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第1篇

關(guān)鍵詞 火電廠；發(fā)電技術(shù)；大氣污染；環(huán)境成本

中圖分類號 TM611.3 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）89-0048-02

0 引言

電力處于我國能源戰(zhàn)略的中心，無論是電源還是電網(wǎng)，在建設(shè)和生產(chǎn)運營過程中都必須使用或者耗費大量的自然資源（水資源、土地、環(huán)境容量、煤炭、石油、天然氣等）。

目前電力市場已將環(huán)境成本納入發(fā)電總成本中，因而發(fā)電廠大氣污染物的控制已經(jīng)是發(fā)電成本的組成部分，影響到發(fā)電企業(yè)的市場競爭力。

國內(nèi)外針對火電廠大氣污染物的研究主要為針對單一污染物的控制技術(shù)研究，如除塵、脫硫、脫硝等。近年來，已經(jīng)開始從發(fā)電技術(shù)角度來考慮污染物的控制及資源節(jié)約的問題。

1 主要火力發(fā)電技術(shù)

當(dāng)前，為提高火電機組的環(huán)保性和經(jīng)濟性，很多先進國家應(yīng)用的火電新技術(shù)包括：燃氣--蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)、超（超）臨界發(fā)電技術(shù)、循環(huán)流化床（CFB）發(fā)電技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）發(fā)電技術(shù)、大容量熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電技術(shù)及大型空冷發(fā)電技術(shù)等。

根據(jù)發(fā)電技術(shù)的基本發(fā)展趨勢，結(jié)合對經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)境等各方面因素的考慮，可以預(yù)測，在中長期內(nèi)，世界發(fā)電技術(shù)的發(fā)展將主要集中在以下幾項技術(shù)：常規(guī)燃煤技術(shù)，流化床燃燒技術(shù)，燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)、超臨界和超超臨界發(fā)電技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)[1]。

2 污染物控制效果和環(huán)境優(yōu)勢

2.1 高參數(shù)機組

超臨界、超臨界火電機組具有非常明顯的改善環(huán)境和節(jié)能的效果，超超臨界機組與超臨界機組相比，熱效率提高了1.2%。所以，未來火電建設(shè)將主要發(fā)展高效率高參數(shù)的超臨界（SC）和超超臨界（USC）火電機組。

超（超）臨界火電機組是目前世界上較為成熟的先進發(fā)電技術(shù)，主蒸汽溫度/再熱蒸汽溫度為600℃/600℃的超超臨界火電機組供電效率可高達45%。在對超超臨界機組安裝脫硫、脫硝裝置后，其SO2排放濃度能夠控制在200mg/m3，NOx排放濃度能夠控制在200 mg/m3以下。

2.2 流化床機組

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)具有以下特點：氣固混合好；燃燒速率高，特別是對粗顆粒燃料；絕大部分未燃盡的燃料被再循環(huán)至爐膛，其燃燒效率可達到97.5%-99.5%。

循環(huán)流化床鍋爐800℃～900℃的燃燒方式和大量循環(huán)物料，一方面能夠控制氮氧化物（NOx）的生成，另一方面也是石灰石脫硫的最佳溫度。將石灰石隨著煤粒一并送入爐膛，就能夠在燃燒過程中進行高效地脫硫。脫硫率可達80%～95%，NOx排放可減少50%。

2.3 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)

聯(lián)合循環(huán)是指將在中低溫區(qū)工作的蒸汽輪機的朗肯循環(huán)與在高溫區(qū)工作的燃氣輪機的布雷登循環(huán)進行疊置，將其組成一個總能系統(tǒng)循環(huán)，它的燃氣初溫很高（1 100℃～1 300℃），蒸汽做功后終溫又很低（30℃～40℃），這樣不僅實現(xiàn)了熱能的梯級利用，同時也提高了總的循環(huán)效率。

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的效率可以達到60%左右，聯(lián)合發(fā)電成本下降10%，與常規(guī)的亞臨界燃煤機組相比，CO2減排量可降低30%左右，SOx的排放減少90%，NOx的排放減少50%[2]。

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

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)簡稱IGCC，是空氣分離技術(shù)、煤氣凈化技術(shù)、煤的氣化技術(shù)、高性能的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術(shù)等多種高新技術(shù)的集成體。IGCC先是將煤氣化過程中產(chǎn)生的可燃氣體進行脫硫、凈化等處理，去除煤中的含硫化合物、灰等雜質(zhì)，得到清潔且具有一定壓力的煤氣，將其供給燃氣輪機做功，然后與蒸汽輪機組合，形成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

IGCC電站具有多級高壓的燃燒前除塵脫硫系統(tǒng)，煤氣的壓力高、流量小、濃度大，容易處理[3]；此外，氣化爐的還原性氣氛以及燃氣輪機低NOx技術(shù)均能對NOx排放進行有效的控制；IGCC的高效率不僅能有效地降低CO2的排放，對煤氣中的CO2也較容易脫除[4]。綜上特點，IGCC在控制污染物排放方面有獨特的優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊。

據(jù)中商情報網(wǎng)全新的《2011-2015年中國整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC）市場調(diào)查報告》報導(dǎo)，在我國目前的技術(shù)水平下，IGCC發(fā)電的凈效率在43%～45%，有望達到更高。脫硫效率高達99%，耗水為常規(guī)電站的1/3～1/2，氮氧化物排放也僅為常規(guī)電站的15%～20%，二氧化硫排放在25mg/Nm3左右，污染物的排放量僅為常規(guī)燃煤電站的1/10。

IGCC技術(shù)將高效的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與潔凈的煤氣化技術(shù)進行結(jié)合，既提高了發(fā)電效率，又達到了環(huán)保效果，不失為一種具有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。

3 結(jié)論

電力生產(chǎn)是工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的重要保證，同時也是大氣污染的主要來源之一。隨著社會和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力發(fā)展也開始受到自然資源的制約；在污染物排放方面，電力行業(yè)面臨著社會責(zé)任和環(huán)境成本的雙重挑戰(zhàn)。

目前火力發(fā)電廠環(huán)境治理主要是在對污染物控制技術(shù)方面，如除塵、脫硫和脫硝，這些技術(shù)對于治理污染物排放起到了明顯的、巨大的作用，然而也使發(fā)電成本顯著提高。因此發(fā)電技術(shù)的進步將向著同時提高發(fā)電效率和降低環(huán)境成本的方向發(fā)展。

從目前世界火力發(fā)電技術(shù)水平來看，超超臨界發(fā)電技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)、大型循環(huán)流化床鍋爐、燃氣―蒸汽聯(lián)合循環(huán)等將是同時提高火電廠效率和減少污染物排放的發(fā)電技術(shù)，是未來電力技術(shù)的主流。

大幅度提高發(fā)電效率、加速發(fā)展?jié)崈舭l(fā)電技術(shù)的是我國可持續(xù)發(fā)展、節(jié)約能源、保護環(huán)境的重要措施。

參考文獻

[1]梁月娥，何德文，柴立元.大氣污染物總量控制方法研究進展[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2008，34（5）：45-47.

[2]王柏仁.燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)發(fā)展對策研究.湖北電力，2007，31（1）：64-66.