[科普中国]-火力发电厂

组成与设备

现代化火电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂。

它由下列5个系统组成：①燃料系统。②燃烧系统。③汽水系统。④电气系统。⑤控制系统。

在上述系统中，最主要的设备是锅炉、汽轮机和发电机，它们安装在发电厂的主厂房内。主变压器和配电装置一般装放在独立的建筑物内或户外，其他辅助设备如给水系统、供水设备、水处理设备、除尘设备、燃料储运设备等，有的安装在主厂房内，有的则安装在辅助建筑中或在露天场地。火电厂基本生产过程是，燃料在锅炉中燃烧，将其热量释放出来，传给锅炉中的水，从而产生高温高压蒸汽；蒸汽通过汽轮机又将热能转化为旋转动力，以驱动发电机输出电能。到80年代为止，世界上最好的火电厂的效率达到40%，即把燃料中40%的热能转化为电能。

发展状况火力发电是现代社会电力发展的主力军，在提出建设和谐社会、发展循环经济的大背景下，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响。虽然在中国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场。近几年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。

“十五”期间中国火电建设项目发展迅猛。2001年至2005年8月，经国家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年审批项目135个，装机容量107590MW，比上年增长207%；2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546MW，同比增长420%。如果这些火电项目全部投产，届时中国火电装机容量将达5.82亿千瓦，比2000年增长145%。

2006年12月，全国火电发电量继续保持快速增长，但增速有所回落。当月全国共完成火电发电量2266亿千瓦时，同比增长15.5%，增速同比回落1个百分点，环比回落3.3个百分点；随着冬季取暖用电的增长，火电发电量环比增长较快，12月份与上月相比火电发电量增加223亿千瓦时，环比增长10.9%。2006年1-12月，全国火电发电量为230,087,958.32万千瓦小时，同比增长15.8%，增速高于2005年同期3.3个百分点。

2007年1-10月，全国火电发电量为217,564,783.55万千瓦小时，比上年同期增长了16.04%。8月份的火电发电量最高，为23,904,609.94万千瓦小时，同比增长了10.19%。

世界上最大的火力发电厂是台中发电厂；世界上能量效率最高的发电机组是上海外高桥第三发电公司的两台100万千瓦中国国产超超临界燃煤发电机组，该厂也是世界上第一个将实际运行煤耗降低到280克/千瓦时整关口数的电厂。1

我国目前最大的火电厂：山西大同第二发电厂，装机容量372万KW（即3720MW），6台20万KW（200MW）机组，2台60万KW（600MW）机组，2台66万KW（660MW）机组。1

分类按燃料分燃煤发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，以垃圾及工业废料为燃料的多种发电厂。

按原动机分凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，蒸汽—燃气轮机发电厂等。

按输出能源分凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发电兼供热）。

按蒸汽压力和温度分低温低压电厂（1.4MPa，350度），中温中压发电厂（3.92MPa，450度），高温高压发电厂（9.9MPa，540度），超高压发电厂（13.83MPa，540度），亚临界压力发电厂（16.77MPa，540度），超临界压力发电厂（22.11MPa，550度）；超超临界压力发电厂（31MPa，600度）。

按发电厂装机容量分小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100—250MW），大中容量发电厂（250—1000MW），大容量发电厂（1000MW以上）。1

特点一、与水电厂和其他类型电厂相比，火电厂有如下特点：

1、 布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。

2、 建造工期短，一般为水电厂的一半甚至更短。一次性建造投资少，仅为水电厂的一半左右。

3、 煤耗量大，目前发电用煤约占全国煤炭总产量的25%左右，加上运煤费用和大量用水，其生产成本比水力发电要高出3—4倍。

4、 动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。

5、 汽轮机开、停机过程时间长，耗资大，不宜作为调峰电源用。

6、 对空气和环境的污染大。2

二、与热电相比的区别

火电仅指燃烧发电。

热电是指发电的同时用产生的热能取暖，为提高效率节省能源，一般是发电与供热联合的方式。即是在汽轮机某一级抽出一部分汽来供热，其余的仍冲转汽轮机带动发电机发电，两者可调整，可供热多发电少，也可供热少发电多。

