化还原使用,其可以发挥氮氧化合物和氧气接触面扩大的作用,从而提高脱硝技术效率。具体应用中,要注意催化剂的用量以及使用形式,以获得最优的催化效果。

(二)SCR烟气脱硝技术应用中的催化剂还原工艺

SCR烟气脱硝技术应用中,催化剂很容易呈现出老化迹象,由于其活性具有时间限制,所以催化剂的老化会使其催化作用下降。因此,在使用的过程中,要注意有效时间,以对催化剂及时更换。催化剂在使用中,随着时间的延长会减缓催化速度,为了避免催化剂一次性更换量过大,要避免使用单层催化剂。

二、火电厂烟气脱硝技术的应用

(一)SCR脱硝技术的工艺系统

SCR脱硝技术的工艺系统由三个部分组成,即SCR反应器、氨气的存储系统和氨气注入系统。其中SCR反应器配置由辅助系统,氨气的存储系统在发挥存储功能的同时,还要对氨气进行技术处理。

氨气通常是液态存在,进入到蒸发器之中汽化为氨气,经过空气的稀释后,注入到反应器中。以对烟气中的脱硝反应起到一定的催化作用。为了促进烟气的疏导,反应器中的烟气输送管道应采用固定床平行通道设计,通过将装置的布局以优化,是气态的氨气与氮氧化合物充分融合,随着接触面的扩大,氨气的还原功能得以充分分发挥,从而反应效率有所提升。

(二)SCR脱硝技术的应用

中国的火电厂所采用的SCR脱硝技术引自国外先进的脱硝技术,其中,催化剂引自奥地利,液态氨引自法国,而烟气脱硝设备则引自德国。多种先进脱硝技术的引入,对中国相对滞后的脱硝技术以补充,使得火电厂的脱硝效率快速提高。从脱硝技术的应用程度来看,首先应用与大型的火电厂,并逐渐地将脱硝经验向小型火电厂延伸,使得中国火电厂的整体烟气脱硝水平有所提升。

(三)SCR脱硝装置的应用

火电厂的SCR脱硝装置主体部分由反应器和氮氧化物脱除剂制备两大部分构成。反应器的作用是通过将含NOX的烟气中中注入NH3,使得氮氧化物气体还原。其基本的作用,是为了满足化学反应对温度的要求,加入催化剂使化学反应被活化。

脱硝系统的运行,可以达到67.2%以上的脱硝效率,且具有较高的运行可靠性,极少有氨气泄漏出来。从环境保护的考虑,SCR脱硝装置安装有配套设备,可以是脱硝效率超过90%,其技术可靠性可以满足火电厂运行需求。

(四)SCR脱硝装置及火电厂锅炉以及辅助设备的影响

SCR脱硝装置中,脱氮设备与锅炉以及辅机之间存在着较大的关联,会对空气预热器以及引风机的设计产生一定的影响。

1. 空气预热器

空气预热器的作用是促进锅炉的热交换能力,使能量消耗有所降低。当SCR脱硝装置处于正常运行状态的时候,反应器内会存在着残余物,包括NH3、SO3与水的化学反应形成硫酸氢铵。该物质在230℃的环境中会由气态液化,不仅腐蚀性强,而且很容易粘结在传热元件表面,对于冷段和温段产生强腐蚀作用,且会吸附大量灰尘,造成空气预热器堵塞。在SCR催化剂的作用下,烟气中的部分SO2会被转化为SO3,不仅增加了冷端腐蚀度,而且导致了空气预热器堵塞。为了避免这一现象出现,在热元件的选用上,可以选择高吹灰通透性的波形,以提高清灰效果。

2. 引风机

引风机加装了SCR脱硝装置之后,增加了风机的压头,导致反应器以及弯头部位的阻力达到了1000帕。对空气预热器重新选型,阻力可以达到500帕,此时,引风机的压头就会增加到1500帕。

三、烟气脱硝技术的改进措施

烟气脱硝技术的改进首先是设备的改进。火电厂要促进设备更替,就要投入大量的资金,其中国提供部分资金,火电厂还需要加大环境保护专项资金,以使设备更换压力得到缓解。

烟气脱硝技术的运行过程中,要强化各项管理工作,特别是监管职责要落实到位,促进脱硝系统与环境保护机构之间的结合,实施火电厂脱硝的正规化管理。

关于火电厂的烟气脱硝技术,除了应用国外的先进技术之外,还要根据中国火电厂的运行特点建立研究课题,创建研发机构一创新技术。基于烟气脱硝技术较高的研究难度,以及其应用领域中所创造的价值,研发机构建立之初需要政府给予部分扶持,使脱硝电价系统快速地建立起来,并强化宣传力度,以对火电厂脱硝系统的应用以鼓励。

结语

综上所述,中国社会经济快速发展,火电厂的运行效率有所提升,所释放出来的氮氧化合物逐渐剧增,严重危害了大气环境。为了改善生态环境,火电厂引进了烟气脱硝技术,以对火电厂运行中所释放的氮氧化合物以有效控制。

参考文献

[1]陈晓峰,郭道清,苏祥.燃煤电厂烟气脱硝技术现状探讨分析[J].科协论坛(下半月),2012(04).

篇3

关键词:燃煤锅炉,脱硝改造,脱NOx,策略

0 前言

据《中国火电厂氮氧化物排放控制技术方案研究报告》统计,2009年火电厂排放的NOx总量已增至860万吨,比2003年的597.3万吨增加了43.9%,约占全国NOx排放总量的35%~40%。国内权威机构研究分析表明,电源结构方面今后相当长的时间内将继续维持燃煤机组的格局。按照目前的排放控制水平,到2020年,我国火电厂排放的氮氧化物将达到1250万吨,电站锅炉成为主要的大气污染固定排放源之一。

2012年国家环境保护部正式颁布了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),对于电厂烟尘、SO2及NOx物的排放有了更加严格的要求,要求现有火电厂污染物排放在2014年7月1日起需满足二氧化硫小于200毫克/立方米、氮氧化物小于200毫克/立方米、烟尘小于30毫克/立方米限值指标。

本文针对某厂200 MW燃煤锅炉脱硝改造问题,基于锅炉燃烧状况、燃煤状况、NOx排放水平等现状,根据NOx减排目标对脱硝改造方案进行技术论证,评估锅炉脱硝技术改造的最佳方案,研究结果可为该厂的脱硝改造决策提供可靠依据。

1 设备概况

1.1 锅炉形式及燃煤种情况

某厂#5锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的HG-680/13.7-YM2型炉,中间再热、自然循环、单炉膛、全悬吊露天布置、平衡通风、燃烧系统四角布置、切圆燃烧、固态排渣燃煤汽包炉,全钢构架,露天布置。制粉系统为中速磨正压直吹式,5台ZGM80N型磨煤机对应5层燃烧器。锅炉设计煤种为贵州盘江烟煤,近两年电厂机组燃用现在燃用煤种较杂,为适应煤炭市场,目前经常掺烧高挥发分、高硫份、高灰份、低热值、低灰溶点的煤种,实际用煤种(如硫份、氮份、热值等)与原电厂设计煤种存在一定差异,下表为该厂2011年全年实际运行煤种煤质成分的基础上,按平均值折合了煤质,与及波动的数据。主力煤种印尼煤和山西烟煤。

2 NOx生成、控制机理及控制技术

2.1 NOx生成、控制机理

煤在燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),并且含有少量的N2O,统称为NOx。煤在燃烧过程中NOx的生成量和排放量与煤的燃烧方式,特别是燃烧温度、燃烧配风方式和过量空气系数等燃烧条件密切相关。氮氧化物的生成途径有以下三个:

热力型NOx (Thermal NOx)。燃料型NOx (Fuel NOx)。快速型NOx (Prompt NOx)。

三种NOx在煤燃烧过程中的生成情况很不相同。快速型NOx所占比例不到5%;在温度超过1600℃时,热力型NOx的比例一般占总量30%以下,通常煤粉锅炉的燃烧温度大部分在1500℃以下,故对常规燃煤锅炉而言,NOx主要是通过燃料型的生成途径而产生的。因此,控制和减少NOx在煤燃烧过程中的产生,主要是抑制燃料型NOx的生成,并创造还原条件,使一部分生成的NOx还原为N2。

2.2 NOx排放控制技术

燃煤锅炉的NOx控制主要为炉内低NOx燃烧技术和炉后烟气脱硝技术两类。炉内低NOx燃烧技术主要通过控制燃烧气氛,利用欠氧燃烧生成的HCN与NH3等中间产物来抑制与还原已经生成的NOx。对于炉膛出口烟气中的NOx,可在合适的温度条件或催化剂作用下,通过往烟气中喷射氨基还原剂,将NOx还原成N2和H2O。

2.2.1 炉内低氮燃烧技术

2.2.2 炉后烟气脱硝技术

2.2.2.1选择性催化还原脱硝技术(SCR)

2.2.2.2选择性非催化还原(SNCR)/SCR混合技术

SNCR/SCR 混合法使用SNCR 尿素还原剂,利用在炉膛内的多余氨逃逸,有效地利用在后端较小体积的催化剂上。如此,加大了 SNCR 脱硝效率和还原剂利用率,同时减少SCR催化剂的使用容积量。减低SCR 的催化剂负担可以减少飞灰、压差、磨损、SO3 的问题。并且,混合法亦有占地空间小,成本低,在低负荷时,可仅操作SNCR,避免空预器(A/H )受硫酸氢氨(ABS)阻塞,以及使用安全尿素还原剂的优点。

在现有的众多的NOx 控制技术中,SCR是最成功应用的方法,其技术成熟,脱硝效率高,因而得到广泛的应用。安装SCR装置,会对下游烟道设备产生负面影响,需要进行改造:SCR装置将增加烟道阻力约1 kPa,需要增加引风机压头;烟气中的SO2转化成SO3,空预器入口烟气中的SO3浓度增加,与逃逸的NH3反应生成高粘性的NH4HSO4,会加剧空预器冷端受热面的堵塞,需要对空预器受热面型式与材质进行改造。

经过多年研究与发展,燃煤锅炉的NOx控制技术已经比较成熟,国内外广泛采用的NOx控制技术主要有:炉内低氮燃烧技术(低NOx燃烧器、空气分级)、选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)、选择性非催化还原(selective noncatalytic reduction,SNCR)等。根据NOx控制要求不同,这些技术既可单独使用也可组合使用。

