幾種電廠新技術(shù)的探究

彭文祥

石家莊良村熱電有限公司，河北石家莊 050031

幾種電廠新技術(shù)的探究

彭文祥

石家莊良村熱電有限公司，河北石家莊 050031

本文介紹了幾種經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的具有廣闊發(fā)展前景的電廠新技術(shù)，并對其技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了綜述，為新建和改擴(kuò)建電廠以及能源的綜合有效利用提供了參考。

電廠；新技術(shù)；綜述

0 引言

隨著世界科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力行業(yè)也在發(fā)生著日新月異的變化。新理念、新成果、新技術(shù)層出不窮，不僅大大提高了電廠的生產(chǎn)效率和盈利水平，而且還為電廠的節(jié)能減排、挖潛降耗提供了寶貴的技術(shù)支持。同時為能源的綜合有效利用提供了新的思路。

1 幾種電廠新技術(shù)

1.1 煙塔合一技術(shù)

煙塔合一技術(shù)是將火電廠煙囪和冷卻塔合二為一，取消煙囪，利用冷卻塔巨大的熱濕空氣對脫硫后的凈煙氣形成一個環(huán)狀氣幕，對脫硫后凈煙氣形成包裹和抬升，增加煙氣的抬升高度，從而促進(jìn)煙氣中污染物的擴(kuò)散。德國于20世紀(jì)70年代開始研究煙塔合一技術(shù)，1982年建設(shè)煙塔合一火電廠。并對一批老機(jī)組也進(jìn)行了煙塔合一改造。采用該技術(shù)后,不僅可以提高火力發(fā)電系統(tǒng)的能源利用效率，而且大大簡化了火電廠的煙氣系統(tǒng)，減少了設(shè)備投資和脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。該技術(shù)已在華能北京熱電廠、三河發(fā)電廠二期項(xiàng)目2×300mW機(jī)組和石家莊良村熱電有限公司一期2×300mW機(jī)組上得到利用，取得了良好的環(huán)保效果。

1.2 城市中水利用

近年來，隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源需求增多，用水價(jià)格不斷上漲，部分地區(qū)工業(yè)用水價(jià)格達(dá)到了6元/t以上。而通過一系列物理、化學(xué)、生物手段進(jìn)行不同深度處理的城市中水，按照水質(zhì)要求分類滿足各種用水需要或者將某些環(huán)節(jié)用水經(jīng)過適當(dāng)處理后重復(fù)利用，不僅節(jié)約水資源同時可以減少環(huán)境污染。由于中水使用價(jià)格相對便宜，經(jīng)濟(jì)杠桿作用使城市中水成為部分地區(qū)開辟新水源的重要途徑。 而電廠是用水大戶，中水的價(jià)格優(yōu)勢和水質(zhì)保證均使其成為電廠理想的用水來源。三河發(fā)電廠二期工程2×300mW機(jī)組和石家莊良村熱電有限公司一、二期工程，均采用城市中水做為水源，引用城市污水處理廠的二級污水，經(jīng)過深度處理后的中水作為循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水。利用城市中水不僅能節(jié)約地下水資源，還能節(jié)省節(jié)約相當(dāng)可觀的費(fèi)用。

1.3 空冷技術(shù)

發(fā)電廠采用翅片管式的空冷散熱器，直接或間接用環(huán)境空氣來冷凝汽輪機(jī)排氣，稱為發(fā)電廠空冷。研究空冷新裝置及其使用的一系列技術(shù)，稱作發(fā)電廠空冷技術(shù)。

隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，火力發(fā)電廠的高參數(shù)、大容量機(jī)組不斷增加。這些機(jī)組在燃用大量煤炭的同時，也耗用大量水資源。而我國水資源相對貧乏。有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，人均占有水量只及世界人均占有量的1/4，居于貧水國家之列，而且全國水資源的時空分布極不平衡，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，許多城市及地區(qū)相繼出現(xiàn)生產(chǎn)與生活用水日益緊張的局面，水已成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。在富煤地區(qū)，往往由于缺水而不能就地興建電廠，因此豐富的煤炭資源不能盡早的開發(fā)和利用，這在宏觀經(jīng)濟(jì)上無疑是極大的損失。發(fā)電廠汽輪機(jī)凝汽設(shè)備系統(tǒng)采用的空氣冷卻系統(tǒng)，就是為解決在“富煤缺水”地區(qū)或干旱地區(qū)建設(shè)火力發(fā)電廠而逐步發(fā)展起來的。我國的“三北”（華北，東北，西北）地區(qū)，煤炭資源豐富，但水資源十分貧乏，特別是華北和西北地區(qū)。水資源的貧乏增加了將豐富的煤炭就地轉(zhuǎn)化成為電力的困難，采用空冷機(jī)組正是解決上述矛盾的有效途徑。