当前中国受能源政策影响，正在大力发展核电，水电，这些也可供热，有的国家为了节约能源，有风力与地热发电，而中国很少。

也就是说火力发电厂主要是用来发电的。热电厂主要是提供热能的， 也可是火力发电厂的副产品 。1

生产过程流程简介1、煤炭在锅炉中燃烧产生大量热量;【化学能→热能】

2、锅炉中的水，从而产生高温高压蒸汽;蒸汽通过汽轮机又将热能转化为旋转动力;高压蒸汽的热能转化为机械能后，形成凝结水汽;【热能→机械能】

3、 冷却水与凝结水汽热交换，凝结水汽继续循环，吸收燃烧热产生高压蒸汽;冷却水获得热量用于城市的集中供暖和供热;(家住电厂附近暖气比较旺就是这个原因)【热能→集中供暖、供热】

4、 高压蒸汽推动转子转动发电;【机械能→电能】2

具体过程燃煤用输煤皮带从煤场运至煤斗中。大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的煤灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气。这样，一方面使进入锅炉的空气温度提高，易于煤粉的着火和燃烧，另一方面也可以降低

排烟温度，提高热能的利用率。从空气预热器排出的热空气分为两股：一股去磨煤机干燥和输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内，与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内，再由灰浆泵送至灰场。

火力发电厂在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内。在锅炉炉膛四周密布着水管，称为水冷壁。水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通。汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着煤受燃烧过程中放出的热量。部分水在水冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势能。具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。

汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。在发电机转子的另一端带着一台小直流发电机，叫励磁机。励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中，使转子成为电磁铁，周围产生磁场。当发电机转子旋转时，磁场也是旋转的，发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流。这样，发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。

释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，重新凝结成水，此水成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。在循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统内补给一些水，以保证循环的正常进行。高、低压加热器是为提高循环的热效率所采用的装置，除氧器是为了除去水含的氧气以减少对设备及管道的腐蚀。

以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为转子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等。

除了上述的主要系统外，火电厂还有其它一些辅助生产系统，如燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等。这些系统与主系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。为保证这些设备的正常运转，火电厂装有大量的仪表，用来监视这些设备的运行状况，同时还设置有自动控制装置，以便及时地对主辅设备进行调节。现代化的火电厂，已采用了先进的计算机分散控制系统。这些控制系统可以对整个生产过程进行控制和自动调节，根据不同情况协调各设备的工作状况，使整个电厂的自动化水平达到了新的高度。自动控制装置及系统已成为火电厂中不可缺少的部分。1

基本原理汽水系统火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成，它包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。水在锅炉中被加热成蒸汽，经过加热器进一步加热后变成过热的蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。为了进一步提高其热效率，一般都从汽轮机的某些中间级后抽出做过功的部分蒸汽，用以加热给水。在现代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环。

此外，在超高压机组中还采用再热循环，即把做过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将做过功的蒸汽全部抽出，送到锅炉的再热汽中加热后再引入汽轮机的中压缸继续膨胀做功，从中压缸送出的蒸汽，再送入低压缸继续做功。在蒸汽不断做功的过程中，蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器加热再经过除氧器除氧，给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器，经过加热后的热水加入锅炉，在过热器中把水加热到过热蒸汽，送至汽轮机做功。这样周而复始不断的做功。在汽水系统中的蒸汽和凝结水，由于疏通管道很多并且还要经过许多的阀门设备，这样就难免产生跑、冒、滴、漏等现象，这些现象都会或多或少地造成水的损失，因此我们必须不断地向系统中补充经过化学处理过的软化水，这些补给水一般都补入除氧器中。1

燃烧系统燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱硫等组成。是由皮带输送机从煤场通过电磁铁、碎煤机送到煤仓间的煤斗内，再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉，磨好的煤粉通过空气预热器来的热风，将煤粉打至粗细分离器，粗细分离器将合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤机），经过排粉机送至粉仓，给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧。而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置，通过石浆喷淋脱出硫的气体经过吸风机送到烟筒排入天空。1

发电系统发电系统是由副励磁机、励磁盘、主励磁机（备用励磁机）、发电机、变压器、高压断路器、升压站、配电装置等组成。发电是由副励磁机（永磁机）发出高频电流，副励磁机发出的电流经过励磁盘整流，再送到主励磁机，主励磁机发出电后经过调压器以及灭磁开关经过碳刷送到发电机转子。发电机转子通过旋转其定子线圈感应出电流，强大的电流通过发电机出线分两路，一路送至厂用电变压器，另一路则送到SF6高压断路器，由SF6高压断路器送至电网。

