火力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)研究①

侯建

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，社會(huì)各領(lǐng)域進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段，在科學(xué)技術(shù)帶動(dòng)下，企業(yè)發(fā)展速度有所提升，電力企業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要角色?；鹆Πl(fā)電的發(fā)展順應(yīng)我國(guó)國(guó)情，已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛普及，火力發(fā)電的應(yīng)用具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以維持電力輸送的穩(wěn)定性，滿足我國(guó)人口的用電需求，促進(jìn)我國(guó)生產(chǎn)水平提升，但是在使用過(guò)程中也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。為了協(xié)調(diào)好電力輸送和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，火電廠需要根據(jù)目前的發(fā)展情況，引進(jìn)先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)，優(yōu)化火力發(fā)電方式。文章以火力發(fā)電為主，首先分析火力發(fā)電的發(fā)展情況，然后提出技術(shù)更新，促進(jìn)我國(guó)火力發(fā)電的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電;發(fā)展;技術(shù)

引言

近年來(lái)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的環(huán)階段。電力行業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要地位，火力發(fā)電引起社會(huì)大眾的廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為我國(guó)主要的發(fā)電形式，在我國(guó)總發(fā)電量中占據(jù)70%左右，由此可見(jiàn)火力發(fā)電的重要性。據(jù)目前我國(guó)火力發(fā)電發(fā)展情況來(lái)看，運(yùn)用范圍越來(lái)越廣泛，涉及燃煤發(fā)電、燃?xì)狻⑷加偷榷鄠€(gè)領(lǐng)域，是我國(guó)火力發(fā)電的主要形式。其中燃煤發(fā)電是我國(guó)火力發(fā)電的重點(diǎn)，火力發(fā)電技術(shù)也在不斷探索和研究，為我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持，更好地服務(wù)于人們的用電需求。因此，電力行業(yè)要根據(jù)我國(guó)國(guó)情和人們的用電需求開(kāi)發(fā)火力發(fā)電的形式，從技術(shù)層面入手優(yōu)化火力發(fā)電，明確火力發(fā)電的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

一、火力發(fā)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展，發(fā)電方式也逐漸豐富，其中火力發(fā)電在我國(guó)生產(chǎn)和生活中占據(jù)著重要位置，火力發(fā)電的工作原理就是通過(guò)燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，由發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化成電能，在我國(guó)電力行業(yè)中得以廣泛應(yīng)用。我國(guó)煤炭資源豐富，利用燃煤發(fā)電已經(jīng)成為常態(tài)，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)1990年煤炭產(chǎn)量10.9億噸，其中用于發(fā)電領(lǐng)域僅占12%，火力發(fā)電還有更大的發(fā)展空間。

火力發(fā)電以?xún)煞N形式存在，一個(gè)是單純供電;另一個(gè)是發(fā)電又供熱，火力發(fā)電也分為好幾種類(lèi)型，以原動(dòng)機(jī)分類(lèi)主要是汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電和柴油機(jī)發(fā)電，根據(jù)發(fā)電所有的燃料分類(lèi)，可以分為燃煤、燃?xì)夂腿加腿N發(fā)電方式，更是豐富了火力發(fā)電的形式。

我國(guó)生態(tài)化建設(shè)理念提出，電力企業(yè)轉(zhuǎn)型已成必然之勢(shì)，在節(jié)能減排和提高經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，火力發(fā)電應(yīng)該向燃料基地靠攏，為城鎮(zhèn)的人們提供足夠的電量，保證人們正常生活。

火力發(fā)電歷經(jīng)多個(gè)發(fā)展階段，才進(jìn)入全面普及的時(shí)期，最早出現(xiàn)火力發(fā)電是在1875年巴黎北火車(chē)站，隨著發(fā)電機(jī)等科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和完善，給火力發(fā)電提供更廣闊的發(fā)展空間。尤其是當(dāng)下我國(guó)生產(chǎn)和生活用電需求來(lái)不斷增加，更是拓寬了火力發(fā)電的渠道，早在20世紀(jì)30年代以后，火力發(fā)電進(jìn)入高速發(fā)展階段。