3 脱NOx改造方案

综上述NOx排放控制技术比较,针对现场实测#5锅炉出口的NOx排放浓度约为400~700mg/Nm3的情况。考虑未来煤种变化带来的影响,并考虑应对未来更为严格的环保排放标准,在本文中以150 mg/m3作为减排目标,进行脱硝改造可行性研究。从技术、现场、造价等方面分析,采用单一的NOx排放控制技术是不理想的,采用低NOx燃烧器+炉后烟气脱硝技术是改造方向,在充分兼顾现场、造价、锅炉效率的基础上,将低NOx燃烧器改造后的NOx排放浓度保证值暂定为450mg/Nm3,通过燃烧调整,争取实际运行排放值达到350mg/Nm3以下。为了达到控制目标,可采用下述控制手段。因此,#5的氮氧化物控制策略可以有如下2个方案:

方案1,对现有的燃烧系统进行浓淡燃烧器+空气分级燃烧(OFA),将NOx排放浓度降低至450 mg/m3;同时采用SCR烟气脱硝技术,进一步将NOx排放浓度降至150 mg/m3。

方案2,对现有的燃烧器进行浓淡燃烧器改造,将NOx排放浓度降低至450 mg/m3;同时采用SCR烟气脱硝技术,进一步将NOx排放浓度降至150 mg/m3。

4 可行性分析

4.1 低NOx燃烧器改造可行性分析及对锅炉影响

该炉1,2次风间隔布置,燃烧器区域的煤粉基本上处于富氧燃烧,是NOx生成浓度大首要因素,对燃烧器进行改造是必要的。锅炉目前的运行情况存在:实际运行过程中再热器存在一定的超温的现象,两侧的烟温偏差比较大,平均>100℃;锅炉燃烧器和冷灰斗附近存在一定程度的结渣。利用本次脱硝改造机会,在炉内燃烧器系统改造同时,解决锅炉目前存在的问题,一举两得。

4.1.1 燃料

该厂机组燃用现在燃用煤种较杂,为适应煤炭市场,目前经常掺烧高挥发分、高硫份、高灰份、低热值、低灰溶点的煤种。因此,炉内低NOx燃烧改造时,必须考虑燃烧系统对煤种的适应性,同时兼顾防结渣、腐蚀与燃烬。

4.1.2 燃烧器改造

从众多成功的改造实例看,低NOx燃烧改造的整体高度可维持在原有水平。燃烧器是低NOx燃烧系统的关键部件,它在煤粉燃烧初期所营造出的欠氧燃烧区域大小及欠氧程度决定了燃料型NOx的控制水平。为提高煤粉燃烧初期的NOx控制与燃烬能力,需要采用技术先进、有良好使用业绩燃烧器。低NOx燃烧改造NOx排放浓度保证值定为450mg/Nm3容易达到。

4.1.3 空气分级

在燃烧器上方布置紧凑分离型燃烬风是炉内脱硝改造的最主要手段,深度空气分级与较长的还原区停留时间,有利于提高NOx控制效果。从收集的资料认为新增燃尽风装置在角区标高24600~26000区间,一般认为上层燃烧器出口至屏底的高度>15m(#5约为15m)为宜,具备条件。

空气分级燃烧会延迟煤粉燃烧,抬高炉膛火焰中心高度,可能导致超温或燃烬程度降低等问题。因此,在采用空气分级燃烧技术时,应考虑燃烬风的穿透能力和覆盖程度,采取措施强化燃烬风与来流烟气的混合,提高后期燃烬。

4.1.4 燃尽风箱、燃尽风道改造

燃尽风道取自二次风热风道配风箱。

4.2 加装SCR可行性分析及对锅炉运行影响

4.2.1 加装SCR装置

根据脱硝改造后出口NOx浓度不高于150mg/m3,低NOx燃烧器改造后NOx排放浓度控制在450mg/Nm3以内,SCR的效率只达到70%就轻易达到目标,改造造价低,又适合现场偏窄小的空间。

4.2.2 脱硝还原剂

烟气脱硝SCR工艺的还原剂为氨气,氨气可直接来源于液氨,也可通过尿素间接制备。以液氨为原料的烟气脱硝还原剂工艺使用较为普遍。本厂现有#7机组液氨储存及氨供应系统是按照2×600MW进行设计及建设,其设置了两个体积为56 m3的液氨储存罐,目前实际只建成一台1×600MW机组运行,利用现有的液氨储存存设备,投资进一步减少。

4.2.3 催化剂

SCR工艺普遍采用氧化钛基催化剂,载体TiO2含量约80%~90%,主要活性材料V2O5含量约1%~2%,其他化学成分(WO3或MoO3)约占3%~7%。本工程拟用蜂窝式催化剂。不同型式催化剂的物理特性比较见表5。

4.2.4 SCR装置烟气旁路设置分析

国内外大多数SCR供货商所设计的系统不设置SCR旁路,因为:在锅炉任何运行条件下,锅炉烟气穿过催化剂是可以接受的,只是在SCR喷氨运行状态下,需严格遵守SCR最高运行温度和SCR最低运行温度限制。如果不运行脱氮系统,仅停止喷氨即可。

因此,SCR装置可不设置烟气旁路。本工程按不设置烟气旁路设计。

5 结束语

根据可行性分析结果,本工程采用方案一的改造方案。改造后既可以实现NOx减排,在低氮燃烧器改造的同时,布置燃尽风喷口设计为具有上下和水平摆动功能,从而有效防止炉膛出口过大的旋转残余和避免炉膛出口之后左右两侧烟气量偏差过大;下部二次风采用不等切圆的偏转二次风系统,防止锅炉水冷壁的结渣和高温腐蚀等。解决锅炉目前存在的汽温不足及燃烧器磨损严重等问题。

在进行SCR脱硝改造的同时,对锅炉现有空预器进行改造,本工程因该炉引风机、增压风机有余量不需要改造。锅炉钢架、锅炉基础和电除尘器校核计算及补强等工作。

#5炉烟气脱硝改造完成后,实测NOx排放为80--120 mg/m3,每年的最大减排量可以达到 2100 t,具有良好的环保和社会效益。

[1]参考文献:GB 13223―2011, 火电厂大气污染物排放标准.

篇4

关键词:火电锅炉;燃烧特性;优化技术

随着社会的发展,科技的进步,对能源的需要也日趋广泛,由于国际能源的紧缺,尤其是煤炭、原油等,给许多能源消耗大国带来了很大的压力。目前随着我国工业的发展,对火电锅炉的要求也越发凸显其重要,截至2008年底全国火电锅炉装机容量约为7.9亿kW,年耗油量达到1990万t,而污染物排放的问题也日趋突出。据统计我国发电量每增加一千瓦,污染物排放放量就增加九个单位,而大气中氮氧化物90%来自于燃烧产物,这样不仅加剧火电锅炉燃烧能源的消耗,也加大了污染物排放量,成为我国乃至全球关注的重点。在我国十一五的规划中,我国企业贯彻落实科学发展观不仅从火电锅炉燃烧时节约能源、减少排放的入手,在技术上进行优化,成为当前我国企业发展的重点。

一、火电燃煤锅炉

火电燃煤锅炉就是以燃煤为主的锅炉,经过燃煤在锅炉炉膛中燃烧来释放热量,把热媒水或其它有机热载体加热到一定温度的热能动力设备。这样的火电燃煤锅炉通过煤炭热量经转化后,产生大量的蒸汽,并将热量有效的转化,一部分被无工消耗,一部分变成了热量,不仅可以用于工业生产,也可以用于民用生活,可同时这样的火电燃煤锅炉也存在这效率问题,由于在热量转化上不能全部转化,这样效率降低,只有一些大型的火电燃煤锅炉效率较高些,一般在60% ~ 80%之间。目前我国火电燃煤锅炉通常使用的机组为容量5亿千瓦到9亿千瓦之间,到2007年我国首台百万千瓦级超临界锅炉在上海成功投运,也成为当今世界顶级的火电燃煤锅炉发电机组,在煤耗、环保方面的也凸显其先进水平,不仅减少煤燃烧产生的二氧化碳和二氧化硫等,也为我国的环保事业做出了巨大贡献,是我国的经济建设重要力量。

二、火电燃煤锅炉燃烧特性

随着经济的发展,社会的进步,人类对能源的需求也越来也凸显其重要性,节约能源、减少污染,成为一个世界话题。目前在我国火电锅炉是通过煤粉燃烧,在这个燃烧过程中会产生大量的氮氧化物,在火电燃煤锅炉燃烧时煤粉和空气中各种氮的结合不同以及与氮进行反应的介质成分的不同,使之火电锅炉在燃烧过程中产生氮氧化物的生成机理也不同,主要分为三种:

1、热力型

火电燃煤锅炉燃烧时产生热力,而这种热力也同时有一部分转化成为氮氧化物。热力型主要是指在火电燃煤锅炉燃烧时在高温下氧化而生成的氮氧化物。空气和高温下氮的氧化成为一氧化氮的机理反应的产物,火电锅炉煤粉燃烧过程中产生的热力型氮氧化物只占总排放量的20%-30%。主要因素还是温度、氧气浓度和在高温停留的时间。其中温度是影响热力型氮氧化物的重要因素。因此,降低热力型氮氧化物的有效措施是降低燃烧温度水平,避免产生局部高温,降低氧气浓度,缩短在高温区内的停留时间等。

2、燃料型

燃料型是火电燃煤锅炉燃烧时所用燃料中的有机氮化合物,在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物,其主要在燃料燃烧的初始阶段生成。燃料型氮氧化物的生成机理十分复杂,到目前为止我们还尚未完全掌握。主要原理是在一定的燃烧条件下,燃料中的杂环氮化物受热分解,并在脱挥发过程中大量的气相燃料氮随之挥发而释放出来,从而被氧化。燃料型氮氧化物的形成不仅与煤种的特性、煤的结构、燃料中的氮受热分解后在挥发和焦氮中的比例、成分和分布有关,而且与燃烧状况主要包括氧的浓度、燃烧温度及空气的混合状况相关,氧的浓度越高,燃烧温度越高,生成量越大。此外还与烟气在高温区滞留时间有关,滞留时间越长,生成量就越大。