燃料构成火电厂的燃料构成决定于国家资源情况和能源政策。20世纪80年代以后，中国火电厂的燃料主要是煤。1987年，火电厂发电量的87%是煤电，其余13%是其它燃料发出的。有烟煤资源或依赖进口煤的国家，其火电厂主要燃用烟煤，因其热值高、易燃。其他煤种占较大比重的国家，有用褐煤（德国、澳大利亚）、无烟煤（前苏联、西班牙、朝鲜等）的；中国燃用煤一半以上是烟煤，贫煤次之，无烟煤在10%以下。一些国家还根据石油国际市场的情况，采用燃油和天然气发电机组。除蒸汽机组外，还有的用燃气轮机和内燃机发电机组。70年代以来，燃气-蒸汽联合循环机组发电的火电厂得到重视。1

运行近代火电厂由大量各种各样的机械装置和电工设备所构成。为了生产电能和热能，这些装置和设备必须协调动作，达到安全经济生产的目的。这项工作就是火电厂的运行。为了保证炉、机、电等主要设备及各系统的辅助设备的安全经济运行，就要严格执行一系列运行规程和规章制度。

火电厂的运行主要包括3个方面，即起动和停机运行、经济运行、故障与对策。火电厂运行的基本要求是保证安全性、经济性和电能的质量。

安全性就安全性而言，火电厂如不能安全运行，就会造成人身伤亡、设备损坏和事故，而且不能连续向用户供电，酿成重大经济损失。保证安全运行的基本要求是：①设备制造、安装、检修的质量要优良；②遵守调度指令要求，严格按照运行规程对设备的启动与停机以及负荷的调节进行操作；③监视和记录各项运行参数，以便尽早发现运行偏差和异常现象，并及时排除故障；④巡回监视运行中的设备及系统是否处于良好状态，以便及时发现故障原因，采取预防措施；⑤定期测试各项保护装置，以确保其动作准确、可靠。

经济性就经济性而言，火电厂的运行费用主要是燃料费。因此，采用高效率的运行方式以减少燃料消耗费是非常重要的，具体措施有以下3点：

①滑参数起停。滑参数起动可以缩短起动时间，具有传热效果好、带负荷早、汽水损失少等优点。滑参数停机可以使机组快速冷却，缩短检修停机时间，提高设备利用率和经济性。

②加强燃料管理和设备的运行管理。定期检查设备状态、运行工况，进行各种热平衡和指标计算，以便及时采取措施减少热损失。

③根据各类设备的运行性能及其相互间的协调、制约关系，维持各机组在具有最佳综合经济效益的工况下运行；在电厂负荷变动时，按照各台机组间最佳负荷分配方式进行机组出力的增、减调度。

电厂在安全、经济运行的情况下，还要保证电能的质量指标，即在负荷变化的情况下，通过调整以保持电压和频率的额定值，满足用户的要求。1

运行保护火电厂中锅炉、汽轮机、发电机之间的关系极为密切。任何一个环节出现事故都会影响电厂的安全经济运行。因此，为了保证火电厂的安全经济运行，必须装备完善的保护控制装置和系统。基本的保护方式有以下3种。

①联锁保护：当某一设备或工况出现异常现象时，相关联的设备联动跳闸，切除有故障的设备或系统，备用的设备或系统立即投入运行。

②继电器组成的保护：以热工参量和电气参量的限值，以及设备元件的条件联系为动作判据，采用各种继电器组成保护回路，对某一设备或系统进行保护。

③固定的保护装置:有机械的、电动的保护装置，如锅炉的安全门、汽轮机的危急保安器、电机的过电压保护器等。

近代的单元机组均采用综合保护连锁系统，即将机、炉、电的分别保护与单元的整体保护系统相互协调，形成一个完善的保护系统。

运行控制火电厂的基本控制方式有以下3种。

①就地控制：锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备就地单独进行控制。这种方式适用于小型电厂。

