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1、中国矿业大学09届专科毕业设计(论文) 第21页摘 要工业发展造成日益加重的环境污染威胁着人类生存，而采取有效的措施可使经济发展与环境保护实现协调，促进经济社会全面协调可持续发展，开展清洁生产审核工作就是其中一种途径。焦电厂通过开展清洁生产审核工作，不断协调企业经济与环境保护平衡发展。厂领导层和各级管理人员已经充分认识到清洁生产工作的必要性和紧迫性；宣传清洁生产与环境卫生和污染物末端治理的区别；特别强调清洁生产过程中通过加强管理和使用新技术，从节能、降耗的角度来减少废弃物的产生，从而减少废弃物的排放，获得环境、经济综合效益。从以上几个方面着手，清洁生产的结果获得了经济和环境双赢，大大减少对人类
2、的危害和对环境的污染，改善了环境质量。方案的实施产生经济效益和环境效益非常现实。在获得经济效益的同时，企业管理水平随之得到提高；同时提高企业形象，增加了市场的竞争力和员工素质；并鼓励采用节能、降耗、高效的清洁生产技术。本文通过对焦电厂开展清洁生产审核活动进行研究，从而论证经济发展与环境保护的关系。关键词:环境影响；焦电；可持续发展；环境保护。 目 录1 企业概况11.1焦电厂基本情况11.2组织机构32 焦电厂环境保护状况52.1企业环境管理机构及制度设置情况52.2企业执行环境影响评价和“三同时”制度情况52.3企业三废排放情况53 对污染物产排现状原因分析103.1 物料平衡103.2 热
3、平衡123.3 硫平衡133.4电平衡144 清洁生产技改方案164.1扩建洗煤厂164.2 汽暖改水暖164.3深井泵改变频控制175 结 论18参考文献19致 谢20焦电厂经济发展与环境保护的研究1 企业概况1.1焦电厂基本情况 微山湖矿业（集团）实业有限公司（焦电厂）成立于2000年5月，隶属于山东省微山湖矿业集团有限公司，现有员工410人，占地264.63亩，位于风光秀丽素有“日出斗金”之美誉的微山湖畔，东靠京沪铁路、104国道、京福高速公路，西傍黄金水道京杭大运河，交通十分便利。2005年11月试生产，2006年1月正式生产。实业公司依据集团公司优势，按照建设“大非煤”的战略构想，坚
4、持外部扩张、内部强化管理，实现了非煤产业协调、可持续发展；推进了企业经济增长方式由数量扩张型向科技质量效益型的转变，构建了灵活高效的运行机制，提高了经济运行质量，逐步成为具有较强应变能力和市场竞争力的经济实体。微山湖矿业（集团）实业有限公司（焦电厂）位于南水北调东线工程枢纽南四湖流域内，但企业废水不外排。微山湖矿业（集团）实业有限公司（焦电厂）是微山湖矿业（集团）有限公司重要组成。焦电厂形成了集洗煤、焦炭、余热发电为一体的清洁生产、综合利用的产业链，设计年产60万顿焦炭，采用的工艺路线是以洗精煤为原料，用清洁型焦炉生产优质焦炭，焦炉产生的荒煤气直接在炉内烧尽，放出的热量用于炼焦，热废气最终进余
5、热锅炉回收热能用于发电。主要配套装置有备煤、炼焦、筛贮焦、余热锅炉及发电机组等设备。2006年1#、2#焦炉生产焦炭15万吨，1#、2#机组发电6200万kwh，销售收入达1.39亿元，实现利税2000余万元。微山湖矿业（集团）实业有限公司（焦电厂）企业概况表1-1。表1-1 焦电厂概况表种类概 况企业名称微山湖矿业（集团）有限公司（焦电厂）所属行业炼焦行业企业类型有限责任公司法人代表刘云朗通讯地址山东省济宁市微山县欢城镇邮政编码277606地处流域公司所处流域属于南水北调沿线一般保护区电话及传真0537-8618155联系人朱道华主要产品及工艺2008年：焦炭20万吨/年，发电7700万千瓦
