談燃煤電廠與京津冀大氣污染

文/黃毅誠

全國大氣污染較嚴(yán)重的城市，前10名中有8個(gè)在京津冀地區(qū)。大氣污染的原因是多方面的，需要綜合治理。這些城市最主要的大氣污染源有二：一是大量使用化石燃料特別是燃煤造成的污染，其中重點(diǎn)是燃煤電廠對大氣造成的污染；二是汽車尾氣排放。本文僅就燃煤電廠的污染問題談一點(diǎn)想法。

京津冀地區(qū)大型電廠可能有20多座。據(jù)我所知，北京約有6座，天津有5座大電廠。為解決大氣污染問題，能否把這些燃煤電廠都關(guān)閉？答案顯然是否定的。不但不能關(guān)，為滿足生產(chǎn)發(fā)展和人民生活改善的需要，還應(yīng)加大電力供應(yīng)。要關(guān)的話也只能是那些效率極低的小燃煤電廠。我認(rèn)為，不論供熱機(jī)組規(guī)模大小，只要供電煤耗度電低于240克標(biāo)煤的，都不應(yīng)關(guān)，同時(shí)要建設(shè)高效除塵和脫硫等環(huán)保設(shè)備。

在京津冀地區(qū)以外建設(shè)發(fā)電基地

為了保證京津冀地區(qū)的電力供應(yīng)，將來可以考慮建設(shè)核電站，近期只能是在京津冀西部、北部200公里以外建高效電廠，再把電輸送到京津冀地區(qū)。

距北京以北600多公里的內(nèi)蒙古錫林郭勒盟，有儲(chǔ)量1400多億噸的煤炭，主要是褐煤。其中有5座煤田單礦儲(chǔ)量大于100億噸，僅錫林浩特市的煤礦儲(chǔ)量就有200多億噸。褐煤的特點(diǎn)是揮發(fā)性高，熱值低（大約3000大卡左右），易燃，遠(yuǎn)運(yùn)不經(jīng)濟(jì)，最適合建坑口電廠就地發(fā)電。而這些礦多數(shù)可以露天開采，生產(chǎn)成本低。

為開發(fā)錫林浩特市儲(chǔ)量220億噸的大型褐煤礦，建設(shè)大型能源基地，我于1990年專門去前蘇聯(lián)考察過他們的褐煤礦開發(fā)項(xiàng)目。10年前，我經(jīng)過調(diào)查和研究，提出建設(shè)高效節(jié)水型電廠方案，只用原設(shè)計(jì)用水量的3%就行了，即100萬千瓦機(jī)組的電廠每年用水30萬噸就足夠了。此方案主要包括四個(gè)方面：

(1)汽輪機(jī)采用直接空冷；

(2)采用干法除渣和干法除灰；

(3)采用干法脫硫，這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)大型電廠還沒有采用過，不僅可高效脫硫，而且還可以脫去煙塵中的重金屬；

(4)電廠的油冷卻和氫冷卻都采用間接空冷技術(shù)替代。

這樣電廠僅有鍋爐的循環(huán)用水需要補(bǔ)充，其水量的損失很小，按國家標(biāo)準(zhǔn)不超過3‰。建設(shè)高度節(jié)水型電站方案得到電力設(shè)計(jì)院的認(rèn)同，7年前已經(jīng)完成了兩臺(tái)先行試驗(yàn)機(jī)組的設(shè)計(jì)，但至今沒有開工建設(shè)。

現(xiàn)在錫林浩特市污水處理廠日產(chǎn)中水4萬噸，煤礦每天還有1萬噸疏干水未加以利用。就用這些水，足夠建設(shè)3000萬千瓦高度節(jié)水型電站。這個(gè)電站可以適時(shí)開工建設(shè)。

淘汰落后機(jī)組，提高發(fā)電效率

用燃料消耗低、排放指標(biāo)低的最先進(jìn)的發(fā)電設(shè)備代替現(xiàn)有的燃料消耗和排放指標(biāo)都比較高的發(fā)電設(shè)備，也是減輕大氣污染的一項(xiàng)重要措施。

