关于燃煤发电站降低排放向环保型发电厂转型研究

刘昌胜

摘要：随着燃煤发电站数量在大型发展中国家急速增多，火力发电厂所产生的环境污染已逐渐引起世界各国的关注，世界上越来越多的国家正在经历着由火力发电厂向减少排放的环保电厂的转变。在我国虽然已有核电厂，但燃煤电厂仍是我国主要的电力市场。所以，如何减少燃煤电厂对环境友好型电厂的排放，实现节能减排，已经成为了中国当前迫切需要解决的问题。

关键词：燃煤发电站;环保型发电厂;转型

1.引言

目前，国际上越来越多国家达成共识，尽早将全世界内的无减排措施的燃煤发电量控制在一定数量，减少燃煤发电带来的对气候的污染。因此，节能减排应对气候的变化也成为了中国的一个重要议题。为达到低排放的目标，中国也开始寻求切实可行的措施，减少燃煤电厂对环境友好型电厂的排放。

2.燃煤发电厂在中国现状

燃煤发电厂在中国又称为火力发电厂，该类型发电厂利用煤作为染料进行电能生产。主要的生产过程是：燃料燃烧水被加热产生蒸汽，从而把燃料的化学能量转换成传递能量。蒸气压力推动汽轮机旋转，使热能转化为机械能。蒸汽涡轮驱动发电机旋转并转换成机械能进行电力供应。在我国，虽然已有部分核电发电厂，但是燃煤发电厂仍是电力市场的主导。因此若想要控制我国节能减少排碳，如何燃煤发电站降低排放向环保型发电厂转型成了当今中国急需解决的问题。

近年来，中国也在讨论如何进一步改革电力系统，在2015年5月我国颁布的第九号文件中提到，中国将会逐步开始试点电力现货交易，再在理顺输配电价格后，把电力现货交易全面投入到市场中，这些改革与其他国家的市场机制的使用达到了广泛的一致性，相信如果严格执行该文件，我们会在不久看到成效。

3.中国燃煤发电站降低排放向环保型发电厂转型措施

3.1关闭现有燃煤发电站

现在，气候变化已经成为淘汰燃煤发电厂的一个有力理由，且燃煤发电厂带来的环境污染带来的对人类的健康以及生态的影响，已经急需当地政府重视。政府可以提前多年通知现有的燃煤发电厂，现有电厂可以进行投资达到新的标准或是选择退出，如果发电厂选择退出，则政府可以在电厂退出前，给予一定的过渡期或是将电厂进行收购，将其纳入政府的运营范围。这样的做法比较适合相对老旧和低效率高排放的电厂。而且，政府不需要对现有的电厂进行赔付。

据中国电力企业联合会称，自2012年以来，10.8吉瓦的热电厂已经关闭或退役。在中国，这些小而低效的电厂提高发电效率的重点似乎在这里。2013年，国家颁布的应对空气污染的防治计划中，认识到污染不仅会损害人类健康，而且会影响社会和谐与稳定。为此，该计划提出了2017年中国空气质量总体改善目标。为了达成这一目标，以北京为例子，2010年到2015年间，北京增设了14个350兆瓦的瓦燃燃气发电机组。

2014年，国务院颁布的能源发展计划中，预计在2020年之前降低燃煤发电量。转换的平均耗电量低于每 kWh煤310 g。改造后的机组中，60 kW及以上机组平均耗煤减少300克/千瓦时。改造东部地区后，到2020年将有超过300，000千瓦的民用燃煤发电机组投入运行。用于100，000 kW以上自备燃煤发电机组及其它燃煤机组的供电需要，这些机组经过改造后，其大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值。

在執行更严格能效环保标准的前提下，到 2020 年，力争使煤炭占一次能源消费比重下降到 62%以内，电煤占煤炭消费比重提高到60%以上。

3.2向以天然气为主要能源的发电厂转型

用天然气作为主要能源的电厂称为燃气电厂，这种电厂将燃气轮机从余热锅炉的高温尾气中转化成蒸汽，然后再注入到汽轮机发电的循环系统中。随着燃气轮机技术的发展，国家能源结构的变化以及环保要求的提高，燃气电厂将会有更大的发展。

此外，燃气发电厂占地面积，通常占燃煤发电厂的54%，用水量占燃煤发电厂的30%。燃气发电厂既不需要增加环保投资，也不会造成水电建设造成的建设废水，废物残留排放，材料占用，森林排放洪水和居民迁移等问题。另外，燃气发电厂排放的相对价值。和相同容量的燃煤电厂比较，燃气电厂的氮氧化物排放量为燃煤发电厂的19%。二氧化碳为42%;可吸入颗粒物仅为5%。