6、时/年工艺：捣固式焦炉，快速侧装煤、平接焦、湿法熄焦工艺；热回收锅炉，汽轮机发电关键设备粉碎机、LRJ-2000清洁型焦炉 、余热锅炉员工总数410废水全部回用噪声工业企业厂界噪声标准（GB12348-2008）3类功能区固废一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（GB18599-2001）电子邮箱年总产值 2006年2007年2008年9947万元21120万元38731万元1.2组织机构焦电厂组织结构图见图1-1。焦电厂组织机构图功能说明见表1-2。总经理财务副经理生产副经理生产副经理技术副经理销售科保卫科供应科电厂劳资科办公室财务科焦厂环保科安全科基建科设备科机电科电气车间锅炉车间汽机
7、车间化水车间电修车间运转车间炼焦车间备煤车间洗煤车间图1-1 焦电厂组织机构图表1-2 焦电厂组织机构图功能说明表序号机构名称功 能1基建科负责全厂建筑物的安全及相关工作。2机电科负责公司所有设备的生产维修、维护和定期检修工作。3设备科负责设备提供、验收、报帐等工作。 4安全科负责安全管理工作。5环保科负责对环保工作进行监督管理，组织宣传。6办公室负责公司后勤，协办有关安全生产的会议、文件等。7劳资科负责办理各类人员各种情况的工资晋升、工资调整、工资变动等工作。8财务科管理公司财务、账务、职工财务及福利待遇档案。9销售科负责公司产品销售及库存管理。10供应科采购公司所需物资。11保卫科负责公司
8、的安全保卫工作，维护秩序。12洗煤车间负责洗出精煤。13备煤车间配比粉碎精洗煤。14炼焦车间负责焦炭炼制工作。15电修车间负责公司各类机电设备、线路的维修。16锅炉车间车间将炼焦余热转化为蒸汽。17化水车间车间把软化水送入锅炉。18汽机车间负责汽轮机将蒸汽能量转化为机械能。19电气车间车间负责发电机发电工作。2 焦电厂环境保护状况微山湖矿业（集团）实业有限公司（焦电厂）领导、干部和职工十分关心和重视环保问题，在本厂有独立的环保部门，对污染物产生环节投入了一定的环保投资，采取相应的治理措施，对产生的废物进行控制，大幅度削减各主要污染物的排放量，节能减排方面做了大量工作，具有明显环境效益。2.1企
9、业环境管理机构及制度设置情况企业设有环保科负责全厂的环境保护工作，内设科长1名，工作人员2名。环保科有分管生产的副经理直接领导。通过制订环境保护岗位责任制和环境保护管理制度等形式把环境保护纳入企业管理范畴。微山湖矿业（集团）实业有限公司（焦电厂）制定了严格的环境管理制度确保生产过程中的污染物和噪声经处理后达标排放，使生产不致对周围环境造成有害的影响。环保科负责维护环保治理设施，在环保治理设施一旦出现故障时，有“三废”外排的生产工序必须停产，以杜绝污染物排放的出现。设立“三废”处理人员岗位负责制，实行严格的奖、罚制度。定期进行环保技术业务培训，以提高工作人员的技术素质水平。2.2企业执行环境影响
10、评价和“三同时”制度情况2006年11月，焦电一期工程通过了济宁市环保局的环境保护竣工验收；2009年6月，焦电二期工程通过了济宁市环保局的环境保护竣工验收。2.3企业三废排放情况表2-1 07、08年企业三废物排放情况表名称主要污染物排放量单位产品排放污染物单位2007年2008年单位2007年2008年废水不外排废气颗粒物吨/年174189.5吨/万吨焦9.899.67苯可溶物（BSO）吨/年1.451.58吨/万吨焦0.080.08苯并（a）芘吨/年0.060.075吨/万吨焦0.0040.003烟尘吨/年57.360.5吨/万吨焦3.183.05SO2吨/年231252吨/万吨焦13.