1.4 二氧化碳捕集封存技術(shù)（CCS技術(shù)）

由于大量排放CO2而造成的溫室效應(yīng)已經(jīng)嚴(yán)重的影響了人類的生存環(huán)境和社會發(fā)展。因此人類為防止氣候變暖需要節(jié)能減排，特別是減少CO2的排放。在我國，以燃煤為主的電廠是CO2的主要排放企業(yè)，據(jù)2006年統(tǒng)計(jì)資料顯示電廠排放的CO2約為20億t。CO2減排路徑有許多，但對于像我國以燃煤為主要能源的國家，減少燃煤使用代價(jià)高昂，于是CO2捕集封存技術(shù)（CCS技術(shù)）成為重要替代選擇，對那些無法改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的國家來說，這有極大吸引力。

CO2的捕集封存技術(shù)是利用化學(xué)吸收法、“膜”分離法、富氧燃燒法等方法將CO2氣體從煙道氣中分離出來，然后利用“地下封存”或“海底封存”的方法把CO2安全而永久地“封存”起來，以達(dá)到減少碳排放、搶占世界碳排放市場的目的。

1.5 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)（IGCC技術(shù)）

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（Integrated Gasification Combined Cycle，以下簡稱IGCC）發(fā)電是當(dāng)今國際上最引人注目的新型、高效的潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一。IGCC發(fā)電系統(tǒng)把環(huán)境友好的煤氣化技術(shù)和高效的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的高效、清潔利用，具有高效、潔凈、節(jié)水、燃料適應(yīng)性廣、易于實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，并且與未來CO2近零排放、氫能經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相容，是21世紀(jì)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。其基本工藝過程為：煤（或者其他含碳燃料，如石油焦、生物質(zhì)等）經(jīng)氣化生成中低熱值合成氣，經(jīng)過除塵、脫硫等凈化工藝成為潔凈的合成氣供給燃?xì)廨啓C(jī)燃燒做功，燃?xì)廨啓C(jī)排氣余熱和氣化島顯熱回收熱量經(jīng)余熱鍋爐加熱給水產(chǎn)生過熱蒸汽，帶動蒸汽輪機(jī)發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)了煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電過程。

1.6 水電聯(lián)產(chǎn)海水淡化技術(shù)

水電聯(lián)產(chǎn)主要是指海水淡化水和電力聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供。海水淡化方法主要有：冷凍法、反滲透法、太陽能法、多級閃蒸法、電滲析法、壓氣蒸餾法、露點(diǎn)蒸發(fā)法、熱膜聯(lián)產(chǎn)法等。由于海水淡化成本在很大程度上取決于消耗電力和蒸汽的成本，水電聯(lián)產(chǎn)可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動力，從而實(shí)現(xiàn)能源高效利用和降低海水淡化成本。國外大部分海水淡化廠都是和發(fā)電廠建在一起的，這是當(dāng)前大型海水淡化工程的主要建設(shè)模式。經(jīng)過40多年的發(fā)展，我國海水淡化利用已有一定的基礎(chǔ)，但與發(fā)達(dá)國家相比差距還很大。

河北國華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司采用了世界上最先進(jìn)、最節(jié)能的低溫多效技術(shù)，制得品質(zhì)很高的淡水，可以滿足各種用戶需求，如鍋爐補(bǔ)給水、工業(yè)用水及生活用水，礦化后還可以作為生活飲用水。該技術(shù)對水質(zhì)要求不苛刻，對溫度不太敏感，能源利用效率高，產(chǎn)品質(zhì)量高，對我國海水淡化的技術(shù)研究具有很高的參考價(jià)值。

2 結(jié)論

以上技術(shù)有的已經(jīng)成熟可靠，有的雖有大規(guī)模應(yīng)用但還需要進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。但是它們?yōu)槲覈娏ιa(chǎn)行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級提供了有益的借鑒和參考。

[1]王汝武.電廠節(jié)能減排技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2008．

[2]溫高.發(fā)電廠空冷技術(shù)[M].中國電力出版社，2008.

[3]綠色煤電公司.二氧化碳捕集封存[M].水利水電出版社，2008.

[4]姚秀平.燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)發(fā)電[M].中國電力出版社，2004.

[5]王為民，等.核能發(fā)電與核電廠水電熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

TM7

A

1674-6708（2011）53-0056-02

彭文祥，助理工程師，現(xiàn)擔(dān)任技術(shù)專責(zé)