3、快速型

快速型是由于火电燃煤锅炉燃烧时燃料中碳氢化合物分解生成的原子团,与空气进行反应生成氮氧化物,此类氮氧化物主要在富燃料火焰中生成量比较多,也比较快。

三、火电燃煤锅炉燃烧优化技术的运用

在我国随着国民经济的快速增长,许多产业的优化调整,我国的工业化的程度的加快,人们对电力、热力的需求也越来越大,可同时这些行业也成为我国的重大污染源,不仅会破坏臭氧层,也会形成光化学烟雾和酸雨等严重危害,已越来越受到社会的关注,制约了我国经济的可持续发展。目前节能环保、绿色工业已经成为我国经济可持续发展的主要目标。如何保证在满足负荷不变动的情况下提升火电锅炉的燃烧效率、减少污染物的排放成为当前的一个重要的问题。火电燃煤锅炉燃烧优化技术就是在保证锅炉高效运行、减少排放的有效手段。 主要从降低氮氧化物燃烧器技术、空气分级燃烧技术、烟气脱硝技术这三方面入手。

1、低氮氧化物燃烧器技术

煤粉燃烧器是火电锅炉燃烧系统中的关键设备。煤粉和燃烧所需的空气都是通过燃烧器送入炉膛的。燃烧器的性能对煤粉燃烧设备的可用性和经济性起着主要作用。从氮氧化物生成机理来看,绝大部分的燃料型是在煤粉着火阶段生成的。因此,通过改进燃烧器结构和改变通过燃烧器的风煤比,实现在燃烧器着火区的燃烧过程中达到空气分层、燃料分级或烟气再循环等效果,从而降低着火区的温度和氧浓度,抑制氮氧化物生成,同时保证煤粉着火和燃烧的需要。低氮氧化物燃烧器主要有以一次风浓淡分离为主要特征,目标是控制燃烧温度以减少热力型氮氧化物生成和分级燃烧。减少燃料型氮氧化物生成。

2、空气分级燃烧技术

空气分级燃烧技术是利用一级富燃区燃料在缺氧条件下燃烧,降低燃烧速度和燃烧温度,减少热力型氮氧化物生成,同时减少燃料中释放的含氮中间物向氮氧化物的转化,抑制燃料型氮氧化物的生成。而到了燃尽区,燃料则在富氧条件下燃尽,虽然不可避免地有一部分残留的氮会氧化成,但由于火焰温度较低,其生成量很少,使得总量降低。空气分级燃烧既可在燃烧器内实现分级燃烧,也可在炉膛内实现分级。空气分级燃烧技术主要形式,是轴向空气分级燃烧和径向空气分组燃烧。其主要目的是抑制氮氧化物的生成,降低排放浓度。

3、烟气脱硝技术

烟气脱硝技术也就是选择性催化还原法技术,是一种成熟的商业性氮氧化物控制处理技术。其主要原理是在催化剂的作用下,以还原剂与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的气体。目前选择性催化还原法已成为世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术,也是我国控制氮氧化物污染的主要手段之一。

目前不仅是我国乃至全球对环境的保护,污染治理都成为关注的重点。由于我国近些年的迅猛发展,也使得污染排放量逐年上升趋势,这样不仅导致我国大气污染的性质发生根本性的变化,也产生一系列城市和区域环境问题,对人体健康和生态环境构成巨大的威胁。因此,控制火电燃煤锅炉燃烧技术势在必行,也是建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。我们不仅要提高火电锅炉燃烧优化技术的应用,将先进控制策略运用于燃烧优化系统中,也要将前沿现代技术应用于燃烧优化中,从根本上减少污染排放,为我国经济的可持续发展做出贡献。

参考文献

[1]孙克勤,钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M].北京:化学工业出版社,2007

[2]曾汉才.燃烧与污染[M].武汉:华中理工大学出版社,1992

[3]岑可法,姚强,骆仲泱,高翔.燃烧理论与污染控制[M].北京:机械工业出版社,2004

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1数据的来源及分析方法

本研究统计文献数据来源于中文论文数据库。本次统计范围是2008-2014年期间辐照技术在环境保护领域中发表的论文情况。

本文以“辐照、废气”、“辐照、废水”、“辐照、污泥”、“辐照、固体废物”为检索关键词,根据检索出论文的关键词、摘要,将辐照技术在环境保护领域相关的论文进行筛选,并对辐照技术在环境保护领域论文的关键词、论文产量与变化趋势、发文总量、文章被引总数、论文作者等进行分析,并得出相关结论。

2国内辐照环保领域研究现状及技术应用情况

2.1研究现状及趋势

2.1.1论文数量及变化趋势

本文以“辐照、废气”、“辐照、废水”、“辐照、污泥”、“辐照、固体废物”为检索关键词在万方数据库的中文论文中进行搜索,统计出辐照技术在环境保护领域共计322篇(见图1)。

辐照技术在环保领域的发文量一直处于平稳的状态。通过图1对辐照技术在环保领域发文总量的变化趋势进行分析,2010年的发文量达到一个高产 期,共计发文63篇;从2011年开始,出现了一个小幅度的递减趋势。在不考虑其他因素的前提下,辐照技术在环保领域的发文量出现递减的趋势,很大程度上是文献网络在线刊载滞后因素所导致,但总体上与之前的发文量基本持平。

2.1.2关键词词频分析

2.1.3关键词变化分析

通过统计辐照技术在环保领域出现次数最多的前10个关键词词频(见表1),在该领域出现最多的关键词是“微波”,一共出现72次;其次为“废水处理”,出现44次;再次为“活性炭”,出现28次。通过表1可推断该领域的研究重点是:微波辐照技术在废水处理、污泥、有机污染物领域的应用。

将该领域论文按照时间排序’可见在一定的时间段内环保应用领域的研究重点是存在规律的。2008-2011年展开的研究主要是利用微波辐照技术在废气、废水、污泥固体废物处理方面进行应用;2012-2014年则主要是面的应用研究(见表2)。

利用电子束辐照技术在废水处理、污泥、有机污染物领域开展应用。由于文献网络在线刊载滞后,所以导致高频关键词还是停留在早期研究的关注点上,但实际上近两年的发展趋势已经转移到电子束辐照技术在废水、污泥、有机污染物方从表3中可以看出,辐照技术在环保应用领域的研究分为两个时期,早期开展研究的科研人员有马春、王鹏、孙德栋、董晓丽、潘维倩。其中马春、孙德栋、董晓丽之后有淡出迹象;研究时间最长,且一直活跃在该领域的研究人员主要是王鹏、潘维倩。2010年以后在该领域开展的研究越来越被科研人员所重视,研究开始受到关注,科研人员较为活跃,上升趋势明显。突出的有刘秀华、何仕均、梁霞、邓义、王建龙。

2.2.2高被引论文作者

论文被引用次数最多的科研人员如表4所示。通过表4高被引论文可以看出,辐照技术在环保应用领域开展的研究主要集中在废水、污泥方面。研究团队有5个,分别是王鹏、潘维倩、袁春燕;聂锦旭、刘力凡、刘汨;孙德栋、马春;陈芳艳;王同华。通过他们的研究,大致上可以看出研究的关注点主要是通过微波辐照技术诱导废水、污泥中吸附剂的变性,为污泥的资源化利用找到更加有效、环保的新途径。

通过对论文高产作者的相关单位信息进行统计,可以看出不同时期科研机构的研究重点不同,使用的技术方法也不同。

最早在该领域开展相关研究的机构有大连工业大学化工与材料学院,随后有淡出的趋势;哈尔滨工业大学则是该领域开展研究时间最长的机构,前期研究主要集中在通过微波辐照技术处理污泥,后期开展的研究主要侧重于通过电子束辐照技术处理废水;中国工程物理研究院和清华大学核能与新能源研究院近年来开始受到关注,活跃度呈上升趋势。

2.3.2论文高引用单位

在该领域学术论文中,哈尔滨工业大学王鹏、潘维倩、袁春燕的研究团队发表的《微波诱导热解污泥制备辐照技术在环保领域应用的研究论文中,《微波诱导热解污泥制备吸附剂的研究》是被引次数最多的论文。说明该篇论文论述辐照技术在环保领域应用研究中具有一定的创新性。被引证次数最多的观点包括:袁春燕等采用微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂,通过实验得到该法制备污泥吸附剂的最佳工艺参数,验证了微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂技术的可行性。从被引次数较多的知识点可见,哈尔滨工业大学研究的微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂技术具有一定的创新性,且该研究成果得到了广泛认可。

其次,广东工业大学聂锦旭、刘力凡、刘汨的研究团队发表的《微波强化铝改性膨润土对水中氨氮的吸附性能》被引证次数最多的观点包括:近年来,世界上膨润土的开发利用发展迅速,主要集中在深加工技术的改进,如微波法在膨润土加工中的应用等等,可推断广东工业大学微波法在膨润土深加工技术(对水中氨氮的吸附性能)中的应用具有创新性,在该领域具有一定的影响力。

2.4技术应用情况

2.4.1辐照技术在废水处理中的应用

近些年我国对辐照技术开展了深人探索,并逐步将其应用于污水的处理中。比如中科院上海应用物理研究所的边绍伟、上海大学射线应用研究所的顾建忠、清华大学核能与新能源技术研究院的刘宇、黑龙江省科学院技术物理研究所的张玉宝、南京大学的刘下国等对电子束辐照技术进行了实验研究,取得了一定的成果。由于我国在这方面起步较晚,基础相对较弱’利用辐照技术处理污水这一实际处理工艺还处于探索阶段,与其他国家相比还存在一定的差距,还要做很多基础工作。

2.4.1辐照技术在废气处理中的应用

随着电子束辐照技术的不断发展,其应用已渗透到多个领域,应用范围不断扩大,在环境保护中也显示出巨大的应用潜力。相较之前的常规废气处理技术,电子束辐照技术适用于常规废气处理技术难以处理的环境污染物,并且具有无二次污染、干净清洁、操作方法简单、处理效率高、费用低等特点。例如杭州协联热电电子束脱硫技术、北京京丰热电电子束辐照烟气脱硫脱硝技术在对于废气的处理上已经初步实现了工业化。

