摘要：本文針對我國21世紀(jì)火力發(fā)電可持續(xù)發(fā)展新技術(shù)進(jìn)行探討和分析。包括提高循環(huán)效率的超臨界參數(shù)的分析、蒸汽燃?xì)庋h(huán)使用機(jī)組的分析、以發(fā)電為核心的多種電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的分析等等。最終的目的是可持續(xù)循環(huán)使用能源、資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

在聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上，曾提出了可持續(xù)發(fā)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(xù)發(fā)展來說，有以下幾個(gè)方面是必須要引起高度重視并改進(jìn)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(huán)境帶來了巨大的污染；（3）水是我國實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)最珍貴的資源，可是它卻越來越匱乏。

1.高效火力發(fā)電新技術(shù)

1.1提高循環(huán)效率的超臨界參數(shù)

提起節(jié)約資源、保護(hù)自然環(huán)境，就必須提升發(fā)電的工作效率，所以世界上的每一個(gè)國家都在思考研究有關(guān)高效發(fā)電的問題。美國在1957年的時(shí)候，投入運(yùn)行了一臺125MW的超臨界壓力機(jī)組，到80年代初期的時(shí)候，美國總共投入運(yùn)行了170組超臨界壓力機(jī)組，在那時(shí)的美國占到總共裝機(jī)容量的1/4，其中最大的單機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到1300MW；而原蘇聯(lián)投入運(yùn)行的超臨界壓力機(jī)組是那時(shí)原蘇聯(lián)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(fā)電技術(shù)的發(fā)展。

超臨界壓力機(jī)組也好，高效超J臨界壓力機(jī)組也好，都具有熱效率高、可靠性強(qiáng)、先進(jìn)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)峰性優(yōu)的特點(diǎn)，尤其是在燃料價(jià)格較高的地方，經(jīng)濟(jì)運(yùn)作的性能就越強(qiáng)。所以是大容量火電機(jī)組的不二之選。目前，我國已經(jīng)開始運(yùn)作的超臨界壓力機(jī)組都是進(jìn)口的，例如500MW的機(jī)組、6001MW的機(jī)組、800MW的機(jī)組。最近，我國正在積極的籌備研究發(fā)展自己的高效超臨界壓力機(jī)組，以河南沁北電廠的1200MW作為本國發(fā)展示范機(jī)組的項(xiàng)目。

1.2以發(fā)電為核心的總能利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

1.2.1熱電聯(lián)產(chǎn)

所謂熱電聯(lián)產(chǎn)就是指在火電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電的時(shí)候，通過抽汽或者背壓機(jī)組的排汽來完成供暖、供汽一系列的生產(chǎn)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(dá)到70%到80%之間。如果再加上循環(huán)機(jī)組在熱電聯(lián)產(chǎn)的應(yīng)用，那么總的能源利用率會更高，可以達(dá)到80%到90%之間。與熱電分產(chǎn)相比，熱電聯(lián)產(chǎn)可以節(jié)約30%上下的能源[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大約有五十多萬臺用于工業(yè)的鍋爐，這些鍋爐每年至少要耗費(fèi)四億噸的煤碳資源，假如，使用熱電聯(lián)產(chǎn)供給其一半的熱量的話，那么，每一年大約可以節(jié)約一億兩千萬噸的煤炭資源。

1.2.2熱電冷三聯(lián)產(chǎn)

熱電冷三聯(lián)產(chǎn)就是指在熱電聯(lián)產(chǎn)的前提下，通過抽汽或者排汽供給來吸收制冷機(jī)完成工作蒸汽，制作出6到8攝氏度的冰水來實(shí)行空調(diào)式、工藝式的冷卻。這一熱電冷三聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于制冷供熱是通過發(fā)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(jìn)行減溫加壓，這樣一來能源的利用率提高了；在夏季的時(shí)候，背壓機(jī)的負(fù)荷率增大，熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能的作用發(fā)揮的更大；保障了生產(chǎn)的工藝技術(shù)，完善了人類的生活品質(zhì)；不再發(fā)生熱島的效應(yīng)，有替代分散空調(diào)的作用。

1.2.3熱電煤氣三聯(lián)產(chǎn)

熱電煤氣三聯(lián)產(chǎn)就是指煤炭中揮發(fā)的成份、還有一部分固定的碳成份受熱后發(fā)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(dá)鍋爐進(jìn)行循環(huán)化的燃燒，就會產(chǎn)生熱電聯(lián)產(chǎn)使用的蒸汽。這一例子也是煤炭化學(xué)能源分級式利用的表現(xiàn)。

2.實(shí)用煙氣脫硫技術(shù)

2.1高效率脫硫技術(shù)

最常用的、最高效的脫硫技術(shù)就是使用石灰石或者石膏進(jìn)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(xué)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(jià)值。德國、日本、美國等等國家中90%之上的電廠領(lǐng)域都應(yīng)用到這一技術(shù)。可是我國卻很難積極的推廣使用這一技術(shù)，因?yàn)樗捌诘慕ㄔO(shè)、運(yùn)作中需要投入相當(dāng)高的費(fèi)用，而且石膏的市場容量比較小，因此，我國選擇了開發(fā)低成本的簡單的濕法脫硫工藝技術(shù)。

2.2節(jié)水脫硫技術(shù)

節(jié)水脫硫技術(shù)最初是由德國的一家公司在70年代的時(shí)候開發(fā)的，目前在世界上已經(jīng)有將近40套投入運(yùn)作，其中最大的容量達(dá)到250MW，而且300MW的機(jī)組正在設(shè)計(jì)籌備中。脫硫劑循環(huán)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(huán)的多次利用，這就是節(jié)水脫硫技術(shù)的工藝流程。

這種循環(huán)流化床煙氣的脫硫方法有以下六方面的特點(diǎn)：（1）固體吸收劑和不僅和煙氣反應(yīng)的時(shí)間長，而且和二氧化硫之間傳導(dǎo)性強(qiáng)；（2）脫硫的效果好；（3）在運(yùn)作的過程中，床料是多次的循環(huán)利用的，因此吸收劑的使用率高；（4）鍋爐的負(fù)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(huán)流化床的結(jié)構(gòu)空間占用小。

2.3低價(jià)格的脫硫技術(shù)

我國初期建造的200MW之下的燃?xì)鈾C(jī)組，內(nèi)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(jìn)行積極的改進(jìn)。具體應(yīng)該在現(xiàn)有除塵機(jī)器的基礎(chǔ)上，爭取花費(fèi)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(shù)水平也是先進(jìn)一流的。

3.結(jié)束語

在當(dāng)今迅猛發(fā)展的時(shí)代，電力工業(yè)也必須完成其偉大的戰(zhàn)略目標(biāo)。我們必須快速的發(fā)展高效率的綠色電力，以維護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)約水資源、潔凈水資源為前提，逐步加快電力工業(yè)發(fā)展的步伐。從而使我國21世紀(jì)快速穩(wěn)定的發(fā)展，保障我國可持續(xù)發(fā)展偉大戰(zhàn)略的順利實(shí)施。

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作者簡介

馬艷嬌，本科學(xué)歷，陽煤集團(tuán)助理工程師，研究方向：機(jī)電