11、112.86NOx吨/年130.5143吨/万吨焦7.277.15固废中煤、矸石、煤泥吨/年4400047900吨/吨焦0.250.24脱硫石膏吨/年38004100吨/万吨焦213209生活垃圾吨/年7272吨/万吨焦3.753.67表2-2 废物特性表段名称：备煤1. 废物名称： 备煤粉碎废气 2. 物理特性： 气态 物理和化学特性简介：备煤废气主要是在煤料贮存、粉碎和输送过程中产生的煤尘。备煤单元的煤尘以部分以面源无组织形式排放，粉碎工序为有组织排放。有害成分：颗粒物有害成分及废物所执行的环境标准/法规：大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）表2中二级标准要求：颗粒物最高允许
12、排放速率3.5kg/h，排放浓度120mg/m3。有害成分及废物所产生影响：粉尘对人体健康有危害，容易引起肺部疾病；粉尘落到机器上会加速机件磨损，缩短机器使用寿命，降低设备的精度及可靠性；煤粉本身是原料，不回收会增加原料消耗。3. 排放种类：连续、点源、有组织排放5. 排放量：颗粒物8.5 t/a6. 处理处置方式：粉碎机室使用袋式除尘器除尘（除尘效率可达99%），废气经净化后，由15米高排气筒排放。煤转运站、粉碎机室及输煤通廊均为封闭式，在煤场设洒水抑尘设施，防止扬尘。7. 发生源：粉碎机室等8. 发生形式：煤块粉碎9. 是否分流：是表2-3 废物特性表工段名称：炼焦1. 废物名称： 焦炉无
13、组织排放废气 2. 物理特性： 气态 物理和化学特性简介：焦炉炉体排放废气含有的大气污染物主要有：颗粒物、BaP、BSO、SO2、NOx、CO、H2S等。污染物主要来源于生产过程中，从炉门、炉顶等处因密封不严而泄漏的烟气，以荒煤气为主。在装煤推焦操作过程中，装煤车把精煤通过机侧将煤饼装入炭化室时，煤料与赤热的炭化室炉墙接触，产生大量荒煤气和水蒸气，当其不能及时由上升管导出时，烟气由装煤孔外逸；成熟的红焦经推焦车、拦焦车从炭化室推出导入熄焦车时，高温废气从导焦槽顶部排出。排放的污染物基本呈面源无组织排放。有害成分：颗粒物、苯并a芘BaP、苯可溶物BSO、SO2、NOx、CO、H2S等有害成分及废
14、物所执行的环境标准/法规：炼焦炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）表2中二级标准要求：颗粒物最高允许排放浓度2.5mg/m3，BSO0.60mg/m3，BaP0.0025 mg/m3。有害成分及废物所产生影响：颗粒物对人体健康有危害，容易引起肺部疾病；BaP和BSO可致癌，对人体健康影响极大；NOx 和SO2易造成酸雨的危害，H2S是强烈的神经毒物，对黏膜有明显的刺激作用。3. 排放种类：连续、体源、无组织排放5. 排放量：颗粒物65.6t/a、BSO1.58t/a、BaP 0.075t/a6. 处理处置方式：焦炉无组织烟气泄露采用装煤孔盖球状密封结构并泥封；厚炉门框、大保护板；上升
15、管盖、桥管承插口采用水封装置，上升管根部采用编织石棉绳填塞，特制泥浆封闭等措施，炉门炉框设置清扫装置。7. 发生源：焦炉炉顶、炉门等8. 发生形式：装煤、推焦、炉体散逸9. 是否分流：是表2-4 废物特性表工段名称：熄焦1. 废物名称： 熄焦烟气 2. 物理特性： 气态 物理和化学特性简介：采用湿法熄焦，在熄焦塔内向红焦淋水时，产生含有CO、CO2、SO2和NH3等污染物的大量饱和水蒸气，排放源为熄焦塔。有害成分：颗粒物、SO2和NH3等有害成分及废物所执行的环境标准/法规：大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）表2中二级标准要求：颗粒物最高允许排放速率24.6kg/h（排气筒高3
16、1米），排放浓度120mg/m3；SO2最高允许排放速率16kg/h（排气筒高31米），排放浓度550mg/m3。有害成分及废物所产生影响：颗粒物对人体健康有危害，容易引起肺部疾病；颗粒物落到机器上会加速机件磨损，缩短机器使用寿命，降低设备的精度及可靠性；SO2易造成酸雨的危害。3. 排放种类：间歇、点源、有组织排放5. 排放量：颗粒物50.4t/a6. 处理处置方式：熄焦塔高31米高，上部设木结构折流板捕尘设备和喷洒洗涤装置，可捕集大部分焦尘和水滴，捕集效率达60%。7. 发生源：熄焦塔8. 发生形式：湿熄焦产生烟气9. 是否分流：是3 对污染物产排现状原因分析要分析污染物产生的原因和提出预