2.4.2辐照技术在污泥处理中的应用

中国科学院近代物理研究所研发的高能电子束技术使污泥的处置处理问题得到了有效的解决。电子束经由中科院近代物理研究所自行研发的高能电子加速器提供,将处理不了、剩余的污泥进行无害化处理。这样,处理过的污泥一方面在农业上可以得到再生利用,另一方面还可以用于再生燃料的制造。2.4.4辐照技术在固体废物中的应用

高分子固体废物的回收再利用可以通过辐照技术与高分子材料相互作用的特点得以实现。其中上海大学生产的粘胶就是利用低辐照剂量浆粕经过辐照处理方法生产的。

橡胶的硫化和废旧橡胶的脱硫化也可以利用辐照技术。处理方法主要是利用橡胶对电子束辐照技术和7射线具有敏感性这一特点,改变橡胶的加工性能和耐用性,使废旧橡胶发生化学链解聚,从而提高废旧橡胶的再生利用。

3国外辐照环保领域研究现状及技术应用情况

3.1废水处理领域中辐照技术的应用

美国研制了大规模电子加速器处理废水装置并于1984年在迈阿密投人使用。俄罗斯辐照净化废水技术由Voronezh合成橡胶厂研发成功,并很快应用到工业领域。巴西自1996年开始致力于电子加速器处理饮用水、污水的研究,其原子能研究所开发建立的大规模电子加速器水处理示范装置,X对生活污水的消毒,工业污水中染料、苯酚、油和脂的分解及饮用水中三卤甲烷的去除都有明显效果。韩国的三星HeavyIndustries(SHI)公司与俄罗斯物化所联合开发建立的电子束处理废水装置,能够处理大丘染化工业公司的印染废水。与此同时,建立了造纸废水再循环的电子束处理商用示范装置。

3.2废气处理领域中辐照技术的应用

废气污染主要指烟道气污染,现已成为世界众多污染问题中最为突出的一个。它能形成酸雨和严重的温室效应。日本、德国、美国等国家极为重视对废气的辐照处理。

例如,美国Ebara公司已拥有电子束处理烟道气体的技术并投人应用。俄罗斯的Kurchatov原子能研究所、莫斯科州立大学俄罗斯科学院高温研究所、Tem-ploelekroprokt研究设计院等都陆续开展相关研究。

3.3污泥处理领域中辐照技术的应用

污泥辐照处理技术在早期工业革命发展较快的国家也得到重视,并已产生一定成果。如前联邦德国最早建立了试验工厂,该厂于1973年建造,在含有4%固体的污泥中,采用瞬时强7辐射杀死病菌,经辐照处理的污泥仍保有原养分,可用作肥料且性能远超过堆肥和巴氏消毒法处理过的污泥。

此外,日本原子能研究所已着手研究电子束灭菌后制成堆肥的处理污泥工艺;美国匹兹堡CarnegieMellon研究所环保研究中心研制了含油淤泥的脱油技术,其微波脱油处理系统比常规法快30倍,体积比常规的乳液分离系统小90%;泰国研发的3kGy射线辐照能将啤酒工业产生的污泥辐照处理并达到喂食鱼类的标准;越南射线辐照技术可让辐照后的污泥成为播种体的载体。

3.4固体废物处理领域中辐照技术的应用

固体废物处理领域中辐照技术的应用也逐渐得到重视,其中以美国CYCLEAN公司的辐照技术最为先进。该技术能够100%地回收利用建筑垃圾、再生旧沥青路面的材料,且生产质量与新拌沥青路面材料相同,成本是新拌沥青路面材料的l/3,因此费用和污染被大大降低。美国其他研究所也将辐照用于对纤维素的处理,从中得到葡萄糖,回收率最高达到56%。

其他国家也有类似的技术,例如俄罗斯,其物理动力研究所可利用快中子反应堆处理生活和工业垃圾,该技术不仅可以用经过处理的垃圾提取金属、建筑材料、化工产品,还可将其转化为电力和热力;日本将辐照技术用于木屑、废纸、稻草等的处理,通过糖化进而发酵成为酒精。

4战略需求发展措施及建议

就目前我国加速器电子束辐照技术的发展及应用现状来看,今后的工作要从以下几个方面进行探索研究:

4.1深入分析污染物的去除机理

由于我国辐照技术起步较晚,为了更好地发挥电子束辐照的作用,我们应继续深人分析污染物的去除机理,从而大大提高电子束辐照的利用率。

4.2提高电子束的强度,发展新型加速器

当前,现有的辐照技术已经满足不了高要求的污染物质的处理,因此需要新型辐照技术。为了达到相应的技术水平,就需要提高辐照剂量,提高电子束强度和能量,发展新型的辐照加速器,从而实现高质量的处理效果。

4.3电子束辐照技术与其他工艺技术的互补研究

电子束辐照技术通常与其他工艺联合使用,以达到降低能耗、节约成本、提高处理效率的效果,因此需要对相应对象进行充分了解,从而选用适合的联合技术,弥补彼此的不足。

4.4提高电子束辐照技术的研究水平,充分利用其优点

目前国外电子束辐照技术在各个方面得到了广泛应用,但我国电子束辐照技术基础相对较弱,在应用方面还存在较大差距。我们应拓宽电子束辐照技术应用领域,提高研究水平,充分利用辐照技术的优点,加快实现产业化。

4.5紧凑型辐照加速器的研发及其规模产业化应用

随着市场逐渐多样化,需求也更加多元化。电子束辐照技术需适应各种空间、环境,因此研发紧凑型辐照加速器才能满足市场需求。将该技术灵活化才有助于其进一步实现规模化、产业化发展。只有产业化发展才能最大程度地将该技术推广并使其得到最大化利用。

4.6亟需出台政策法规规范市场

技术一旦应用于市场,就会出现一系列社会问题,因此亟需相关部门出台政策、法规,一方面用于对技术的保护,另一方面用于对市场的监管、引导。此外,加大宣传力度,使该项技术在更大范围内得到推广,不仅能加强大众的认识、提高国民科学素质,更能吸引年轻一代致力于技术开发,从而使这一技术不断发展创新。

篇6

1 粉煤灰概述

粉煤灰主要是电厂燃煤排放的工业固体废物,其主要由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等构成。在我国,粉煤灰的放量相对较大,且在电力事业不断发展的背景下呈上升趋势。如果大量粉煤灰不尽心妥善处理,会给人们的生活带不便且造成严重的环境污染问题。

1.1 粉煤灰的性质

一般粉煤灰的粒径为2.5~300 μm,几何粒径平均为40 μm;比表面积通常为2 500~5 000 cm3/g,其密度通常为2.3~3.0 g/cm3,堆积密度为0.55~0.67 g/cm3,孔隙率通常为60%~75%。通常在显微镜下,粉煤灰是玻璃体、结晶体与少量未燃碳的复杂混合物,其中包括磁铁矿、石英、赤铁矿与莫来石等。其中玻璃体包括形状不规则的小颗粒与球体形玻璃 体粒子,未燃碳则呈现疏松多孔状。

1.2 粉煤灰处理废气废水的机理

从粉煤灰的理化性质来看,其表面疏松,空隙孔洞较多,而且比表面积、表面能相对较高,而且还存在着混多硅、铝活性点,因此其具有较强的理化性质。粉煤灰的物理吸附能力由其多孔性与比表面积决定,比表面积越大,吸附能力则越强。粉煤灰的化学吸附能力主要由其表面的AL-O-AL键与Si-O-Si和具有极性的分子发生偶极吸附,或者是粉煤灰中带有正电荷的硅酸钙、硅酸铝与硅酸铁等与阴离子形成离子对吸附。粉煤灰在除去废气废水在中有害物质时,通常是利用其吸附功能,但在特殊的情况下,也会产生过滤与沉降效果。同时,由于粉煤灰是由多种颗粒物质结合而成,孔隙率相对较大,废气废水在通过粉煤灰时能够被过滤到一些有害物质,但是其沉降与过滤作用只能够在废气废水处理中起到辅助作用。此外,由于粉煤灰是由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等碱性物质构成,可以与废气废水中的酸性物质发生化学反应,中和其中的酸性物质。另外,粉煤灰中未燃碳比表面积加大,且为多孔结构,因此能够在废气脱硫脱硝中作为吸附剂使用,除去废气中的氮氧化物与硫化物。

2 粉煤灰在处理废水中的具体应用

各专家学者对粉煤灰应用于处理废水方面进行了大量的研究与试验,并取得了非常好的成绩。下面就简单介绍一下粉煤灰在几种污水中的应用。

2.1 粉煤灰在处理城市污水中的应用

城市废水是由各种生活废水构成,其成分非常复杂,呈现胶体与悬浮状态,其中还含有硫化物、重金属、有无等成分。因此,将处理工业废水的有效办法应用于处理城市生活废水是很那达到预想效果的。有部分地区环保部门利用粉煤灰的吸附、过滤、沉降等作用机理,将其投入到处理城市废水的工作中,并取得了良好的专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net效果。其具体处理程序如下:城市污水进入灰水处理池后,按照100:1的水灰比加入粉煤灰进行充分搅拌,待到2~10 min后,向其中加入一定浓度的聚合铝絮凝剂或其他试剂,之后将其引入升流塔尽心变速处理,滞留30 min后,再将混合液体导入斜管沉淀池,同时再次加入聚合铝絮凝剂或其他试剂,最后进行70~90 min的沉淀分离。程序完成后,要对处理过的水体进行检测,当COD下降到国家水质标准后就可将处理水排除,若COD没有下降到标准程度,则要对污水进行进一步处理。该处理城市废水的工序有效利用了粉煤灰的吸附能力,以及在处理污水过程中形成较为分散的絮凝核,提高了絮凝效果,使絮体加速生成,并与粉煤灰形成高浓度活性泥渣层。