因此，在燃煤发电厂更新换代时，可以选择建设新型的燃气发电厂。现在，在京津冀，长三角，珠三角地区，当地政府已经禁止审批新建燃煤发电项目。因此建造新的发电厂时，燃气发电厂也可以作为企业的一个新选择。在符合条件的大城市，企业还可以选择，湿度建设大型热电机组，鼓励建设背压式电热机组;中小型城市和热负荷集中的工业园区，优先建设背压式热点机组;鼓励发展热电冷多联供。

3.3环保设备改造

对燃煤发电站进行环保改造还可以选择，对环保设备进行改造，重点为推进现役的燃煤发电机组大气污染物排放达到环保排放的标准。其中要求，燃煤发电机组必须安装有效的脱硫，反硝化和除尘设施。不符合标准的需要加快环保设施升级改造，确保所有要求的最低技术含量以上，所有时间段都可以稳定达到排放标准。

我国为了稳步推进东部地区年产30万千瓦及以上公共燃煤发电机组和条件在300，000千瓦以下的公共燃煤发电机组的环境保护改革，基本实现东部示范工程。力争在2020年之前完成，超过15亿千瓦的机组改造。鼓励其他地区的燃煤发电机组实施环境保护改革，集中降低燃煤发电厂的废气排放，以确保大气污染排放物浓度达到或接近到燃气轮机组排放的限值。

为达到工厂制造和适当的环保转换技术，建议使用低温（低温）静电除尘器，电袋除尘器，布袋除尘器等设备除尘。鼓励安装湿式静电除尘器;在可行的情况下，必要时使用更高效的脱硫设施，例如单塔双循环六回路，双塔双循环;脱硝可采用低氮燃烧，高效SCR（选择性催化还原法）。脱硝设备等技术。

3.4强化自备机组节能减排

对于自备燃煤发电机组的企业，应自行淘汰火电机组，并加快自备燃煤发电机组的节能改造，将电煤耗降低到每 kWh 5 g以上。实行能源节约。对不能达标排放空气污染物的自备燃煤发电机组，加快环保设施的改造升级;对东部地区10万千瓦及以上的自备燃煤发电机组，在达到大气污染物排放浓度的同时，逐步进行改造，基本达到燃气轮机的排放标准。2017年前，在保证气源的前提下，京津冀城市建成区、长三角城市群和珠江三角洲地区将基本完成以天然气替代煤的任务，新建燃气电厂。

3.5提升机组负荷率和运行质量

发电公司应注意燃煤采购，通过“煤电一体化”和长期合同管理，鼓励固定主煤来源，以确保煤炭质量与设计煤炭类型一致，并鼓励使用低硫低灰的优质煤炭;加强进炉煤的计量验证，严格控制开采和生产偏差，确保真实的可信的用煤指标。严格控制高硫分高灰分煤的开采与利用，禁止劣质煤进口，积极推进动力煤项目建设，加快建设符合要求的洗煤厂，积极开展筛选、配煤等工作。

完善调度程序管理，加强调峰频率管理，优先发展水电调峰，充分发挥抽水蓄能发电站，天然气发电等调峰电源的作用，探索利用能源存储调峰和其他技术。科学地确定了火电厂的调峰顺序和深度，积极开展了调峰工作，探索了发电机组启动方式，提高了环保高效火电厂的负荷系数。

完善辅业调峰补偿机制，探索辅业市场交易，对承担调峰任务的單位给予适当补偿。改善备用容量的管理方法，合理安排区域电网整体系统的备用容量，使其充分发挥省际互惠、短补等功能。在确保电网安全的前提下，合理安排了七个机组的开机方式，以最大限度地降低电网回转备用容量。

4.结语

为了实现低排碳的目标，中国也开始寻找减少燃煤发电站向可以降低排放的环保型发电厂的实际可行的措施。本文根据国家制定的环保政策对燃煤发电站降低排放向环保型发电厂转型进行了研究，为燃煤发电厂的环保转型提出几点可行的措施。

参考文献：

[1]  郭予超，乐长义. 中国发展燃气电厂的若干问题[J]. 华东电力，2001，29（2）：38-41.

[2]  唐永伟. 燃气电厂风险分析[J]. 中国电力，2002，35（4）：1-4.

[3]  王会祥. 燃气电厂的运行优化和天然气调峰[J]. 燃气轮机技术，2007，20（1）：27-29.

（作者单位：平顶山姚孟发电有限责任公司）