蔡正敏 王玉旭 孫法勝 劉春寶 蔡國(guó)亮
(1.中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司工程服務(wù)公司,中國(guó) 北京100101;2.中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司生產(chǎn)協(xié)調(diào)處,中國(guó) 北京100089)
地?zé)豳Y源是一種清潔的新能源,利用地?zé)豳Y源可以大大減少大氣污染,對(duì)城市環(huán)境保護(hù)有許多好處,但是在地?zé)犭娬窘ㄔO(shè)和運(yùn)行過(guò)程中會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響,包括排污水的污染、氣體H2S、CO2排放污染、汽輪機(jī)噪聲對(duì)周圍居民區(qū)的影響以及水土流失。因此要在地?zé)崂眠^(guò)程中,加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作,合理開(kāi)發(fā),科學(xué)利用,關(guān)注可能出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題,及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決,充分體現(xiàn)綠色能源的特點(diǎn)。
地?zé)犭娬镜慕ㄔO(shè)施工主要包括:清理和平整施工場(chǎng)地、開(kāi)挖基礎(chǔ)、焊接管道、試壓等,建設(shè)期間對(duì)環(huán)境的影響主要來(lái)自電站施工中的施工機(jī)械、車輛、人員踐踏等活動(dòng)對(duì)土壤和生態(tài)環(huán)境的影響。此外,建設(shè)期間各種機(jī)械、車輛排放的廢氣和產(chǎn)生的噪聲、施工產(chǎn)生的固體廢物的丟棄、施工人員的生活廢水、管道試壓產(chǎn)生的廢水等,也將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響,但這類影響是暫時(shí)的,待施工完成后將在較短的時(shí)間內(nèi)消失。
運(yùn)行期主要環(huán)境影響表見(jiàn)表1。
表1 運(yùn)行期主要的環(huán)境影響表
1.2.1 污水處理
電站運(yùn)行期間主要的有規(guī)則的排水為地?zé)峋诜蛛x出的高溫地?zé)猁u水、循環(huán)系統(tǒng)的排污水、汽機(jī)棚的檢修廢水以及運(yùn)行人員的生活污水。
表2 主要廢水排放狀況表(不含高溫回灌水)
地?zé)犭娬舅欧诺牡責(zé)猁u水中化學(xué)元素的含量高,有時(shí)包含有害元素,特別是砷(As)和硼(B)濃度高。因此地?zé)猁u水可視為一種污染物。檢修時(shí)產(chǎn)生的廢水少量含油。循環(huán)冷卻水排污水pH值和微生物均超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn),直接排放會(huì)對(duì)地表及地下水體有污染。
1.2.2 大氣污染物排放
站場(chǎng)排放的大氣污染物主要是運(yùn)行過(guò)程中的不凝氣體(NCG),該氣體內(nèi)含有 H2S、CH4、N2、O2、H2、CO2等氣體。 電站運(yùn)行期間,抽真空系統(tǒng)將不凝氣體排入大氣。H2S是一種易燃的有毒氣體。在濃度10~500 ppm下,其就可導(dǎo)致頭痛,在濃度500~700ppm下,幾分鐘就可導(dǎo)致意識(shí)喪失。
CO2不屬于有害氣體,但是作為溫室氣體,溫室效應(yīng)對(duì)環(huán)境有顯著影響。
1.2.3 噪聲處理
站場(chǎng)噪聲主要是機(jī)械動(dòng)力性噪聲、氣體動(dòng)力性噪聲、電磁性噪聲及交通噪聲。
地?zé)犭娬酒麢C(jī)棚是主要的噪聲源,環(huán)境噪聲主要是汽機(jī)棚各界面向外輻射的結(jié)果。輔助設(shè)施產(chǎn)生的噪聲,由于能量較小,在較短距離內(nèi)衰減很快。
1.2.4 固體廢物處理
電站產(chǎn)生的固體廢物除生活垃圾外,在設(shè)備檢修時(shí)也會(huì)有一定量固體廢物產(chǎn)生。
1.2.5 事故排放
電站緊急時(shí)停機(jī)時(shí),將系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽緊急排放至大氣,會(huì)造成輕度的空氣污染。
2.1.1 井口地?zé)猁u水
本工程設(shè)計(jì)回注系統(tǒng),將井口分離出的地?zé)猁u水就近回注至回注井。地?zé)猁u水回注不僅可以環(huán)境保護(hù),而且是維持地?zé)釤醿?chǔ)壓力的有效方式。