17、防或减少污染物产生的方案，就必须分析生产过程中污染物产生的主要途径。为更加具体直观地分析焦电厂的污染物产排情况，把生产过程抽象成八个方面，即原辅材料和能源、技术工艺、设备、过程控制、管理、员工等六方面的输入、得出产品和废物的输出。不得不产生的废物，要优先采用回收和循环利用措施，剩余部分才向外界排放。下面从物料、能源物流着手对产排污情况作具体分析。表3-1 审核重点废物产生原因分析表主要废物产生部位主要废物名称影响因素原辅材料和能源技术工艺设备过程控制产品废物特性管理员工装煤推焦烟尘熄焦筛焦烟尘冷却塔废水锅炉烟气进行物料与能量衡算的目的旨在准确地判断废物流产生的环节，定量地确定废物数量、去向和成
18、分，为制定预防污染削减废物的清洁生产方案奠定科学基础。3.1 物料平衡根据单元输入、输出物料的测定，结合各车间生产的工艺特点，绘制出审核重点的物料平衡图见图3-1。成品焦915.40焦炉配合煤1219.17（干）回收焦尘2.39回收粉焦12.47焦尘外排0.34荒煤气16.1万Nm3/d荒煤气36.6万Nm3/d锅炉软化水1584蒸汽1512排污72石灰石粉6.7石膏 11.4脱硫补水245脱硫除尘蒸发240湿烟气量2212.3空气2192化合水268图3-1 物料平衡图（t/d）3.2 热平衡焦炭带走显热0.955109焦炉煤气加热焦炉2.329109炉体表面散热损失0.186109焦炉煤气
19、化学热6.22109荒煤气带走显热1.188109焦炉煤气化学热3.891109锅炉锅炉损失0.671109损失及乏汽带走3.1651091512吨蒸汽热量4.46210936.03万kwh/d电（折1.297109kJ/d）图3-2 全厂热平衡图（kJ/d）每日生产焦炭（干基）915.4吨，产生焦炉煤气36.6万Nm3/d，焦炉煤气热值17000kJ/ Nm3，36600017000=6.22109。3.3 硫平衡焦炉成品焦6.41锅炉回收焦尘0.02烟囱外排S：0.35脱硫2.34煤气2.70配合煤带入9.26损失0.01回收粉焦0.09损失0.04图3-3 硫平衡图（t/d）3.4电平衡
20、311备煤车间260洗煤车间570炼焦车间电2102313锅炉车间29.3化水车间汽机车间421.5其它197.2图3-4 焦化厂电平衡图（万度/年）损失10欢城煤矿污水处理站48欢城煤矿污水处理站3.1.5水平衡损失160生活用水 80240电机空冷循环水损失720冷却水补充1080冷却塔冷却塔排污360熄焦水池7200072000汽轮发电机凝汽器360蒸汽1512损失360熄焦乏汽除氧器余热锅炉新鲜水179212072化水系统烟囱排放除尘脱硫烟气48锅炉排污水7248004800120损失240120脱硫水池损失2424煤场喷洒160损失160洗煤图3-5 全厂水平衡图（m3/d ）4 清
21、洁生产技改方案对焦电厂清洁生产过程中筛选出的扩建洗煤厂、汽暖改水暖和深井泵改变频控制三个方案进行综合分析，包括技术评估、经济评估与环境评估。通过分析，选择技术上可行，经济和环境效益最佳的方案，作为下一步的实施方案。4.1扩建洗煤厂4.1.1方案简述原洗煤设备洗没能力不能满足焦炭生产需要，08年共购买5万多吨增加了焦炭成本，因此2009年1月开始投资300多万元，新增加一套年入洗原煤60万吨的洗煤设备，已于5月投入生产。自洗精煤比购买可节约成本30元/吨煤。4.1.2技术评估煤炭洗选是利用煤和杂质（矸石）的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀
22、、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。跳汰选煤对不同煤质具有广泛的适应性，且具有系统简单可靠、生产成本低、分选效果好等优点，长期以来一直被作为主要的选煤方法之一。跳汰分选工艺的主要优点在于：工艺流程简单、处理能力大、设备操作方便，易于维护管理；对于易选煤、中等可选性煤及相适应的难选煤，利用跳汰分选均可达到理想得分选精度。跳汰选是我国应用最广泛的选煤方法，约占入选煤量的70%，影响范围广大。4.1.3环境评估洗煤水循环使用，无外排废水，产生的矸石、中煤、煤泥均运至集团公司热电厂发电。4.2 汽暖改水暖4.2.1方案简述冬季供暖为汽暖，热损失高、管理复杂、维修量大、维护费用高，根据节能减排的要求，投
