火力發電可持續發展新技術的探討

摘要：本文針對我國21世紀火力發電可持續發展新技術進行探討和分析。包括提高循環效率的超臨界參數的分析、蒸汽燃氣循環使用機組的分析、以發電為核心的多種電聯產技術的分析等等。最終的目的是可持續循環使用能源、資源、保護生態環境。

在聯合國環境與發展大會上，曾提出了可持續發展的話題。我國的土地資源豐富，其中有許多一次性的資源，對于我國可持續發展來說，有以下幾個方面是必須要引起高度重視并改進的。（1）雖然一次性使用的資源頗多，可是人口也眾多，并且也不能有效的利用到各種資源，總體利用率低；（2）其中，煤炭是我國主要的能源之一，它的利用給人類的生存環境帶來了巨大的污染；（3）水是我國實行可持續發展戰略目標最珍貴的資源，可是它卻越來越匱乏。

1.高效火力發電新技術

1.1提高循環效率的超臨界參數

提起節約資源、保護自然環境，就必須提升發電的工作效率，所以世界上的每一個國家都在思考研究有關高效發電的問題。美國在1957年的時候，投入運行了一臺125MW的超臨界壓力機組，到80年代初期的時候，美國總共投入運行了170組超臨界壓力機組，在那時的美國占到總共裝機容量的1/4，其中最大的單機容量已經達到1300MW；而原蘇聯投入運行的超臨界壓力機組是那時原蘇聯總量的一半之多；其他包括德國、日本、意大利等等國家都迅速的開始了高效發電技術的發展。

超臨界壓力機組也好，高效超J臨界壓力機組也好，都具有熱效率高、可靠性強、先進的環保標準、調峰性優的特點，尤其是在燃料價格較高的地方，經濟運作的性能就越強。所以是大容量火電機組的不二之選。目前，我國已經開始運作的超臨界壓力機組都是進口的，例如500MW的機組、6001MW的機組、800MW的機組。最近，我國正在積極的籌備研究發展自己的高效超臨界壓力機組，以河南沁北電廠的1200MW作為本國發展示范機組的項目。

1.2以發電為核心的總能利用多聯產技術

1.2.1熱電聯產

所謂熱電聯產就是指在火電機組進行發電的時候，通過抽汽或者背壓機組的排汽來完成供暖、供汽一系列的生產模式。這樣熱力能源得到了階梯式的一步步的利用，避免了冷凝帶來的不必要損失，總體的能源利用率得到了提升，可以達到70%到80%之間。如果再加上循環機組在熱電聯產的應用，那么總的能源利用率會更高，可以達到80%到90%之間。與熱電分產相比，熱電聯產可以節約30%上下的能源[3]。據統計，我國大約有五十多萬臺用于工業的鍋爐，這些鍋爐每年至少要耗費四億噸的煤碳資源，假如，使用熱電聯產供給其一半的熱量的話，那么，每一年大約可以節約一億兩千萬噸的煤炭資源。

1.2.2熱電冷三聯產

熱電冷三聯產就是指在熱電聯產的前提下，通過抽汽或者排汽供給來吸收制冷機完成工作蒸汽，制作出6到8攝氏度的冰水來實行空調式、工藝式的冷卻。這一熱電冷三聯產的優點在于制冷供熱是通過發電后排氣的方式、或者抽氣的方式完成的，不是單純的由蒸汽進行減溫加壓，這樣一來能源的利用率提高了；在夏季的時候，背壓機的負荷率增大，熱電聯產節能的作用發揮的更大；保障了生產的工藝技術，完善了人類的生活品質；不再發生熱島的效應，有替代分散空調的作用。

1.2.3熱電煤氣三聯產

熱電煤氣三聯產就是指煤炭中揮發的成份、還有一部分固定的碳成份受熱后發生了氣化，形成煤氣供給給居民或者其他用戶使用，再把焦炭送達鍋爐進行循環化的燃燒，就會產生熱電聯產使用的蒸汽。這一例子也是煤炭化學能源分級式利用的表現。

2.實用煙氣脫硫技術

2.1高效率脫硫技術

最常用的、最高效的脫硫技術就是使用石灰石或者石膏進行濕法煙氣的脫硫，這也是最成熟、最可靠的的脫硫方法。這一化學原理是使用吸收劑吸附空氣中的二氧化硫。吸收劑可以石灰石為主，石膏為輔，石灰石比較常見，容易取得利用，使用起來方便，并且它的脫硫率也較高，甚至高于95%，石膏具有它特定的商品價值。德國、日本、美國等等國家中90%之上的電廠領域都應用到這一技術。可是我國卻很難積極的推廣使用這一技術，因為它前期的建設、運作中需要投入相當高的費用，而且石膏的市場容量比較小，因此，我國選擇了開發低成本的簡單的濕法脫硫工藝技術。

2.2節水脫硫技術

節水脫硫技術最初是由德國的一家公司在70年代的時候開發的，目前在世界上已經有將近40套投入運作，其中最大的容量達到250MW，而且300MW的機組正在設計籌備中。脫硫劑循環流化床完成鍋爐排煙，利用噴水來控制最適宜的溫度，這樣床料可以循環的多次利用，這就是節水脫硫技術的工藝流程。

這種循環流化床煙氣的脫硫方法有以下六方面的特點：（1）固體吸收劑和不僅和煙氣反應的時間長，而且和二氧化硫之間傳導性強；（2）脫硫的效果好；（3）在運作的過程中，床料是多次的循環利用的，因此吸收劑的使用率高；（4）鍋爐的負荷量在30%到100%之間，脫硫的效果都出奇的好；（5）操作起來簡單方便； （6）循環流化床的結構空間占用小。

2.3低價格的脫硫技術

我國初期建造的200MW之下的燃氣機組，內部都使用了除塵器，可是其除塵的效果并不可觀，因此，我們必須要對這一方面進行積極的改進。具體應該在現有除塵機器的基礎上，爭取花費最少的資金，做到最大化的效果，我們需要的不僅是除塵的功能效果高，而且脫硫的技術水平也是先進一流的。

3.結束語

在當今迅猛發展的時代，電力工業也必須完成其偉大的戰略目標。我們必須快速的發展高效率的綠色電力，以維護生態環境、節約水資源、潔凈水資源為前提，逐步加快電力工業發展的步伐。從而使我國21世紀快速穩定的發展，保障我國可持續發展偉大戰略的順利實施。

參考文獻

[1]黃其勵.火力發電可持續發展新技術[J].中國電力，2002（1）：8 12.

[2]李正富.淺論IS014000與火力發電可持續發展戰略

[J].中國環境管理（吉林），2000（2）：17-19.

[3]張立業，孫自軍.大型火力發電廠DCS系統日常維護與管理

[J].中國儀器儀表，2014（3）：34 36.

[4]滿連善.低壓電動機保護設計在火力發電廠的應用[J].電子技術與軟件工程，2014（2）：177.

[5]李正富.IS014000與火力發電可持續發展戰略[-丁_.湖南電力，2000（1）：14 16.

作者簡介

馬艷嬌，本科學歷，陽煤集團助理工程師，研究方向：機電