2.2 粉煤灰在处理造纸废水中的应用

某地区环保部门将粉煤灰应用于已经完成一级处理的造纸废水的后续处理技术试验中。该试验的处理过程为以下三步。①混合:将电厂的粉煤灰按一定比例加入到将要处理的污水中,并进行充分搅拌混合,使粉煤灰最大程度的发挥其吸附与絮凝作用;②沉降:待到搅拌混合均匀后,将污水引入沉降池,使污水流速迅速下降,并在支重力的影响下,使粉煤灰的絮凝物与吸附物发生沉降;③自净:随着沉降与水流的作用,水体上部的清洁水被引入自净池进行澄清,剩余的悬浮物进行进一步的沉降。利用该技术工艺能后有效的处理经一级处理的造纸污水的效果明显,并且在实际的工作中进行严格的水质监测,保证处理系统的有效运行。

2.3 粉煤灰在处理印染废水中的应用

印染废水中主要含有浆料、染料、助剂与其他各种化工物质,污染性较强,因此必须进行相应的有效处理。近些年来科研人员对粉煤灰进行了相应研究,利用其吸附、混凝作用来对印染污水进行处理,并取得了良好的专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net效果。以哈尔滨地区为例,建立了以粉煤灰处理技术为主的日处理4 000 t印染污水装置,各项水质指标基本达到了国家标准。粉煤灰在处理印染污水中具有占地少、运行费用较低、管理简便以及治污效果好等优点,非常适合中小印染厂的印染污水处理。

3 粉煤灰在处理废气中的具体应用

近些年来,各国都加大了对粉煤灰在烟气脱硫技术中应用研究,并取得了一定的成果。它们的共同点就是在粉煤灰中加入粘结剂后熟石灰,以提高烟气的脱硫效果。较之以前的纯石灰脱硫技术,加入粉煤灰后的脱硫技术效果更好。这主要是由于吸收剂的比表面积相对较大,致使气-固反应相对较快。在粉煤灰与石灰的配比比例与反应温度适宜时,废气脱硫率可高达90%以上。以日本北海北海道电力公司开发的粉煤灰干法脱硫技术工艺为例,整套工艺就是使用粉煤灰脱硫剂进行烟气脱硫的。该技术工艺提高了粉煤灰的利用率,实现了脱硫率大于90%的效果,高质量的完成了粉煤灰废气的任务与作用。

4 结 语

作为新型废水废气处理剂的粉煤灰,其原料来源较为广泛,价格相对低廉,处理技术流程简单便捷,在处理废气废水中具有非常好的效果,很好实现了“垃圾是放错地方的资源”的观点,拓宽了保护环境的方式。但是由于我国在该方面的技术研究相对较晚,当前还主要出于实验室研究的阶段,没有实现大规模的应用。国家与相关科研单位只有加强相关方面的研究,才能实现粉煤灰在处理废水废气中的利用效果。

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论文摘要:作为一个先决条件,污泥至少应当是稳定的,在实际运行上即是要求没有臭味。当地或将来的法律可能要求会更高:污泥可能被要求消毒/巴氏除菌。消毒要求达到一个强制的目标:病原体如肠道病毒、伤寒菌、线虫、寄生虫卵等在处理后的样品中应当检测不到。

1 污泥处理的思路

由于城市污水和工业污水收集率的提高和污水处理效率的改进(如化学法除磷可使污泥量增加30%),使得在世界范围内污泥总量急剧增加。

土地应用仍是污泥处置中可持续发展的一条出路,主要取决于如下因素:

碳和营养物的回用;

周围有无农业用地及其距离;

低投入和运行花费;

严格的法律规定和控制程序以保证污泥安全和有肥效。

然而,根据实际情况或当地规定,污泥生产者在土地应用前不得不进行高级,更昂贵的处理以满足进一步的要求,如堆肥、高温消化处理或高温消毒。

但是,很大一部分污泥因为显而易见的原因不能用于农业,如微污染物、病菌超标或缺乏肥效、距离太远等等。有时也可能由于公众的不信任而不被接受。这样,污泥或被填埋或通过高温氧化硝毁。

2 污泥处理的可持续性战略

在进行任何技术研究之前,应先对公众是否接受进行评估。即使是从技术、成本和环境影响方面来讲都是最好的处理方法,也可能由于没有很好的向公众进行解释而遭到否定。不管最终处理方法是什么,能确定的是将来的处理应是安全、环保(保护人和动植物)并且应当增值(物质和/或能源的回收)。为了这些目的,污泥处理应减小污泥体积,改进污泥质量,减少有害物的排放。

本文将简介一些重要工艺,以满足运营者的需要,并且其中涉及到其他技术或法规约束问题。

2.1 土地应用的可持续发展战略

为一个先决条件,污泥至少应当是稳定的,在实际运行上即是要求没有臭味。当地或将来的法律可能要求会更高:污泥可能被要求消毒/巴氏除菌。消毒要求达到一个强制的目标:病原体如肠道病毒、伤寒菌、线虫、寄生虫卵等在处理后的样品中应当检测不到。

生物处理。利用生物工艺处理挥发性污泥。如厌氧消化(AD)、自养好氧消化(ATAD)工艺。

化学处理。抑制腐败挥发性有机物的降解。如酸性亚硝酸盐SAPHYRTM工艺。

物理处理。抑制腐败挥发性有机物的降解。如污泥焚烧。

这些工艺大部分都有稳定和消毒,但是消毒的程度取决于一些参数如HRT(水力停留时间)或化学投加量。

显然热氧化工艺远远超出了污泥稳定、消毒和巴氏消毒的要求。因为有机物被完全或几乎完全消解。

污泥的生物稳定

液态(浓缩后):消化

我们最熟悉的是传统的污泥处理方法——消化,它可以减少产泥量。无论好氧或厌氧,它都涉及到很多的能量。目前多数较大的处理厂或地区污泥中心都是采用该种方法,此种工艺在数量上还是领先的。同时,其他一些操作或在消化前或在消化后,也提供了强化的处理能力。

附着态污泥(脱水后):堆肥

堆肥是现有的唯一可以把污泥从废物变成产品的工艺,并被很多严格规定或标准认可。因为污泥变成一种新产品,容易操作(可堆积)而无味,消毒良好并且较干燥。这种工艺越来越流行。另一方面,由于它不减少最终的体积,需要很大的占地面积和较多人员。而且,为了满足新规定中(临时EU标准或EPA A级)关于消毒和气味的要求,与传统的“粗糙”工艺如曝气静态堆相比,需要更先进的工艺如“搅拌式反应廊道”,它影响最终的运行费用。

这个工艺主要是通过一个移动的轮子搅拌并推动混合物,同时鼓风机在曝气,加速的生物降解产生一个均匀的泥堆。总的停留时间可以减小到2周,消毒效果非常好。

污泥的化学稳定。污泥的化学稳定主要是通过一个投加装置对待稳定污泥投加化学药剂,以防止发酵和气味。大计量投加可使病原体衰减。这种工艺一般投资便宜并且容易操作。但是,泥量不会减少,并且运行费用较高。

这两种工艺不相互排斥,填埋土地的性质决定着工艺的选用:如果土壤是酸性的,则可以选择加石灰,但如果土壤是碱性的,则SAPHYRTM工艺可能更适合,因为它操作简单,运行费用省。

污泥的物理稳定——加热干燥。加热干燥主要是通过热驱动力除去剩余的自由水和键连接水。根据加热的媒介的不同,加热干燥可分为两可分为两种:一种是气态在高温和湍流状态下流过干燥器(直接加热),一种是用加热液体(通常是蒸汽或加压的水)传递热量给污泥,通过干燥器的加热壁(间接干燥)。加热干燥的目的是使到达下游的污泥具有焚烧的热持续性(一般30~35%)或者是容易处理和储存的干燥污泥(60%)。如果要达到长时间的稳定(几个月),干固体含量应达到90%或更多(最终干燥),而且颗粒的状态也是容易操作使用的(包括农田应用)。另一个最终干燥的优点是它可以方便的面对各种最终的处理方法,如农田应用、焚烧后用于水泥生产、或城市垃圾焚烧。它的缺点:第一是运行费用高,尤其是能源消耗,一般在热干燥中,每蒸发一吨水需要3400MJ的热量。但在脱水步骤中,除去一吨水只要6MJ(电能);第二需要较多工作人员来清除死角中的粉末以防止火灾。

2.2 可持续性热氧化战略

焚烧。流化床焚烧炉(FBF)就工艺性能来讲,被证明是焚烧污泥最好的方法(湍流方式,燃烧后高达850度的温度)。而且它运行可靠(在炉内没有转动部分)。在40年的时间里,威望迪公司已经在全世界范围内建造了几十座流化床焚烧炉(如欧盟、俄罗斯、土耳其)。

通常,在稳定状态不需要添加额外的燃料,热平衡的持续性是可以达到的。如果污泥的热值LCV太低(如低挥发性固体和/或固体含量),尾气/气热交换器应该足够大以增加风室的温度。如果达不到(如延时曝气的污泥含20%DS),则需要在前面加热干燥。

关于干灰的处置,对于没有工业污染的纯市政污泥,重金属不是问题。因为灰是以氧化物形式存在,他们渗透性不强,所以可以回用作水泥,用于工业和道路建设。

最后的副产物是酸步骤的清除。由于重金属的污染,他们只能填埋在特殊的地方,但数量很小。

与城市固体废物共同焚烧。为了减少投资,城市垃圾和市政污泥通常用一个焚烧炉。通常,一个人口当量每天产生150~250克的脱水后粘性污泥和1~3公斤的垃圾。根据焚烧炉的设计,可以通过10~25%(泥/垃圾)的粘性污泥来控制炉子的温度。为了达到最优化的燃烧,并且不会由于未燃烧的有机污泥污染熟料, 可以用处理能力为1m3/h的 PyromixTM 设备,通过压缩空气把污泥转成滴状污泥。实际上,这种运行方式只有在污水厂离城市垃圾焚烧炉较近时有利,否则处理运输的费用将很高。此时污泥只在系统需要时作为控制流使用。

湿式空气氧化法。威望迪水务系统研发的ATHOSTM设备在“中性”温度(240度)和压力(45巴)条件下被证明是高效的。80%的总COD被氧化,剩下20%是可溶的和高度可生物降解的。不需要后续脱水步骤,废气没有毒性,固体矿物副产品包含重金属是以一种不可渗透形式存在的。它们可以用于道路建设。而且液态部分,含有可生物降解的COD,可以很方便的用作污水厂的反硝化的碳源。