隨著時(shí)間的推移和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給火力發(fā)電帶來(lái)越來(lái)越多的優(yōu)勢(shì)，火力發(fā)電機(jī)組容量從一開(kāi)始的200兆瓦上升到300-600兆瓦，證明火力發(fā)電的一大突破和進(jìn)展。在1973年，火電機(jī)組已經(jīng)達(dá)到了最大兆瓦1300，不管是發(fā)電技術(shù)還是效率都有所提升，給人們帶來(lái)新的用電體驗(yàn)。

到80年代后期，火力發(fā)電進(jìn)一步發(fā)展，日本具有世界上最大的火電廠----鹿兒島火電廠，容量可以達(dá)到最高4400兆瓦，但是由于機(jī)組過(guò)大也會(huì)帶來(lái)一定的發(fā)電壓力，很大程度上降低火力發(fā)電的穩(wěn)定性和效率。到了90年代初，為了保證火力發(fā)電的穩(wěn)定性和安全性，將發(fā)電容量固定在300-700兆瓦，在中國(guó)總裝機(jī)容量中占據(jù)70%以上。

火力發(fā)電中，燃煤發(fā)電是最常用的發(fā)電方式，每年使用的煤炭要占據(jù)工業(yè)用煤的50%以上，目前我國(guó)關(guān)于燃煤發(fā)電達(dá)到了全國(guó)總煤炭消耗量的50%，這些數(shù)據(jù)意味著我國(guó)90%的二氧化硫和80%的二氧化碳都是由煤電產(chǎn)生。我國(guó)火電發(fā)電總量在逐漸增加，已經(jīng)達(dá)到了80%以上，國(guó)家對(duì)于生態(tài)化建設(shè)很是重視，關(guān)于火力發(fā)電的未來(lái)發(fā)展中提出相關(guān)任務(wù)，希望朝著節(jié)能減排的方向發(fā)展。并且，火力發(fā)電在未來(lái)仍然占據(jù)重要地位，可以有效彌補(bǔ)我國(guó)供電的不足，在火力發(fā)電發(fā)展的過(guò)程中，節(jié)能減排也會(huì)成為電力行業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容。

二、火力發(fā)電前沿技術(shù)路線

（一）集中式技術(shù)路線

文章提出火力發(fā)電的技術(shù)路線，也是明確火力發(fā)電的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，可以將火力發(fā)電技術(shù)分為高效清潔發(fā)電技術(shù)、集中式聯(lián)合循環(huán)技術(shù)與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線等等多種技術(shù)路線。集中式高效清潔發(fā)電技術(shù)路線，是需要依托于化石燃料，利用高參數(shù)、搞笑的發(fā)電技術(shù)進(jìn)行，在先進(jìn)燃料技術(shù)的參與下，可以有效控制發(fā)電過(guò)程中的污染物，以此保證發(fā)電的高效率和清潔。集中式技術(shù)路線是由多個(gè)技術(shù)組合而成，其中700℃超臨界、煤基超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)技術(shù)，在富氧燃燒和CCUS技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電的高效能和清潔作用，從而減少環(huán)境污染。集中式聯(lián)合循環(huán)比較復(fù)雜，也是需要在多項(xiàng)技術(shù)支持下完成，利用化石燃料與IGCU、ISCC等聯(lián)合技術(shù)，配合冷熱電聯(lián)供、制氫技術(shù)、熱電聯(lián)產(chǎn)等技術(shù)，在保證火力供電效率的同時(shí)，還能提供電能、供暖、制冷等多種技術(shù)。

我國(guó)綠色發(fā)展觀念的提出，對(duì)于火力發(fā)電節(jié)能減排提出更高的要求，而集中式非常規(guī)燃料與用途路線可以滿足火力發(fā)電的高效率、減少污染的需求，需要利用煤矸石、劣質(zhì)煤、生物質(zhì)和垃圾等非常規(guī)燃料進(jìn)行，在CFB和超臨界技術(shù)的支持下，可以達(dá)到高效率發(fā)電的目的。