現(xiàn)在京津冀地區(qū)大約有20多座大電廠，它們對本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活改善都做出了重大貢獻(xiàn)，但不少發(fā)電設(shè)備的技術(shù)水平都已經(jīng)大大落后了。這個(gè)地區(qū)我曾去過的的電廠，有不少安裝了20萬千瓦及以下的發(fā)電設(shè)備，如邢臺(tái)電廠安裝6臺(tái)20萬千瓦機(jī)組，陡河電廠4臺(tái)20萬千瓦、2臺(tái)12.5萬千瓦機(jī)組和2臺(tái)25萬千瓦機(jī)組，高井電廠6臺(tái)10萬千瓦機(jī)組，石景山電廠3臺(tái)20萬千瓦機(jī)組，軍糧城電廠4臺(tái)20萬千瓦機(jī)組，馬頭電廠2臺(tái)20萬千瓦機(jī)組及幾臺(tái)10萬千瓦以下的機(jī)組，秦皇島電廠2臺(tái)20萬千瓦機(jī)組等。還有一些電廠如灤河電廠等，安裝的是20萬千瓦以下的機(jī)組。現(xiàn)在這些機(jī)組在技術(shù)上都已經(jīng)老舊落后了。

表1 發(fā)電煤耗

表2 污染物降低

20萬千瓦機(jī)組是1958年設(shè)計(jì)的，當(dāng)時(shí)首次采用中間再熱技術(shù)，汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)壓力由90個(gè)大氣壓提高到130個(gè)大氣壓，溫度由510℃提高到535℃，發(fā)電煤耗從每度電390克標(biāo)煤降低到360克標(biāo)煤，當(dāng)年來看是我國最先進(jìn)的發(fā)電設(shè)備。時(shí)間已經(jīng)過去了55年，隨著發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，它們已大大落后于現(xiàn)在的大容量高效發(fā)電機(jī)組了。目前我國生產(chǎn)的發(fā)電設(shè)備，蒸汽參數(shù)壓力從亞臨界到超臨界又到超超臨界，溫度從550℃到570℃又到600℃，發(fā)電煤耗已降到度電280克標(biāo)煤。現(xiàn)在已到了用先進(jìn)的高效機(jī)組代替那些20萬千瓦及以下落后機(jī)組的時(shí)候了。拆掉現(xiàn)有20萬千瓦及以下機(jī)組，就地改建66萬千瓦或100萬千瓦機(jī)組，這樣不但可以不再新占用耕地，不再建生活輔助設(shè)施，鐵路、煤場和供水等生產(chǎn)輔助設(shè)施也基本夠用，投資會(huì)大大降低，老電廠的人員也可以得到安排。

神華國華徐州電廠就是走的這條道路。電廠原有4臺(tái)22萬千瓦，4臺(tái)13.5萬千瓦，總裝機(jī)142萬千瓦機(jī)組。這些機(jī)組被全部拆掉或停掉，就地新擴(kuò)建2臺(tái)100萬千瓦機(jī)組后，還留有面積可以再建2臺(tái)二次中間再熱的超超臨界機(jī)組，發(fā)電煤耗可進(jìn)一步降低到260克標(biāo)煤以下。電廠改造后的降耗減排成效如表1和表2：

徐州電廠就地改造的做法是很成功的，不僅大大提高了發(fā)電效率，發(fā)電煤耗從368克標(biāo)煤降低到280克標(biāo)煤，節(jié)約了燃煤，經(jīng)濟(jì)效益很好。節(jié)約燃煤的資金，10年內(nèi)就可以收回改造投資，而且成倍地降低了二氧化硫、氧化氮和煙塵的排放量。

全國大約有100多臺(tái)20萬千瓦級、10萬千瓦級的機(jī)組，都應(yīng)借鑒徐州電廠的做法，拆掉老的機(jī)組，就地改建高效低污染的66萬千瓦或100萬千瓦機(jī)組。現(xiàn)在全國發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)訂貨都不足，可利用這個(gè)機(jī)會(huì)開展老電廠改造工作。