污泥中的有机氮先降解成可溶性的氨。这些氨,部分被吹脱后通过催化反应转换成氮气进入大气。

结论

激烈的竞争、严格的规范和环境保护的需要要求不断开发新的工艺或用更为有效的工艺。对一个具体的项目,通过对工艺的合理选用可以满足用户的要求,需要考虑的是该工艺要能保护环境,造福于人,要能优化物质和能源的回收利用,以达到可持续性的发展的目的。

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关键词:《锅炉原理与设备》;教学方式;多样化

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)20-0173-02

《锅炉原理与设备》是能源与动力工程专业的主干课程,同时还是过程控制及装备、建筑环境与设备工程等众多专业重要的专业基础课程或选修课,拥有极其广泛的受益专业面和学生群体。随着社会的发展,各种特种锅炉不断涌现,电站锅炉也朝高参数、大容量方向发展[1,2]。该课程教学对我国培养能源生产及转换利用等方面的高级专业人才有重要意义。

中国矿业大学能源与动力工程专业是火电厂为主的传统专业。课程是以电站锅炉为背景而设立的,授课内容围绕电站煤粉锅炉进行,不但涉及锅炉结构、燃烧供给、传热、水循环等基础知识,还涉及辅助系统的工作原理和组成,以及锅炉总体设计和计算。课程知识面广、内容丰富、综合性强,如何在短时间内让学生深入了解该课程是目前存在的主要难点[3,4]。

一、教学中存在的问题

《锅炉原理与设备》课程在2012版教学大纲中定为80学时,在课程的教学与实践中,虽然我们不断地借鉴其他院校的教学方式,有了一定的进展和成果,但仍存在以下不足。

1.教学内容增多与学时分配减少之间的矛盾。电站锅炉的种类较多,不同锅炉在构造与工作运行方面有着很大差异,锅炉知识技术的传授与学习需花费大量时间。随着教学改革的推进,该课程已缩减到64学时,让学生在如此短的学时里学习掌握各种不同锅炉的工作原理和设计方法变得十分困难。

2.锅炉技术发展迅速与教材更新滞后之间的矛盾。近十年来,锅炉技术快速变革,课程教材的内容大多根据前几年或者更早之前的技术编撰的,相对滞后。同时,人们对于知识产权的维护意识也越来越高,这样使得很多先进技术与知识都以专利的形式保护起来,让课本知识与行业尖端内容技术有了差距。

3.课程教学难度大与教学手段单一之间的矛盾。现代锅炉设施是一个内部复杂而又庞大的装置,包括制粉系统、燃烧系统、烟风系统、工质流动系统、除尘设备、脱硫脱硝设备、风机、水泵和管道支吊架等部件,单纯地以授课的方式很难使学生理解实际锅炉的样子,更别说掌握锅炉中各部件的具体结构。

4.学生综合能力较低与企业要求逐年提高之间的矛盾。《锅炉原理与设备》与锅炉课程设计、认识实习以及相关的选修课构成了密切相关的课程群,但是每种教材之间的内容互相联系不紧密,这样就让学生们在知识点上难以总结,并不能提高在实际工程运用中解决问题的能力。而近年来,用人单位对热能动力工程专业应届本科生的技能、技术的要求逐年提高,这对专业课教师提出了新的挑战。

二、教学模式改革

通过在上述描述中的若干点和我校内部教学中出现的问题,我们提出了把多样化教学方式联系到课本中:将课程目标以层层递进的方式把所要学习的内容分为四个步骤(内容庞杂的理论知识,复杂的系统设备,发展中的前沿性课题,专业实践),分别用与之相匹配的四种教学手段(问题导向式的课堂讲授,多媒体图片、动画演示、模型教具等结合集中实习,探究式的科研创新训练,专业课程设计与电厂仿真训练)授课,构建基于过程考核的多元评价体系(闭卷考试、实习报告、现场考核、课程设计与上机成绩),从而形成一个目标―内容―方式―评价的有机整体,形成互动机制,相互促进,增强成效。

以多样化的教学方式来讲授《锅炉原理与设备》课程的内容,基本研究包括以下几方面:(1)教学目标的设计。教学总体目标是通过对课程的了解和深入,能让学生把锅炉设施的理论掌握得更扎实,不仅要锻炼和提高学生的学习积极性,能够主动地去了解相关的知识内容,而且能够以科学的方法去分析并解决在锅炉设计、制造、运行和管理过程中发现的技术问题。(2)合理的分配教学内容。根据教学目标,对课程的内容进行合理的划分,以@样的形式既可以保证教学内容的完整性,也能够将教师授课教学、学生集中实习、科研创新训练、课程设计与电厂仿真训练等活动有机的结合起来。(3)问题导向式的课堂讲授。着重于对问题知识点的引导和对学生启发式提问的方式,将板书和电脑教学设施交互使用,把复杂多元的理论知识概念化、形象化。(4)多媒体图片、动画演示、模型教具等结合集中教学。让学生们对锅炉的构造和运行流程有一个深入的了解。(5)进行探索式的创新训练。在授课教学期间举办学术前沿讲座,使学生们对科学发展的最新动态有一定了解,同时让学生们去做些实用性强的教材训练题,提高学生在学科探索中的积极性和创造性。(6)专业课程设计与电厂仿真训练。电厂仿真软件操作界面完全和实际电厂相同,集中在学院机房进行电厂仿真训练,让学生有身临其境的感觉。(7)构造多元化的成绩评定体系。在进行了不同的教学方式后,最终学生的成绩就不会只定为考试成绩,而是着重于过程的多项综合成绩,并用这种过程性和多元性使成绩变得更加准确。

以备课、课堂教学、课下和成绩评定四个阶段贯彻整个教学过程。(1)备课阶段中以课程内容为根据来进行调整,并对实习的内容、课程设计和科研仿真训练内容进行规划。教学的内容分为四部分:①以掌握课程的主要内容,即锅炉的原理及基础知识点为前提来进行讲述;②复杂的锅炉设备,包括:燃烧设备、换热设备等,让学生对锅炉工作过程的基本情况有形象的认知;③利用合适的科研创新训练来鼓励学生进行探究式科研活动;④设计课程设计题目,每人一题(类型一致,但每人的参数不同),并合理选择上机培训内容。(2)在课堂教学阶段:①在传授课程知识点时利用视频图片和表格等多种形式来启发学生;②将本来在锅炉实习的一周时间加以利用,分别安排学生在校内电厂设备模型实验室、火力发电厂和锅炉制造厂学习,合理有效的把这些资源综合起来,以动画、图片和模型教具等结合实际的电厂设施,让学生对锅炉有一个全面、系统的认识,而不是之前的走马观花式的“认识”;③基于前言课题让学生们了解流化床锅炉、新型燃烧设备以及火电厂中环境污染控制方面的最新技术;④在课程初期学习时就将课程设计题目下发给学生,在理论学习的同时一步一步把课程设计分为课后作业让学生完成,让理论学习与课程设计的进展同步进行,以此方法针对提高学生课题设计的目的性,保证课题设计能够准时完成;理论学习后,安排学生到机房进行上机训练,巩固基础知识,提高实践能力。(3)在课下阶段,根据不同教学方式,采用不同的考核方式,即课堂讲授内容采用传统闭卷考试,集中实习采用现场考核方式,前言课题采用提交科研论文的形式,实践部分采用提交课程设计及上机成绩的方式。(4)在最终评定学生成绩阶段采用基于过程的多元评价体系。以平时点名成绩、论文报告成绩、闭卷考试成绩等因素来综合评判,着重于过程而不是以最终考试来评判成绩的多元体系。

综上所述,《锅炉原理与设备》课程需要开展多样化的教学改革。本课程对学生在未来研究和工作中有很大作用,拥有良好的应用前景:(1)本课题有利于调动学生的学习积极性,培养学生自主学习习惯,使学生学习观念从“要我学”向“我要学”转变,加深对理论知识的理解。(2)增强学生的应用和动手能力,扩充思想和知识面,提高团队合作和自主创新多方面的素养。(3)有利于发挥对同类课程的带动与辐射作用。本课程可以扩展成为我校矿业、材料、化工、建筑等领域相关专业的素养课程,研究成果也可为其他专业类似课程的建设和改革提供借鉴。

参考文献:

[1]李伟,张旭.锅炉原理及设备教学研究探索[J].教育教学论坛,2016,(35).

[2]王波.浅谈“锅炉原理”课程教学中的若干问题[J].中国电力教育,2011,(24).

篇9

一、2010年主要工作回顾

市场开发成效显著,夯实公司发展基础。一年来,我们把市场开发作为全年工作的重点,巩固与五大发电公司、东方电气等的合作关系,全面进军国内外电建市场,不断拓展发展领域。全年共签订发电集团电厂2330mw机组、甘肃发电厂2600mw#2机组、东方k厂2600mw机组、户县二电厂吹管技术服务、s厂运行手册编制、大唐韩城第二发电有限责任公司升压站改造、电厂2300mw机组工程2机组调试、国电电厂2600mw机组扩建、华能电厂1600mw机组扩建工程等调试合同9份。

