几种电厂新技术的探究

2011-08-15彭文祥

科技传播 2011年20期

关键词：淡化发电厂电厂

彭文祥

石家庄良村热电有限公司，河北石家庄 050031

几种电厂新技术的探究

彭文祥

石家庄良村热电有限公司，河北石家庄 050031

本文介绍了几种经过实践检验的具有广阔发展前景的电厂新技术，并对其技术特点进行了综述，为新建和改扩建电厂以及能源的综合有效利用提供了参考。

电厂；新技术；综述

0 引言

随着世界科学技术的快速发展，电力行业也在发生着日新月异的变化。新理念、新成果、新技术层出不穷，不仅大大提高了电厂的生产效率和盈利水平，而且还为电厂的节能减排、挖潜降耗提供了宝贵的技术支持。同时为能源的综合有效利用提供了新的思路。

1 几种电厂新技术

1.1 烟塔合一技术

烟塔合一技术是将火电厂烟囱和冷却塔合二为一，取消烟囱，利用冷却塔巨大的热湿空气对脱硫后的净烟气形成一个环状气幕，对脱硫后净烟气形成包裹和抬升，增加烟气的抬升高度，从而促进烟气中污染物的扩散。德国于20世纪70年代开始研究烟塔合一技术，1982年建设烟塔合一火电厂。并对一批老机组也进行了烟塔合一改造。采用该技术后,不仅可以提高火力发电系统的能源利用效率，而且大大简化了火电厂的烟气系统，减少了设备投资和脱硫系统的运行维护费用。该技术已在华能北京热电厂、三河发电厂二期项目2×300mW机组和石家庄良村热电有限公司一期2×300mW机组上得到利用，取得了良好的环保效果。

1.2 城市中水利用

近年来，随着城市经济的快速发展，水资源需求增多，用水价格不断上涨，部分地区工业用水价格达到了6元/t以上。而通过一系列物理、化学、生物手段进行不同深度处理的城市中水，按照水质要求分类满足各种用水需要或者将某些环节用水经过适当处理后重复利用，不仅节约水资源同时可以减少环境污染。由于中水使用价格相对便宜，经济杠杆作用使城市中水成为部分地区开辟新水源的重要途径。而电厂是用水大户，中水的价格优势和水质保证均使其成为电厂理想的用水来源。三河发电厂二期工程2×300mW机组和石家庄良村热电有限公司一、二期工程，均采用城市中水做为水源，引用城市污水处理厂的二级污水，经过深度处理后的中水作为循环冷却水的补充水。利用城市中水不仅能节约地下水资源，还能节省节约相当可观的费用。

1.3 空冷技术

发电厂采用翅片管式的空冷散热器，直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机排气，称为发电厂空冷。研究空冷新装置及其使用的一系列技术，称作发电厂空冷技术。

随着电力工业的不断发展，火力发电厂的高参数、大容量机组不断增加。这些机组在燃用大量煤炭的同时，也耗用大量水资源。而我国水资源相对贫乏。有关统计数字表明，人均占有水量只及世界人均占有量的1/4，居于贫水国家之列，而且全国水资源的时空分布极不平衡，随着工农业生产的发展，许多城市及地区相继出现生产与生活用水日益紧张的局面，水已成为制约国民经济发展的主要因素之一。在富煤地区，往往由于缺水而不能就地兴建电厂，因此丰富的煤炭资源不能尽早的开发和利用，这在宏观经济上无疑是极大的损失。发电厂汽轮机凝汽设备系统采用的空气冷却系统，就是为解决在“富煤缺水”地区或干旱地区建设火力发电厂而逐步发展起来的。我国的“三北”（华北，东北，西北）地区，煤炭资源丰富，但水资源十分贫乏，特别是华北和西北地区。水资源的贫乏增加了将丰富的煤炭就地转化成为电力的困难，采用空冷机组正是解决上述矛盾的有效途径。

1.4 二氧化碳捕集封存技术（CCS技术）

由于大量排放CO2而造成的温室效应已经严重的影响了人类的生存环境和社会发展。因此人类为防止气候变暖需要节能减排，特别是减少CO2的排放。在我国，以燃煤为主的电厂是CO2的主要排放企业，据2006年统计资料显示电厂排放的CO2约为20亿t。CO2减排路径有许多，但对于像我国以燃煤为主要能源的国家，减少燃煤使用代价高昂，于是CO2捕集封存技术（CCS技术）成为重要替代选择，对那些无法改变能源消费结构的国家来说，这有极大吸引力。

CO2的捕集封存技术是利用化学吸收法、“膜”分离法、富氧燃烧法等方法将CO2气体从烟道气中分离出来，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”起来，以达到减少碳排放、抢占世界碳排放市场的目的。

1.5 整体煤气化联合循环发电技术（IGCC技术）

整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle，以下简称IGCC）发电是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。IGCC发电系统把环境友好的煤气化技术和高效的燃气蒸汽联合循环发电技术相结合，实现了煤炭资源的高效、清洁利用，具有高效、洁净、节水、燃料适应性广、易于实现多联产等优点，并且与未来CO2近零排放、氢能经济长远可持续发展目标相容，是21世纪洁净煤发电技术的重要发展方向之一。其基本工艺过程为：煤（或者其他含碳燃料，如石油焦、生物质等）经气化生成中低热值合成气，经过除尘、脱硫等净化工艺成为洁净的合成气供给燃气轮机燃烧做功，燃气轮机排气余热和气化岛显热回收热量经余热锅炉加热给水产生过热蒸汽，带动蒸汽轮机发电，从而实现了煤气化燃气蒸汽联合循环发电过程。

1.6 水电联产海水淡化技术

水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。海水淡化方法主要有：冷冻法、反渗透法、太阳能法、多级闪蒸法、电渗析法、压气蒸馏法、露点蒸发法、热膜联产法等。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。经过40多年的发展，我国海水淡化利用已有一定的基础，但与发达国家相比差距还很大。

河北国华沧东发电有限责任公司采用了世界上最先进、最节能的低温多效技术，制得品质很高的淡水，可以满足各种用户需求，如锅炉补给水、工业用水及生活用水，矿化后还可以作为生活饮用水。该技术对水质要求不苛刻，对温度不太敏感，能源利用效率高，产品质量高，对我国海水淡化的技术研究具有很高的参考价值。