②集中控制：将锅炉、汽轮机、发电机联系起来进行集中控制。例如大型电厂采用的机、炉、电单元的集中控制。

③综合自动控制：将电厂的整个生产过程作为一个有机整体进行控制，以实现全盘自动化。

上世纪80年代，大型电厂多采用单元机组。对于单元机组自动调节系统的主要控制方式有以下3种。

①锅炉跟踪调节方式：由电力负荷指令操作调节汽轮机的阀门，以控制发电机的出力。而在锅炉方面则调节燃料输入，保证其产生的蒸汽在流量和参数方面满足汽轮机的需要。

②汽轮机跟踪调节方式：以电力负荷指令控制燃料的输入，改变锅炉出力；对于汽轮机，则通过调节汽压以决定负荷。

③机、炉协调控制方式：将机、炉、电作为一个统一整体进行控制，以机、炉共同调整机组的负荷来适应外界负荷变化的要求。

现代化电厂多采用程序控制，以提高自动化水平。程序控制是将生产过程中大量分散的操作，按辅机与热力系统的工艺流程划分为若干有规律的程序进行控制，并结合保护、联锁条件，使运行人员通过少数开关式按钮，即可由程控系统自动完成控制系统的操作。

随着计算机应用的日益扩大，特别是微机及微处理器的发展，现代火电厂的自动化已实现以小型机、微机和微处理器为基础的分层综合控制方式。1

火力发电技术1、燃烧前：煤的质量、颗粒的大小将影响燃烧效率及燃烧产生的污染物，所以需要控制；

2、燃烧室：锅炉的设计(如：燃料、空气进入锅炉的方式)影响燃烧效率及热能的利用率；锅炉的材料又影响热量的损耗；

3、饱和蒸汽-凝结水汽的循环系统的设计又影响热量转换成机械能的效率；

4、发动机的设计影响机械能转换成电能的效率；

5、除上述，还要考虑安全(如：燃烧室的中心温度可达2000°)、污染物(燃烧产生的硫氧化物、氮氧化物)的控制等。2

环保问题污染物一、烟气

锅炉的烟气通过高烟囱排入大气，主要污染物有烟尘、SOX、NOX和CO2等。
(1)烟尘，指未被除尘器捕集下来的粉尘,其中，粒径小于10μm,称为飘尘（TSP），能长期飘浮于大气中,并作长距离传输,排放量视除尘效率而定。尘粒内部为铁/铝硅酸盐玻璃体,其表面沉积有硫酸盐,并富集多种微量金属元素和有机化合物,从而增加了烟尘的危害。
(2)二氧化硫，煤中含有可燃硫，例如有机硫、黄铁矿硫,二者均可燃烧。一般情况下其燃烧生成物为SO2。在适当的温度范围内,有一定的过量氧及烟气中的金属氧化物(如V2O5)的催化作用下可生成SO3。它们溶解于水分别生成亚硫酸和硫酸,均有强烈的腐蚀作用,排入大气中,会腐蚀机器设备和建筑物,将二者统称为SOX。SOX会危害人体健康，引起支气管炎、哮喘病、肺心病，甚至死亡。此外，它还会使农作物减产或植被枯萎。
(3)氮氧化合物(NOX)，氮有6种氧化物，氮存在于空气中,煤中通常亦含有少量氮约为0.5%～2%。NOX是NO和NO2的统称。
在燃烧过程中,燃料中所含的氮与氧化合生成的氮氧化合物NOX称为燃料型NOX。另外燃料在燃烧过程中送进炉膛内空气中所含的氮,在燃烧的高温条件下与足量的氧化合也会生成一部分NOX,称为高温型NOX。主要含NO，它在大气中会很快氧化成NO2，比NO的毒性大4～5倍。

NO有较强的毒性，它在大气中的含量达4ppm时，5分钟内可致人死亡。NO2与大气中OH-离子反应形成亚硝酸和硝酸,毒性高,腐蚀性极强。它所形成的亚硝酸盐是致癌物,NO2可加速SO2向SO3转化，同时可与SO3形成“气溶胶”造成光化学烟雾,损害人的中枢神经系统，NOX的毒性及腐蚀性比SOX更强。氮氧化合物的危害还在于它会破坏大气中臭氧层,从而使紫外线透过大气层辐射人体，使皮癌的发病率增高。NOX也是造成酸雨的元凶之一。
(4)碳氧化合物(CO2、CO)
化石燃料燃烧后的主要生成物CO2一直认为对环境无害的。植物的光合作用会吸收CO2，合成能量，释放氧气形成碳循环。近年来,由于过量燃烧化石燃料以及森林和植被的破坏,大气中CO2浓度上升。在最从而影响地表散热,形成温室效应，使大气温度不正常上升，CO2也被认为是温室气体,是有害的。此外碳的不完全燃烧产物CO是一种可致命的气体。
粉尘及SOX、NOX、N2O、CO2和CO等由烟气带出,造成火电厂排放的地区环境污染。3