（二）分布式技術(shù)路線

分布式技術(shù)在發(fā)電中靈活性較強(qiáng)，在火力發(fā)電技術(shù)中，分布式主要是以常規(guī)化石燃料或者非常規(guī)燃料為主，通過(guò)多樣化的方式進(jìn)行分布式發(fā)電，配合儲(chǔ)能技術(shù)、冷熱電聯(lián)供、先進(jìn)熱交換系統(tǒng)和智能微網(wǎng)等技術(shù)，很大程度上滿足人們的用電需求。微燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)式分布式火力發(fā)電的主要技術(shù)組合，也是分布式發(fā)電技術(shù)的核心內(nèi)容，在實(shí)際運(yùn)作的過(guò)程中可以配合余熱回收、余熱發(fā)電、儲(chǔ)能技術(shù)等其他技術(shù)，可以滿足火力發(fā)電的多樣性，為用戶提供所需的電能、動(dòng)力、制冷等服務(wù)。

（三）開(kāi)發(fā)IGCC多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

IGCC多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在火力發(fā)電中得以廣泛應(yīng)用，并且由于其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，很可能成為未來(lái)火力發(fā)電的主流技術(shù)。多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)靈活性較高，可以同時(shí)滿足高效率和環(huán)保的需求，火力發(fā)電中燃煤發(fā)電會(huì)釋放大量的二氧化碳，而多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用可以有效去除二氧化碳，給火電廠帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)成為公認(rèn)的最具潛力的發(fā)電技術(shù)。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，火力發(fā)電技術(shù)也逐漸豐富，在原有的技術(shù)上加以完善，將更多新技術(shù)融入火力發(fā)電中，為IGCC電廠解決技術(shù)問(wèn)題提供更多途徑。在2004年初，美國(guó)GE公司收購(gòu)Texaco公司的煤氣化技術(shù)，為了加強(qiáng)火力發(fā)電的效率和水平，又與Bech-tel公司合作在IGCC電廠的規(guī)劃和建設(shè)層面，從而提高美國(guó)GE公司的發(fā)展水平和競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)關(guān)于IGCC發(fā)電技術(shù)關(guān)注度較高，并且關(guān)于這項(xiàng)研究已經(jīng)持續(xù)10多年之久，目前在火力發(fā)電技術(shù)上也有一定的經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)式煤炭資源豐富的國(guó)家，應(yīng)該加快IGCC技術(shù)研究，推動(dòng)我國(guó)火力發(fā)電的發(fā)展，根據(jù)我國(guó)用電情況擴(kuò)大IGCC電廠建設(shè)規(guī)模，從而實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)和商業(yè)化運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著國(guó)家生產(chǎn)和發(fā)展對(duì)電力的需求，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)電力企業(yè)發(fā)展，在科學(xué)技術(shù)帶動(dòng)下，我國(guó)發(fā)電方式也逐漸豐富，其中火力發(fā)電在人們生產(chǎn)和生活中得以廣泛應(yīng)用。根據(jù)火力發(fā)電的技術(shù)特點(diǎn)研究可以氛圍燃?xì)獍l(fā)電、燃煤和燃油發(fā)電，尤其是燃煤發(fā)電進(jìn)入高速發(fā)展階段，每年關(guān)于燃煤發(fā)電就要使用大量的煤炭，釋放更多二氧化硫和二樣化碳，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。基于此，國(guó)家關(guān)于火力發(fā)電提出新的要求，希望可以順應(yīng)綠色發(fā)展觀念，在實(shí)際發(fā)展中遵循節(jié)能減排的原則，也會(huì)成為火力發(fā)電未來(lái)發(fā)展的核心思路。

參考文獻(xiàn)

[1]馬兆緯.火力發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，16（4）：6-10.1673-0097.2003.04.002.

[2]李美.淺談火力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（33）.