2.1.2 循環(huán)系統(tǒng)的排污水
循環(huán)冷卻水設(shè)置NaOH加藥系統(tǒng),用以調(diào)整循環(huán)水的PH值;設(shè)置NaCIO加藥系統(tǒng),用以擬制循環(huán)水系統(tǒng)的微生物生長(zhǎng)。排污水符合肯尼亞政府頒布的水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的 《Water quality regulations application form for effluent discharge license》規(guī)定的廢水排放的要求。
2.1.3 生活污水
生活污水排入化糞池,定期外運(yùn)至專業(yè)公司處理。
2.1.4 檢修廢水
檢修時(shí)產(chǎn)生的少量的含油廢水,排入事故池后,定期外運(yùn)至專業(yè)公司處理。
選用肯尼亞Olkaria地區(qū)典型的井口分布式地?zé)犭娬緸槔M(jìn)行分析,其蒸汽選用某典型地?zé)峋羝麉?shù)為計(jì)算對(duì)象,其不凝氣體由真空泵從凝汽器抽取后通過(guò)管道輸送到冷卻塔頂部,消散到大氣中。
基本參數(shù):
該井口電站的裝機(jī)容量:4×3MWm;發(fā)電耗汽量:110t/h;蒸汽中H2S含量:
66.7ppm; 冷卻塔排放空氣量:2.6×106Nm3/h; 蒸汽中 CO2含量:5950ppm;冷卻塔排放空氣量:2.6×106Nm3/h。
根據(jù)地?zé)嵴羝M分,不凝結(jié)氣體按為地?zé)嵴羝馁|(zhì)量1%比計(jì)算。
2.2.1 H2S 的控制措施
H2S排放:m=Gg
其中:G——地?zé)嵴羝|(zhì)量,t/h;m——H2S質(zhì)量,g/h;g——H2S質(zhì)量濃度,ppm(百萬(wàn)分之一);
m=110t/h×66.7ppm=7346g/h
其中:n——H2S摩爾質(zhì)量34g/mol;V0——標(biāo)準(zhǔn)摩爾體積22.4L/mol;V——H2S標(biāo)況體積L/h;
V=7346/34×22.4=4840L/h=4.84 Nm3/h
冷卻塔排氣的H2S排放物估算:冷卻塔排氣的H2S濃度:4.84/(2.6×106)=1.86 ppm
電站正常運(yùn)行情況下冷卻塔排氣的總H2S濃度估計(jì)為4.48Nm3/h,經(jīng)冷卻塔排氣稀釋的冷卻塔排放物H2S濃度估計(jì)為1.86ppm。此濃度小于世界衛(wèi)生組織容許最高濃度10 ppm。
2.2.2 CO2排放物評(píng)估
CO2排放:m=Gg
其中:G——地?zé)嵴羝|(zhì)量,t/h;m——CO2質(zhì)量,g/h;g——CO2量濃度,ppm(百萬(wàn)分之一);
m=110t/h×5950ppm=654500g/h
n—CO2質(zhì)量 44mol;V0—標(biāo)準(zhǔn)摩爾體積 22.4L/mol;V—CO2體積 L/h;
V=654500/44×22.4=333000L/h=333Nm3/h
冷卻塔排氣的CO2排放物估算:
冷卻塔排氣的 CO2濃度:333/(2.6×106)=128ppm
電站正常運(yùn)行情況下,經(jīng)冷卻塔排氣稀釋的冷卻塔排放物CO2濃度估計(jì)為128ppm。折合每度電約排放0.054kg的二氧化碳,遠(yuǎn)低于燃煤電站的0.86kg。地?zé)犭娬景l(fā)電相較于石化電站是更加環(huán)保。
地?zé)犭娬竟I(yè)廢水排放經(jīng)處理后排放,生活污水外運(yùn)處理。CO2、H2S排放濃度均低于世行標(biāo)準(zhǔn)要求。采取消聲、隔聲等措施后,噪聲滿足當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)要求。因此,從環(huán)境保護(hù)角度初步分析,本工程建設(shè)是可行的,均能滿足肯尼亞國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[1]Water quality regulations application form for effluent discharge license.Kenya.
[2]《肯尼亞環(huán)境管理和協(xié)調(diào)法(EMCA)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)條例(2008 年)》[Z].沒(méi)有提及地?zé)犭娬綡2S排放要求.本文采用肯尼亞其他地?zé)犭娬卷?xiàng)目采用的世界衛(wèi)生組織和世界銀行行業(yè)指南要求,H2S容許最高濃度為10 ppm.
[3]《The Factories and Other Places of Work(Noise Prevention and Control)Rules,2005-Legal Notice No.25[Z].Kenya.