在建工程顺利推进,品牌形象不断提升。现场员工以实际行动践行“品质成就未来”企业核心理念,做到服务理念追求真诚,服务内容追求规范,服务形象追求品牌,服务品质追求一流,全力打造电建调试的服务品牌。新疆市项目部针对该工程是循环流化床机组,设计变更多,新技术应用多,新疆冬季严寒大风施工难度大等特点,克服重重困难,以调试促安装、土建,理顺各阶段应具备条件,积极参与到设备单体调试当中去,以优质服务赢得了总包方的认可。神华神东电力发电厂2300mw机组工程是地区最大容量的循环流化床机组,同时也是哈尔滨锅炉厂首台自主知识产权锅炉,这台机组的调试结果关系着调试公司将来在神东电力的市场,他们坚持“今天的现场就是明天的市场”理念,在项目经理王俊洋的带领下,深入现场研究和分析每一个技术难题,认真消缺,确保按期移交生产投入营运。彬长矿区煤矸石资源综合利用2200mw发电工程,是东锅厂首台自主开发的200mw循环流化床锅炉,技术难度大,现场条件复杂,项目经理郭萌带领现场员工,在循环流化床机组甩负荷试验中实现了新突破,为调试公司在循环流化床调试方面积累了宝贵的经验。印尼南望电厂(2300mw)机组得到了印尼国家电力公司pln及相关单位的充分肯定、苏娜拉亚电厂首次进行了海水淡化制水。陕北洁能(洁净煤)电厂机组是陕西省最大的焦炉煤气发电项目,调试公司在焦炉煤气发电调试中实现新突破。截止目前,陕西蒲城发电厂技改工程(2330mw)1号机组、陕西彬长矿区煤矸石资源综合利用(2200mw)机组、神华神东电力发电厂2300mw循环流化床机组、神华新疆2300mw煤矸石热电厂、国电大武口热电有限公司2330mw机组1号机组、青铜峡铝业自备电厂2330mw机组1号机组、发电集团热电厂2330mw热电联产、中水集团发电有限责任公司一期(2660mw)工程2机组调试、神木洁能电厂250mw调试工程等9项工程,机组均通过了有关部门168(72+24)小时满负荷试运后的质量检验工作,已顺利移交生产投入营运。印尼南望电厂(2300mw)燃煤发电机组调试工程、印尼苏娜拉亚(1600mw)燃煤发电机组调试工程、国电第二发电厂(2600mw)机组调试工程、balco(4330mw)机组调试工程等4项工程顺利推进,受到中外业主的高度评价。涌现出了李琳、陈念重、王俊洋、张波等一批“忠诚企业、服务业主、奉献精品、赢得市场”先进典型,使“电建”调试品牌的影响力不断得到提升。

以“依法治企年”活动为契机,不断提高经营管理水平。结合“依法治企年”活动和“小金库”专项治理工作,严格按照“三标一体”管理体系的要求,不断提高公司标准化管理水平。认真梳理完善相关管理和控制制度,对公司原有各项规章制度进行逐一审核、修订、增加或删改,使制度更合理、更具有操作性,并统一编辑装订成册,形成公司规章制度体系。同时自查公司存在的管理漏洞和经营风险,提高公司依法治企水平。制定了调试公司三年规划,为公司长远发展指明方向。参与编写了火电标准化建设委员会的《达标投产规程》和《火电建设质量管理规程》,编辑《调试手册》,修改完善各个机组调试大纲、制定收资调研控制程序,初步建立循环流化床、海水淡化、电网安评、脱硝技术、水电调试和节能环保等调试规范,加强对工程项目的规范化和调试过程的标准化管理。开展“让业主满意”劳动竞赛和“青年文明号”活动,以活动促进公司管理水平不提高。今年先后有4篇论文在《电力建设》和《清洗世界》发表,有10篇论文获得省公司系统优秀论文,员工的专业技术水平不断提高,公司的影响力也不断扩大。

坚持以人为本,关心员工生活。一年来,我们一直把服务重点放在一线,坚持以“一线为重点、立足一线、服务一线”的理念。坚持党建带团建、促工建,特别是今年工作任务重,员工在现场工作时间长,环境差的情况下,我们更加注重关心员工生活,多为员工办实事、办好事。先后到工程现场对员工进行慰问,对员工及家属的喜、病、丧事宜及时组织慰问、探视。加大小家建设力度,春节期间,印尼南望项目部,组织现场员工贴对联、放鞭炮,举行篮

球比赛。组织员工为青海玉树地震灾区踊跃捐款。开展“导师带头”和青年突击队活动,在海水淡化、循环流化床等新技术方面为公司培养专业人才,使生力军队伍不断得到壮大。通过开展形式多样的活动,营造了和谐、团结、向上的良好氛围。

重视员工思想教育,努力建设一支高素质的员工队伍。结合公司现场工程点多,人员分散的特点,以调试公司qq群、邮箱等网络平台为载体,学习文件,介绍工程情况,布置工作,组织开展网络交流与讨论,统一员工的思想和行动。针对全年工作特点,教育员工树立大局意识,在集体利益与个人利益发生冲突时能“舍小家,为大家”。卢正阳、李琳、王俊洋、张润军等同志虽然是所领导,但他们分别兼任项目经理,他们敢于负责,勇挑重担,身先士卒,一直坚持战斗在调试现场第一线,以实际行动为员工当好表率。王俊洋同志的双胞胎儿子,春节前都生病住院,时值电厂调试正处在紧张阶段,妻子一人毫无怨言地承担起照顾两个孩子的义务,以实际行动支持他的工作,默默地为小家做出奉献。他始终坚守在工程一线,没有向组织提出任何要求。国庆节期间,张波同志不满2岁的孩子得肺炎住进了医院,而他却在热电厂锅炉点火吹管中紧张工作着,直到现场吹管合格后,才连夜坐火车赶回家照顾孩子。刘晓鹏同志孩子患病住院,他让父母和岳父母帮忙陪伴,坚持在现场准备相关资料,全身心投入到调试工作中,孩子快出院才赶回西安。一些同志新婚燕尔不要说渡蜜月,连蜜周都没有渡完就又赶赴现场。调试公司正是因为有这样一支忠诚企业,默默奉献的员工队伍,使调试公司从一个辉煌走向又一个辉煌,这里浸透了大家无数的汗水和心血。

二、存在的主要问题和不足

1、主营业务单一,拓展新的业务领域迫在眉睫。虽然在调试方面我们占有绝对的优势,今年在循环流化床及焦炉煤气发电等项目上有所突破,但随着业主要求越来越高,在调试招标方面多为综合招标,既包括调试又含有性能试验及特殊试验,在性能试验及特殊试验方面我们还存在一定的不足,拓展新的业务领域迫在眉睫。

2、人员素质、技术水平、技术装备有待进一步提高。

由于电力施工企业工作条件艰苦,收入待遇较低,不仅人才引进比较困难,而且能力强、业务精的骨干跳槽,造成技术人才和高级管理人员严重短缺。近年来,我所新进人员较多,这些同志缺乏现场调试实践经验,特别是能够独当一面的专业骨干相对偏少,人员素质还不能满足工作需要,也制约了市场的开发力度,对于公司长远发展有一定的影响。但如新进人员太多又会影响到调试淡季人员窝工现像,所以配备合理的调试人员数量是一个及待解决的问题。随着我国经济的不断发展,电力高端技术不断涌现,机组装机容量、技术参数不断提高,需要仪器设备也不断更新,目前我所的技术装备还不能全面满足调试需求。特别是在拓宽调试范围上,我们要向性能试验和特殊试验方向发展,但这方面需要大量试验仪器设备,我所目前还是空白。另外配备性能试验及特殊试验的仪器设备需要大量资金,资金来源的问题也要提到议事日程上。

三、对形势和问题分析

2011年我公司调试工作虽然很重,但面临最大的困难仍旧是调试市场竞争加剧,公司在调试的主导地位受到冲击。由于目前国家节能减排工作重点和加大投资风电、核电及其他类型电力工程,火电市场相对萎缩,另外电力调试市场竞争越来越激烈,调试队伍增多并在不规范的电建市场中无序竞争,一路拼杀下来,拼旧了设备,拼走了人才,几乎拼光了老本,拼的电建兄弟犹如战场上的仇敌,公司在调试的主导地位受到冲击,这些问题使队伍稳定和可持续发展受到了严峻的挑战,使我们压力巨大。

四、2011年的工作打算

工作思路:坚持“一个中心”:以确保调试公司稳定发展为中心;实现“两个提高”:即提高工程项目调试管理水平,实现无形资产升值;提高抗击市场风险的能力,继续拓展新的调试领域。

重点工作:2011年调试公司各项工作依然很重,面临的困难和市场压力更大,又是九个工程同时上马,十几台300mw以上的机组要求投产,我们要保证明年重点工程按期按质竣工。对此我们既要认清形势,增强危机感、紧迫感,又要坚定信心,提高工作能力和管理水平,强化安全管理,确保调试质量和安全处于受控状态,切实做好调试工作,努力保持调试公司经营业绩和基础管理工作持续稳定发展。

1、抓好在建工程。由于电力调试单位内部恶性竞争,经常导致低价中标,我们要以质量求生存。从调试质量、服务态度及人力资源配置各方面均要确保做好调试工作。要对调试质量、服务质量以及调试的深度和广度上进行总结,保证新项目在实施过程中进展顺利。只有这样,才能使调试水平更高,效益好大,后劲更足。要加大对技术装备的配置,特别是配置高精尖的测量设备,以满足调试的需要。

明年工程主要有:印尼南望电厂(2300mw)燃煤发电工程和苏娜拉亚(1600mw)燃煤发电工程、balco(4330mw)燃煤发电工程、国电第二发电厂(2600mw)燃煤发电工程、中国水电建设集团公司发电有限责任公司一期(2660mw)工程2机组调试、陕西榆横电厂(2600mw)燃煤发电工程、新疆哈密大南湖电厂(2300mw)燃煤发电工程、华能陕西发电有限公司电厂(2660mw)调试工程2号机组调试、华电新疆发电有限公司昌吉热电厂(2330mw)热电联产工程2号机组调试等9项工程要按照达标投产、创优质工程要求按质按期完成。

2、增强“三种”意识。要以转变观念为先导,增强市场意识、服务意识、质量意识,按照市场经济规律和企业自身的特点,打造企业自身的核心竞争力,以灵活的方式和手段,拓宽业务范围。立足调试行业,寻求多元化发展,突出主营业务奋发拓展市场,既要做强主营核心业务,又要多元化经营,力争在与调试相关或相邻的业务范围和领域,特别是性能试验、调试监理、电厂技术改造及生产技术服务等方面有所突破。“多条退”走路,既要做强做大国内市场,又要积极拓展国外市场,使企业发展得越来越好,越来越强。加强经营管理,继续扩大对外影响力。

3、建设“三支队伍”。全面提高职工素质是干好工作的基本保证。要针对大容量、高参数机组的不断出现,加快对高端人员的引进和培养教育的步伐,建设一支高精尖人才队伍;充分发挥各专业人员的潜能,采用多种形式的培训,加强对专业技术人员的培养,使他们能够及时应对处理各种现场问题,解决疑难技术难题,逐步造就一批忠诚企业、乐于奉献、技术精湛的专业带头人。加强对职工岗位技能培训,力求将每位职工培养成为具有较高反事故能力的专业技术人才,培养出一批责任心强、技术水平高的中青年专家。

