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发布时间:2019-11-20 17:21:18 阅读: 来源:塑料盖厂家

燃煤电厂可做到清洁燃烧

燃煤电厂可做到清洁燃烧

远大空调公司登出一则电视广告说21世纪要用清洁的能源,这无疑是很正确的方向。但什么是清洁的能源,准确地说就是没有污染的能源。无污染的能源目前是指可再生能源,如风能、太阳能、水能和生物能等。我国有十分丰富的可再生能源:有几十亿千瓦可以利用的太阳能、20多亿千瓦可以利用的风能、3.78亿千瓦的水能和相当可观的生物能及地热能、海浪能、潮汐能等。将来利用丰富的太阳能和风能所生产的氢气也是无污染的清洁能源。多年之后,随着科学技术进一步发展,这些可再生能源应该基本上能满足我国15亿人民需要。我国应马上着手编制一个可再生能源远景发展规划,还要制定一些可行的政策,加大可再生能源科研和开发利用的力度。

目前,人们常常把石油特别是天然气也算作清洁能源,实际上它们不是一点污染也没有,而是比用现在的方法烧煤对环境污染相对要轻得多。使用天然气基本上不产生尘埃,但同样也产生CO2、NOX和SO2,只是产生的CO2比燃煤约少50%,而产生的SO2量决定于天然气脱硫的水平。使用天然气作为能源除对大气污染少之外,还有许多其他优点,如利用方便、干净等等。国家应加大对天然气的勘探和开发,并设法从国外引进,必须促使其价格在市场上有竞争力。

在远大公司所登的广告中,还有一个画面,在21世纪用煤发电上打一个“×”,就是说21世纪不再用煤发电了。这当然是一个美好的愿望,若21世纪能在我国或全世界只用清洁的可再生能源发电,或用很少污染的天然气来发展就能满足需要,那是再好也没有了。但实际是,在几十年内,煤炭依然将是我国能源的主力,要占50%以上。就是技术经济很发达的美国,在21世纪的前几十年,发电也难离开煤炭。

我国电力工业在这20年高速发展,截止到2000年,全国发电总装机容量达到了3亿多千瓦,是1980年的5倍。但按人均计算,一个人只有0.25个千瓦。要达到中等发达国家的经济水平,全国平均每人最低需要一个千瓦的装机。预计到2020年全国发电装机至少应达到7.5亿千瓦,届时人均也只有0.5个千瓦。而要达到这个目标,全国还要增加约4.5亿千瓦的装机容量,只靠发展可再生能源和天然气发电是很难达到这个数字的。

煤炭资源是我国能源中的一大优势。它储量大、价格合理、使用方便。预计,在21世纪的前20年里,为满足经济发展,煤炭的产量还会有较大幅度的增长。据推算,可能需要新增5亿吨左右的产量,即总产量达到16亿吨,而新增的煤炭将主要用于发电。

实际上,按现在已经成熟的技术,用比较经济的方法燃烧发电,同样可以做到清洁燃烧、达到利用天然气发电的污染水平,也不会高于整体煤气联合循环发电(IGCC)对大气的污染水平,更可以超过世界上正在发展的增压流化床联合循环发电(PFBC)对在气的污染水平。燃烧发电对大气的污染物主要是:尘埃、二氧化硫、氧化氮和二氧化碳。就尘埃、二氧化硫、氧化氮而言,我国批量生产的电除尘设备,可以除掉99%以上的尘埃(99.8%),这个指标可以说达到了清洁能源的要求。国外生产的脱硫设备,也可以脱去99%以上的硫。1987年从日本购置的两套湿法脱硫设备,安装在洛潢电厂,就达到了这个标准。改变燃烧方法加装脱氮设备后,氮氧化物的排放值也可以远远低于国家标准。从这三基污染物的排放来看,都做到了清洁燃烧。至于二氧化碳,若发展超超临界发电技术,生产相同的电量可比我国现在批量建设的30、60万千瓦发电机组少烧25%的煤炭,这样便减少了其排放量。福建省的后石电厂,已经达到了尘埃、二氧化碳、氧化氮排放的清洁标准,而且电厂从卸煤、运煤到存煤都做到了全封闭运行,刮风下雨都不会污染环境。这个电厂给我们树立了一个样板,我们应该认真学习,并加以大力推广。

电除尘设备国内已经批量生产和应用,技术水平也达到国际标准。脱氮设备的投资不太大,也是比较容易做到的。所以,燃煤电厂是否能做到清洁燃烧,关键看高脱硫效率设备能否在电厂普遍应用。但这方面是说的多、做的少,其原因在于脱硫设备价格偏高,洛潢电厂的脱硫设备便占了电厂总投资的15%左右。我曾经专门去这个电厂考察过,从日本引进的高效湿法脱硫设备,多为容器、管道、风机和泵类,实际上没有什么尖端设备。而洛潢电厂在购置脱硫设备的同时,已经按合同带进了所有供制造的图纸和资料,但由于没有项目采用,所以从未生产过。

因为安装高效脱硫设备要增加投资,所以国内的电厂基本上还未推广和采用。现在我国燃煤电厂的设计是:

●不该花钱的地方大量地花钱。这方面的例子举不胜数,如现在电厂占地按日本、德国电厂的一般标准至少可以减少40%,安装汽轮发电机的厂房可以减少三分之一;俄国、捷克供中国的50万千瓦机组,都是纵向布置,汽机头对着锅炉,占厂房面积少、蒸汽管道短、压损少,而我国20万千瓦及以上机组都是横向布置;我们厂房的吊车也比国外的重,用日本技术建设在大连华能电厂,发电机组单机功率为36万千瓦,吊车只有50吨,而我国建设的单机30万千瓦,吊车却是75吨,吊车大了,其厂房的梁、柱基础都要加大;日本的电厂办公室就靠在发电厂房上,建筑物也很小,而我国单独建一个很大的办公室,到厂房要过一条很长的天桥;我们的控制室面积砍去一半还不算小;汽动给水泵能力按50%设计,所以要安装两套,而外国多是按100%能力计算装一套,简化了系统,既安全,投资也少。

●需要花钱的地方又怕花钱。如安装脱硫设备,采用更安全、占地少的全封闭开关等。

只要认真学习国外先进做法,电厂的总投资就可以大大节约。这些节约下来的资金就够安装高效脱硫设备。改进电厂设计后采用高效脱硫设备,是基本可以做到不比现在燃煤电厂的投资大的。我在2001年4月参观了福建省的后石电厂,全部设备从日本购买,输煤系统全部封闭,安装了高效除尘、脱硫、脱氮设备,电厂达到了清洁燃烧的标准,而上网电价是0.38元/千瓦时。这个电价肯定还能赚钱还贷款,资方答应若能准许增加上网电量,上网电价还可下调。由上网电价可以推出电厂的投资并不高,也证明了只要电厂设计合理、不该花的投资不花,就是增加了脱硫等环保设备,电厂的投资也不会有大的增加。国家要硬性规定新建燃烧电厂必须安装高效脱硫等环保设备,老电厂也要改造安装。大家使用多了,有了量,脱硫等设备的价格还会下降,制造质量也会提高。

我国煤炭的年产量已经达到了10多亿吨,其中只有4亿吨用于发电,冶金、化工不足2亿吨,其他5亿吨都用在中、小锅炉和供民用。煤炭只有在1000吨以上的大型锅炉中燃烧,才能用比较经济的方法实现清洁利用。要采取措施使我国生产的煤炭大部分有于发电、将现在直接烧煤的工业部门、居民改为用电。电能干净、方便、高效和安全,美国目前的产煤量和我国差不多,而他们所生产的煤炭90%以上用来发电,就是这个原因。

从当前国内外实际技术状况出发,为发展技术、促进环保,建设增压流化床联合循环发电厂(PFBC)和整体煤气联合循环发电厂(IGCC)作为试验和掌握技术,是应该得到支持的。但它们的系统复杂、技术全新、难点很多、操作人员也不熟悉,而且在热效率和环保指标上都未显出明显的优势,都比不上采用超超临界参数,增加脱硫脱氮设备建设的大家熟悉的传统燃煤电厂。

常规燃煤电厂采用超超临界蒸汽参数,已是世界上成熟的技术,其净热效率已达到48%,并还有进一步提高的潜力。目前国内自己制造,主要遇到耐高温钢管的供应问题,若一时生产不了,可以暂行进口解决。

常压流化床发电,优点是锅炉内燃烧温度较低、产生的氮化物较少、脱硫成本低(采用石灰石),但热效率只有35%左右。加压流化床(PFBC)利用带压力和温度排出的烟气再带动燃气轮机发电,可以提高热效率,目前已达到42%左右,但其制造复杂,锅炉外壳就是一个钢铁大容器,排出的高温烟气的除尘技术也十分困难,而电厂最终对大气的污染程度还是高于后石电厂。

整体煤气联合循环发电(IGCC)系统比较复杂,首先是把煤炭变成气体,然后利用所产生的气体带动燃气轮机及余热产生的蒸汽带动汽轮机发电。计划在烟台建的IGCC工程,其净热效率为43%,虽然提高效率还有潜力,但投资过高(目前是1500~2000美元一个千瓦)。

从以上情况看,采用高蒸汽参数的常规燃煤电厂,是可以做到煤面料的清洁燃烧的,其清洁程度不仅低于IGCC,还远高于PFBC,而且技术成熟,易操作,所以今后国家计划部门和环保部门,都应把安装了除尘、脱硫、脱氮的高效超临界(超超临界)燃烧电厂看作是洁净煤技术,大力在全国推广。

结束语:

一、只有可再生能源及用它派生出的氢气可以真正称得上是干净的能源。国家应采取有力措施和政策促使其加快发展。

二、对大气污染较少的是天然气,应大力发展。但在21世纪,特别在前几十年内,煤炭依然是我国能源的主力,新增发电量还离不开煤炭。

三、常规燃煤电厂采用高效超临界参数,增加除尘、脱硫、脱氮等设备后,也能做到清洁地燃烧,对大气的污染远低于被称为洁净煤燃烧技术的增压流化床电厂。

四、当前解决燃煤电厂对大气污染的关键是安装高效脱硫设备,国内已有样板可供学习。现在电厂的设计,在确保运行安全的情况下,要进行大的改进,其目的是降低电厂的总投资,要求在增加高效脱硫设备后,电厂的总投资基本维持在现在的水平上。

我国今后几十年内,要采取有力措施和政策大力发展可再生能源,促使其能真正成为能源领域的一个重要方面军,它将是我国经济可持续发展的重要基石。但新增加的电量主要还得依靠煤面料发电来提供。新建燃煤电厂,特别在沿海和经济发达地区,都应安装高效脱硫环保设备的超超临界机组,这样完全可以达到环保的要求,使之成为清洁的燃煤电厂。