二、粉尘

生产性粉尘是指在生产中形成的，能较长时间飘浮在作业场所空气中的固体微粒。对于火电厂，主要有输煤系统作业场所漂浮的煤尘，锅炉运行中产生的、锅炉检修中接触的锅炉尘，干式除尘器运行、干灰输送系统及粉煤灰综合利用作业场所的粉尘，电焊操作产生的电焊尘，采用湿法、干法脱硫工艺的制粉制浆系统产生的石灰、石灰石粉尘及石膏干燥系统、脱硫废渣利用抛弃系统产生的粉尘。

硅尘一般是指游离二氧化硅的粉尘，以石英为代表的硅尘是电力行业危害性最严重且危害面较广的一种职业性有害因素。火电厂的煤尘一般是含有10%以下游离二氧化硅的粉尘（国家规定最高容许排放质量浓度为10 mg/m3），尘粒分散度高 ，直径小于5 μm的占73%。锅炉尘一般是含有10%～40%游离SiO2的粉尘（国家规定最高容许排放质量浓度为2 mg/m3），尘粒分散度高，直径小于5 μm的占73%。焊接尘是在焊接作业时，由于高温使焊药、焊接芯和被焊接材料熔化蒸发，逸散在空气中氧化冷凝而形成的颗粒极细的气溶胶，焊接气溶胶再冷凝后形成极细的尘粒，其中1 μm以下的尘粒约占90%以上。电焊尘主要由铁的氧化物组成，当使用高锰焊条时，空气中的二氧化锰的含量远远超过氧化铁的含量。除尘器、干灰输送系统及粉煤灰等综合利用作业场所的粉尘，也是含有10%～40%游离SiO2的粉尘，粒径一般在15 μm以下，5 μm以下的占有相当份额。脱硫装置制粉系统的粉尘一般是含10%以下游离SiO2的粉尘。其主要成分为CaO、CaCO3或其他脱硫剂（脱硫剂的品位一般要求纯度为90%或95%）。脱硫装置石膏处理或废渣处理系统的粉尘一般是含10%以下游离SiO2的粉尘，其主要成分为CaSO4.H2O或其他脱硫废渣。

粉尘的分散度越高，即粉尘粒径越小，其在空气中的稳定性越高，在空气中悬浮越持久，工人吸入的机会越多，对人体危害越大。呼吸性粉尘可沉淀在呼吸性的支气管壁和肺泡壁上。长期吸入生产性粉尘易引起以肺组织纤维化为主的全身性疾病，即尘肺病，属国家法定职业病。其中硅肺、煤尘肺、电焊工尘肺、石棉肺和水泥尘肺等均属于以胶原纤维增生为主的尘肺。职工长期高浓度吸入含量大于10%的游离SiO2粉尘（即硅尘），会引起硅肺病。肺组织胶原纤维性变是一种不可逆转的破坏性病理组织学改变。当前尚无使其消除的办法。对于这一种尘肺，尤其是硅肺的治理，主要是对症治疗和积极防治并发病，以减轻患者痛苦，延缓病情发展，努力延长其寿命。火电厂生产性粉尘73%以上是粒径小于5 μm的呼吸性粉尘。因此一定要重视粉尘危害后果的严重性，做好粉尘防治工作，防止尘肺病的发生，保护职工健康。1

三、废渣

燃煤电厂要排放大量的灰渣,它由几部分组成。大部分是除尘器收集到的细微颗粒,称为粉煤灰,另一部分是锅炉燃烧室底部收集到的炉渣,二者由灰浆泵经压力除灰管道送往灰场。各种锅炉的煤灰渣主要含有氧化硅、氧化铝和氧化铁等成分,并含有微量元素如砷、镉、铝及硒等,大面积的灰会占去大片农田,同时因刮风等灰场的积灰扬起,发生二次污染。微量元素和放射性元素会引起人体中毒,甚至致癌。3