篇10

关键词:PM2.5;污染;防治

中图分类号:F2

文献标识码:A

doi:10.19311/ki.16723198.2017.11.005

1徐州市环境空气PM2.5的污染现状

近几年,工业化进程不断加快,城市大气环境的可持续发展越来越严重。徐州重点发展以煤炭为主的能源产业,是一个典型的资源型工业城市。2015年,据数据显示,徐州市空气质量优良天数仅达234天,占全年64.1%。徐州市作为江苏省唯一的煤炭生产基地,受到工业燃料排放增加等诸多环境因素影响,大气细颗粒物PM2.5已经成为空气中的主要污染物。2015年,徐州市环境空气PM2.5浓度年平均值高达65μg/m3,远高于国家二级标准的35μg/m3。尤其在污染严重月份,例如1月,PM2.5浓度值甚至超过100μg/m3。高浓度的PM2.5是大气能见度大幅降低的原因,而且使徐州市居民的身体健康严重受到威胁。

专家认为,粒径在2.5微米以下的细颗粒物可以通过呼吸进入血液,由于人体的生理结构对PM2.5无过滤、阻拦能力,导致其中有害气体、重金属等溶于血液,引起哮喘和其他呼吸系统疾病。据研究,虽然PM10和PM2.5都是心血管病发病的危险因素,但相比较PM2.5有较大的影响。

2PM2.5的形成因素及传播

2.1定性分析PM2.5的形成来源

2012年环境保护部颁布的《环境空气质量标准》首次将PM2.5作为空气质量AQI基本监测指标之一。某项研究表明,AQI监测指标中的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等是在一定环境条件下形成PM2.5前的主要气态物体。本文将其他基本监测指标作为影响PM25含量的因素,利用PM2.5含量与其中几项指标之间的关系进行研究。

2015年度,徐州市SO2年平均质量浓度为38μg/m3,日平均质量浓度范围为13~124μg/m3;NO2年平均质量浓度为33.39μg/m3,日平均质量浓度范围为13~382μg/m3;PM2.5年平均质量浓度为65μg/m3,日平均质量浓度范围为12~256μg/m3,年平均值超标1.17倍。由于夏、季两季节降水频繁,空气中污染物受影响容易扩散,污染物较春、冬两季浓度低。而春冬季由于燃煤取暖,加上北方天气多沙尘,污染更加严重。所以本文搜集了污染较严重的一天,记录下24小时各监测点污染物的平均浓度,结果统计见下表(单位:mg/m3)。

受地理位置原因,徐州市空气污染依然以煤烟型为主,空气污染的首要污染物是细微颗粒物。由于冶金、电力等传统产业比重较大,机动车等保有量年年大幅度增加,周边区域秸秆焚烧等农作物输入性污染尤其突出。徐州大气颗粒物污染来源复杂,污染形势比较严峻。

2.2PM2.5的传播

由于PM2.5能长时间悬浮于空气中,并能随着气流永不断地运动。PM2.5颗粒本身有一定的质量,在扩散过程中,每个颗粒物向各个方向不均匀地运动,难以找出扩散规律。通过等效替代的思想,将PM2.5浓度较高的地方看作扩散源,该点均匀地向某方向释放颗粒物,并不断地扩大排放口直径。同时,大气运动的稳定性也会影响着扩散路径和扩散形状,对此需要考虑在多种稳定情况下的扩散。微粒在向上扩散过程中,将受到环境风速,大气密度,大气的温度等影响,因此要考虑到有效扩散高度。

在实际中,由于地面的影响,烟羽是有界的。可以假设把地面作为一个镜面,对PM2.5的扩散起全反射作用,并采用“像源法”进行处理,把任意一点p处的浓度看作两部分的贡献之和:一部分是不存在地面造成的扩散浓度;一部分是由于地面反射作用增加的PM25浓度。在扩散过程中重力沉降的位移叠加在羽流中心线上,使中心线向下倾斜,放射性物质粒子则相当于在下降的中心线上扩散,放射性物质的扩散与沉降的叠加,使得放射源以一定的速度在向下移动。

因为PM2.5颗粒物在传播的时候,受到空气阻力和自身重力会发生沉降,可以利用斯托克斯公式表示沉降速度:

Vs=ρgd218α

其中,PM2.5粒子密度用ρ表示,单位为kg/m3;重力加速度用g表示,值为9.8065m/s;d为PM2.5物质粒子直径,单位是m;α为空气的动力粘性系数,可取为1.8×10-5kg/(m.s);Vs为沉降速度,单位是m/s。

考虑到地面的全反射作用,反射项的有效高度也变成了h-Vst=h-Vsxα。

再考虑到排放源的有效高度,关于连续点源高斯扩散模型为:

C(x,y,z,h)=Q2πu-σyσzexp(y22σy2)exp-z-h+vsxa22sy2+exp-z+h-vsxa22sz2

在公式中:X(x,y,z)表示为在下风向x米、横向y米、地面上方z米处的扩散气体浓度,单位为kg/m;Q为源强(即源释放速率),单位为kg/m;平均风速用u表示,单位为m/s;扩散后的时间为t,单位为s;H为扩散源有效高度,单位为m;y为横向距离,单位为m;z为垂直方向距离,单位为m。可以将PM2.5数据代入高斯烟羽模型中,利用Matlab模拟,得到PM2.5扩散模拟图,根据模拟图可以得出结论:PM2.5衰减速度随距监测站点距离的增加先加速变快,然后逐渐变慢。

3PM2.5空气污染的治理

3.1政策对策

PM2.5监控管理比以往任何污染物控制治理都要复杂,徐州市目前正在努力改善空庵柿浚希望能拦截PM2.5的扩散源头。PM2.5在预防和处理的过程中,需要政府和公民的共同努力。在政治对策上,要有创新,突破。目前中国实施强制性能源管理政策,虽然在政策上发挥作用,但是短期内效果不明显。我国应该在进一步推动环境容量资源化进程中,增加经济管制的份额,从而通过跨区合作达到目的。

政府需制定相关法律条文,对超标排放的工厂严格红线约束,深入推进工业污染防治,防治机动车尾气排放污染,加强城建工作造成的污染防治工作,对周边地区焚烧农作物秸秆合理控制,例如在春节期间对重点区域控制烟花爆竹。政治体制进行的改革可以对PM2.5的治理有显著效果。其中,首要的就是要完善排污收费制度,建立健全的污染物排放交易政策。其次,政府可以建立大型区域联合控制技术体系,科学划分统一管理污染源,逐渐调整整个产业结构和功能区域。

3.2经济对策

各个省市只有深刻考虑到自己的经济利益,才能从根源上减少PM2.5。以京津冀为例,北京的地理位置在天津和河北省之中,大气污染还受到山西等周边城市影响。即使北京将产生污染的源头都关掉,PM2.5数值也不会达标。

从经济角度出发,对企业、公民实施奖惩制度。监督企业是否依法进行大气排放,对徐州市PM2.5的来源及其比重进行分析,有效约束企业的生产。另外,可以通过提高绿化覆盖面,尽可能减少人为因素对污染物浓度的增加。同时,要提高公民的环保意识,自律行事,做好预防工作,激励公民为降低PM2.5,建立美好徐州共同努力,使得污染范围减小,减排行动显出效果。

3.3技术对策

我国政府针对不同区域提出了PM2.5浓度降低的5年目标,并配套出台了一系列政策措施。要求全国地级及以上城市到2017年长三角区域的PM2.5浓度比2012年下降20%以上。对此,我国开发出一些大气净化技术,包括二氧化硫高效脱除技术、活性氨烟气脱硝技术等,将CO2、SO2等有害气体经济有效的脱除,转化为有价值产品。同时,对PM2.5污染产生的驱动因素提出“治本”导向的针对性防治技术,其中具有代表性的包括水煤浆技术和喷雾除尘技术。

水煤浆是一种煤基代油燃料,可以作为锅炉工业燃料。随着水煤浆技术改变传统方式,将固态燃煤方式变成液态雾化燃烧方式,提高锅炉的热效率最高可达86%,提高煤炭的燃尽率甚至高达98%。水煤浆技术是煤炭加工的深度洁净技术,对于拥有丰富煤炭资源的徐州市,开发水煤浆技术,能最大限度地提高煤碳燃烧效率,减少城市空气的污染排放,该项技术可以使徐州拥有基础且经济的洁净能源。

关于喷雾除尘技术,为增加尘粒的重量向空气中的粉尘喷射水雾,达到降尘的目的。水喷雾系统治理方法为首先布置PM2.5监控网和风速、温度、湿度等气象监测网;其次,在广场、高层建筑等区域架设可调雾粒粒径的喷雾设备,然后利用GSM、CDMA等无线数据控制设备和GPS等空间定位设备实时控制喷雾量、粒径、喷雾影响范围等。最后,通过合理的自动化程序建立区域数据库系统和计算控制系统,制作人工为的冲击模型。因此水喷雾除尘在技术和经济上相对成熟,也降低了PM2.5的防治成本。

对于PM2.5的治理是在已被污染的基础上,将污染范围缩小,力度降低,以此为目标。假设不控制PM2.5,按照以往的空气质量变化趋势,PM2.5浓度必然会增加。因此,考虑到环境治理的实际过程,分阶段PM2.5治理方案的需要,往往从缓慢进展到治理更快,最终还是趋于减缓。早期管理:治理过程中需要大量的准备工作遇到更多困难,进度缓慢。治理中期:根据筹备工作和管理经验,与上一期相比,治理进度将大大提高。治理后期:前期和中期效果稳定,因为治理水平已经达到较低水平,所以后期需要做更多的努力,所以治理进度将会很低。

由于我国的特殊情况,PM2.5来源复杂,形成原则不清楚,观察和分析设备背后,难以制定科学合理的治理方案。我国大气PM2.5污染源和形成机制与发达国家不一样,治理技术不能完全复制。在这一点上,政府不应该盲目地使用外国设备和复制外国研究成果,将花费大量的资金购买外国设备。要密切关注基础设施建设,加大科技投入,大力发展民族工业,为中国具体国情研发设备,并根据科研成果,制定综合全面的PM2.5减排计划。

参考文献

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[2]陆玉书.环境影响评价[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]孙志宽.高斯烟羽扩散模型再研究[J].环境与可持续发展,2013,(05).