淺析火力發電新技術的發展與應用

楊繼兵（松原天源生化工程有限公司,吉林 松原 138000）

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淺析火力發電新技術的發展與應用

楊繼兵
（松原天源生化工程有限公司,吉林 松原 138000）

摘 要：火力發電仍然是當今我國最主要的發電方式。隨著能源的消耗出，火力發電出現了一些問題，主要是面臨能源不足和可持續發展兩個方面。這就需要以后的火力發電會向著應用清潔能源和更加可持續的方向發展。本文在新能源方面主要介紹了清潔煤的應用和天然氣的應用，在可持續發展方面也介紹了燃氣聯合循環機組和多聯產技術。

關鍵詞：火力發電；清潔煤；天然氣；燃氣聯合循環機組

眾所周知，電力已經成為人們日常生活中不可或缺的重要能源，人們所從事的幾乎所有的日常活動都與電力有關。我國的自然條件決定了我國除了一些特殊的地區使用風力、水力發電之外，大多數的區域扔然以火力發電為主要方式。火力發電是利用煤、石油、天然氣等固體、液體或者氣體等資源產生的熱能，通過專業的發電動力裝置來轉換成電能的一種發電的方式。但是火力發電也有其缺點，主要是污染較為嚴重，在實際生產中需要盡量地使用更為清潔的能源，另外要不斷增加火力發電的可持續性。本文主要從新能源的使用和可持續發展這兩個方面來對火力發電的新技術作出介紹和展望。

1 清潔能源的使用

1.1 清潔煤的使用

清潔煤指的是能夠最大限度地對煤的燃燒率進行提高，以此來減少在煤和石油在燃燒過程中的過度浪費，這樣獲得清潔燃燒的結果。該項技術主要包括以下幾個方面：

首先是對原煤的加工方面。原煤在使用之前要通過合理的技術方法來繼續加工，這就需要選擇型煤，在這之后就能夠選擇煤漿和配煤，水煤技術一般是指在原煤中滲入添加劑。通過添加劑就得到了液體的煤炭狀態，并且是混合的燃料。這種混合的燃料可以噴燃，更有利于運輸和燃燒，是一種新型的原料。

另外，煤炭在燃燒時產生了大量的廢棄物，煙氣凈化就成為保持可持續發展的重要的核心問題。煙氣的凈化也在長期使用過程中不斷地獲得提高，應該最多的就是濕式的石灰石裝置。外脫氮氧化物技術也可以有效地減少有害氣體的排放。除此之外，燃料電池也是一種化學的裝備，經過長期的研究，在未來的火力發電中也巨大的空間潛力。在實現煤炭的高效清潔燃燒的方面，主要應用新的燃燒的技術，包括煤氣聯合的循環、整體地煤氣化聯合循環、增加液化床的聯合循環，其中循環液化的容機量可以達到200MW—300MW。另外，隨著能源應用的增多，我國也在研究更加先進的燃煤技術。

1.2 火力發電清潔能源的結構變化

隨著經濟技術的不斷發展，火力發電所需要的能源也從原來的單種的能源向著多種化的能源結構方向進行。在這樣的情況下，世界各國也就在不斷地在應對當前能源的消耗危機。到近些年為止，我國都在建立起了可以獨立地發電能源的模式，但是也受到了電力排放標準、經濟社會也會發展性能等因素的影響，火力發電力廠中的能源也在逐漸地減少。從世界范圍來年，不只是我國的能源比較缺短，世界各國都在施行新的技術而對能源缺的問題進行研究。在能源短缺的情況下，能源的多樣化也是最有效、最可行的應對方法。

天然氣作為最清潔的能源是我國火力發電方的重要方向。天然氣的優點非常突出，不僅熱量較高，容易燃燒且不會產生像煤和石油所產生的廢渣他污染物。所以將來的火力發電會充分擴大天然氣的使用規模。

2 可持續發展火力發電技術

2.1 高效的參數和蒸汽－燃氣聯合循環機組

我們首先介紹超臨界參數的火電機組，這種機組提高了發電的效率，也節約了很多能源，也獲得了節約能源、水和環保的效果。美國的第一臺125MW機組于1999年正式投入使用，到2005年數量已經到了170套。俄羅斯前后使用了200多臺類似的壓力機組，在當時占有相當大的比重。其它國家例如日本、德國和意大利等國家的發電機組也迅速地發展起來。這種發電機組無論是經濟性能還是容量都是較為先進的，我國已經裝備了超臨界壓力機組，包括500MW、600MW 和800MW，都是進口的發電機組。我國已經指定河南的沁北電廠的2×600Mw作為我國火力發電的先進技術示范之一。

2.2 以發電為核心的總能利用多聯產技術

蒸汽的做功效率和初始的溫度、初始的壓力都有很大的關系，對于任何一種能源（例如燃料），燃料的生產蒸汽從較高的參數狀態起，蒸汽一邊在做功一邊在降低參數，依次序按不同的目的被利用，這樣就形成了“高質高用，中質中用，低質低用”這樣一種模式。另外還要實行綜合利用的能源系統形式，這樣也就實現在質量和數量的合理分配，也提高了能源的利用效率。在這個過程中，火力發電包括以下兩種應用。2.2.1 熱電聯產

熱電聯產是指在發電的過程中，供暖采用抽汽或者背壓組，又因為熱量的提供符合梯級的形式，也就降低了冷凝的浪費，總的能源的利用效率為70%—80%，如果聯合循環使用機組用在熱電聯產方面，總的能源利用效率可以達到80%～90%。熱電聯產比熱電的分產模式節約了能源為30%。我國現在有55萬多臺工業鍋爐，如果熱量的一半都能由熱電聯產來提供，那么每年可以節煤約1.2億噸。

2.2.2 熱電冷三聯產

比熱電聯產更具有可持續性能的是熱電冷三聯產的技術，應用這種技術可能用抽汽或者排汽的工作方式，可能生產冷水來用于制冷。這種技術的優勢是蒸汽能夠做到不直接減溫減壓，而是用排氣的方式來供熱或者制冷，這樣就大大提高了利用率。熱電冷三聯產技術能夠加大背壓機的負荷率，這樣就可以提升聯產的節約能力。這些措施都保障了生產的優質工藝，提高了生活的質量，也就替代了零散的空調并避免了熱島的現象。

由以上的介紹可知，在火力發電的技術方面，正在向著應用新能源和可持續的方向在發展。能源的巨大消耗是擺在世界各國面前共同的問題，我國作為一個能源十分短缺的國家，更應該注意火力發電技術的提高。我們相信，在了改革幾十年的積累，我國一定能夠走出一條更為環保而可持續的火力發電的道路。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.159