四、废水

火电厂排放的废水中含有酸碱、油脂、悬浮物、有机物、富营养物和微量元素等。废水的来源有化学废水、含有废水、冲灰水及生活污水等。酸碱使水体水质逐渐酸化或碱化,降低水体自净化能力; 含有废水使水体溶氧减少,导致鱼类死亡;冲灰水中的悬浮物主要是煤灰及不溶盐类,它们使水的浑浊度增高,沉积在水底淤塞水道;有机污染物造成水中溶氧减少,影响鱼类的生存。3

保护与运行电厂环保设施应包括除尘、脱硫、脱硝设备,烟囱,灰场防飞灰、防渗设施,废水污水处理、回收系统,消声器,绿化设施,环境监测系统及环境监测站。这些设施必须与主体工程同时设计、同时施工,同时投产。“八五”期间及以后的新、扩建电厂,除脱硫、脱硝外的其他环保设施基本都齐全,环保设施占工程总投资10%以上,这足以表明电力工业在环境保护工作方面所做的努力是很大的。而在电力企业,主要环保设施的运作与机组基本是同步的,投入率达95%以上。

燃煤电厂在环保设施方面的大投入已在污染治理方面取得了明显成效,烟尘、废水、噪声等各项污染指标基本上符合国家规定排放标准。

环保措施（1）加强对防尘设备的维护管理

提高除灰系统和制粉系统的检修质量，防止漏灰、漏粉。定期检测粉尘质量浓度，发现超标，要采取措施。投入资金，进行技术改造，提高防尘设备的投入率和防尘效率。对现有防尘设备做好维护管理，保证设备的正常投入，发挥防尘作用。

（2）提高作业自动化水平

对粉尘危害大的场所，采用机械手或自动控制，实现无人值班或少人值班，减少工人与粉尘的接触时间。

（3）增强自我保护意识

加强工人防尘知识的安全教育和培训，提高工人对粉尘危害和防治知识的认识，增强职工的自我保护意识。电厂要为工人购置合格、高效、实用、方便的防尘个人用品。工人在有粉尘危害的作业场所工作时，要按规定正确佩带防尘个人用品，要象带安全帽一样养成良好的习惯。

（4）合理安排工作程序

如在锅炉检修时，要在充分做好防尘措施后，才能进入炉膛、管道工作。

（5）搞好粉煤灰出干灰系统的技术改造

静电除尘器取干灰系统若有泄漏，均是硅尘，对人体危害很大。要采取措施，将简易取灰逐步改造为机械化自动化操作。新厂在设计时就应考虑粉煤灰综合利用项目，在投资、设备购置、场地使用等方面为供灰、用灰创造必要的条件，如粗细分装，配备密封性能好的输送贮运系统、运输车辆，筑好灰外运的道路等。

（6）做好煤场、灰场的管理工作

搞好干灰堆放场所的喷淋和碾压，已满灰场要及时复土绿化，搞好厂区（包括煤场周围）的绿化，文明生产，减少扬尘。

（7）加强脱硫系统的防尘工作

随着脱硫工程的上马，应考虑脱硫工程的制粉系统、石膏或废渣处理系统的防尘问题。石灰石粉仓要有除尘器，输送管道阀门要严密无泄漏。如采用湿法球磨磨制石灰石浆液的工艺，可将小于200 mm的大块石灰石料直接经过湿磨磨制成石灰石浆液，降低粉尘污染。1

（8）提高煤的利用效率

火力发电厂中存在着三种型式的能量转换过程：在锅炉中煤的化学能转变为热能；在汽轮机中热能转变为机械能；在发电机中机械能转换成电能。进行能量转换的主要设备——锅炉、汽轮机和发电机，被称为火力发电厂的三大主机，而锅炉则是三大主机中最基本的能量转换设备。