23、资200余万元购买了4万平方米的汽水交换器，由原来的汽暖改为水暖，改造后冬季供暖可节约蒸汽1.2万吨，可多发电240万度。4.2.2技术评估汽暖系统虽有投资省的优点，但能源浪费太大，据权威部门测算，汽暖比水暖多浪费能源约30%，因此近年汽暖方式正逐步被淘汰。汽暖浪费能源主要表现在：(1)国内疏水器质量不过关，使用寿命短，性能差，汽水一块排泄；(2)管系散热量大，除工作温度高的原因外，保温破坏，不及时维修也是原因之一；(3)系统泄漏严重，同样的泄漏面积，蒸汽带出的热量比水大得多。汽暖除了不经济之外，还不安全，易发生人员烫伤和水击暴管事故。很多系统运行中伴随有振动和水击声，影响人的工作和休息。另外
24、，汽暖房间空气干燥，让人感到不舒适。水暖系统虽适当增加了投资，但克服了上述弊端。水暖设备先进，技术成熟，应用广泛。4.2.3环境评估可减少损失，节约能源，改造后冬季供暖可节约蒸汽1.2万吨，折标煤1330吨。4.3深井泵改变频控制4.3.1方案简述公司有深井泵4台，原设计利用开关直起，根据用水量的多少人为控制运行的台数，既费电又增加劳动强度。2009年2月开始改造深井泵的控制系统，投资30余万元购买安装了变频器，根据用水量的多少自动控制泵的运行状态。4.3.2技术评估水泵工频频繁起停，造成电网大电流冲击和水泵机械磨损，特别是水锤对水泵的冲击，将大大降低泵的使用寿命，增加维修维护量；运营成本大；
25、设备看守人工工作量大，费用高。近几年来，变频调速技术以其显著的节能效果和可靠的控制方式在空调系统中水泵和风机应用较多，并且其技术也比较成熟。采用自动变频给水控制技术，有以下优点：（1）能够节省电能，降低供水成本。 变频控制可以让深井泵在用水量小的时候，降低水泵的转速，从而消耗的电能也随之降低，深井泵是平方转矩负载，其功率和转速的三次方成正比，当转速降为额定转速的60%时，其功率是额定的21.6%，可节省78%的电能，此外，采用变频调速，可以提高功率因数，把无功的电能转化为有功的电能，实践证明，采用变频控制节电率至少在20%。（2）提高水泵的使用寿命变频器能防止因水泵过载、过流、失速、欠电压、过
26、电压等引起水泵的损坏；使水泵启动时软启动，即水泵由0转速按照加速时间，缓慢地增加转速，减少启动时大电流的冲击，减少了启动时水泵极联间迅速启动时的磨损。水泵停机时变频器让水泵按照减速时间，逐步停机，这样，减少了因为突然停机滞留在管网的水形成水锤，对水泵造成很大的损伤。实践证明，采用变频恒压控制能使水泵的使用寿命提高一倍以上，也能有效地减少水泵的维护次数。4.3.3环境评估能够降低能耗20%，每年至少可节电约8万度，折标准煤30吨。5 结 论根据源头削减、全过程控制原则进行了较规范、完整的清洁生产审核，本轮清洁生产审核重点是炼焦和锅炉车间。清洁生产审核对企业能源资源消耗，产排污现状，各主要产品生产
27、工艺和设备运行状况，以及末端治理和环境管理现状进行了较全面的分析，对物料平衡、水平衡、能量平衡、污染因子平衡等方面进行了测算。炼焦余热全部用于发电，使用湿法熄焦工艺，工艺废水经处理后全部回用，审核后生产废水实现零排放。锅炉废气使用石灰法脱硫除尘，效果较好，安装有自动在线监测，可达标排放。焦电厂开展审核后，节水8000吨/年，节电10.1万度，节原煤700吨，减少蒸汽损失540吨；减排SO217.8吨/年，削减率为7%；减排烟尘10.1吨/年，削减率为16.8%；符合总量控制要求。审核后SO2排放量234.2吨/年，废水零排放。开展清洁生产审核工作后焦电厂与清洁生产标准 炼焦行业（HJ/T-20
28、03）比较，各项指标处于清洁生产三级以上标准，基本处于国内清洁生产先进水平，基本达到了国家关于经济发展与环境保护协调统一的要求。参考文献1工业企业环境保护手册.蒋国为.北京：中国环境科学出版社.20012能源、燃烧与环境. 美：诺曼奇格.19993有害气体治理工程.宁红.华北电力学院，19924二氧化硫脱除与回收.宋齐.北京：化学工业出版社.20015天燃气发电与燃煤电厂污染控制.王国强.上海：上海节能.20036我国燃煤电厂布局与大气环境资源优化利用关系研究.中国电力.20037国家环境保护总局文件.环发2003159号总则 8国家环境保护总局文件.环发2003159号9摘自国家环境保护总局文件.环发2003159号10摘自国家环境保护总局文件.环发2003159号致 谢感谢中国矿业大学学院各位老师在这三年来对我的教育，使我在做论文的过程中能够得心应手。感谢指导老师龚荒在论文选题、论文结构、写作重点、注意事项等方面给我的支持与帮助。感谢我的单位微山湖矿业（集团）实业有限公司配合我的材料收集，使的毕业设计写得更为顺利。感谢在设计过程中所以给予我帮助的人。