锅炉燃烧用的煤粉是由磨煤机将煤炭磨成的不规则的细小煤炭颗粒，其颗粒平均在0.05~0.01mm，其中20~50μm（微米）以下的颗粒占绝大多数。由于煤粉颗粒很小，表面很大，故能吸附大量的空气，且具有一般固体所未有的性质——流动性。从制粉系统方面希望煤粉磨得粗些，从而降低磨煤电耗和金属消耗。所以在选择煤粉细度时，应使上述各项损失之和最小。总损失蝉联小的煤粉细度称为“经济细度”。由此可见，对挥发分较高且易燃的煤种，或对于磨制煤粉颗粒比较均匀的制粉设备，以及某些强化燃烧的锅炉，煤粉细度可适当大些，以节省磨煤能耗，提高燃煤利用率。

（9）燃烧中净化技术

燃煤电厂洁净煤技术是指煤炭从开发到利用全过程中，旨在减少污染排放和提高利用效率的加工、转化、燃烧和污染控制等高新技术的总称：燃烧中净化技术是指燃料在燃烧过程中提高效率减少污染排放的技术，它是洁净煤技术的重要组成部分，由五项技术组成。先进的燃烧器改进锅炉设计，采用先进的燃烧器，以减少污染排放，提高锅炉效率。当今已有低NO2燃烧器，其燃烧过程是燃料和空气逐渐混合，以降低火焰温度，从而减少NO2生成；或者调节燃料与空气的混合比，只提供够燃料燃烧的氧量，而不足和氮结合生成NO2。还有喷石灰石多段燃烧器、加天然气再燃烧器以及炉内脱硫等技术。

（10）燃煤火力发电厂采用电子束法脱硫工艺

该工艺由排烟预除尘、烟气冷却、氨的加入、电子束照射和副产品捕集等工序组成。锅炉排出的烟气，经过除尘器的粗滤处理得到预除尘后进入冷却塔，在喷射入的冷却水冷却下，烟气温度降到适合于脱硫脱氮的温度。经过冷却后的烟气流进反应器，在反应器进口处将一定的氨气、压缩空气混合物喷入，经电子束照射后，烟气中的SO2、NO2在自由基作用下与氨进行中和反应生成硫酸铵和硝酸铵的混合粉体，这一副产品为化肥。这些粉状微粒一部分沉淀到反应器底部排出，其余部分被除尘器捕集，净化后烟气经脱硫风机由烟囱排入大气降低污染。此法是目前世界上应用最广、规模最大的脱硫方式，脱硫效率可达95%以上，吸收剂利用率达90%以上。1

（11）重点解决二氧化硫的排放污染问题
我国二氧化硫污染特别严重,年均降水pH≤5.6的区域已占全国面积的40%,而且呈逐年加重的趋势。我国政府高度重视二氧化硫的污染治理工作。第一,源头治理,燃用低硫煤，严格控制高硫煤的使用,对含硫较高的燃煤可先进行洗选,适当降低二氧化硫排放量。高硫煤对二氧化硫污染比重是很大的,必须从源头加以严格控制。第二,末端治理,即烟气脱硫。我国在烟气脱硫方面已有些较为成熟的技术已在一些电厂得到应用，多为石灰石——石膏法。不论源头或末端脱硫,其设备费用和运行费用都很高,因此,电厂可尝试采用一些正在逐步推广的高新脱硫技术。
（12）低 NOX 煤粉燃烧技术
在锅炉燃烧过程中，主要通过两种形式生成NOX，即高温型 NOX 和燃料型 NOX。高温型 NOX是空气中的氮在高温下氧化产生的，炉膛温度高于 1 50 0℃时才生成大量的 NOX。固态排渣煤粉炉炉膛温度一般低于1500℃，煤粉燃烧产生的NOX 中高温型 NOX 所占份额不大，一般情况下，高温型 NOX 只占 NOX 总生成量的10%～20%，其余 80 %～ 90 %为燃料型 NOX，所以主要是减少燃料型 NOX 的排放问题。
（13）防治废水污染
提倡灰水闭路循环使用,节约用水,减少排污；加强治理,使灰水达标排放；采用气力除灰，加强干灰利用，同时又可消除灰水污染。由于含油、酸、碱、悬浮物等污染物工业废水的产生都是间断性,水量也不大,可考虑采用先集中后处理方式,可提高处理效率,降低运行成本。对于生活污水，有条件的可以送城市生活污水处理厂集中处理更为经济合理。同时要加强综合防治工作,寻求采用中水道工程技术，尽可能多次重复利用水资源，节水节能，减少污染。3