燃煤电站二氧化碳控制技术研究
第38卷第6期2007年11月
锅 炉 技 术
BOIL ER TECHNOLO GY
Vol.38,No.6Nov.,2007
收稿日期:2006209230; 修回日期:2007201211
基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2006CB705806)
作者简介:李庆钊(19792),男,河北邢台人,东南大学热能工程研究所博士研究生。
文章编号: CN3121508(2007)0620065205
燃煤电站二氧化碳控制技术研究
李庆钊,赵长遂
(东南大学热能工程研究所洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室,江苏南京210096)
关键词: 温室气体;CO 2富集;分离回收;CO 2填埋
摘 要: 温室气体CO 2主要产生于矿物燃料的燃烧过程,其中电力生产过程是CO 2的一个集中排放源,控制和减缓电力生产中CO 2排放对于解决全球气候变暖和温室效应问题具有重要意义。综述了世界CO 2排放的状况和适应于火电厂CO 2排放控制及综合利用的措施及其技术原理,对电力工业CO 2的排放控制具有重要的借鉴作用。
中图分类号: TQ 534.9 文献标识码: A
1 前 言
据统计,在过去的一百年中,全球平均地面气温已增加0.3℃～0.6℃。政府间气候变化专门委员会(IPCC )第3次评估报告[1]指出,近五十年内的气候变暖主要是由于向空气中排放了大量的温室效应气体的缘故,其中CO 2占56%。从1800年至今,大气中的CO 2含量由280×10-6
上升到360×10-6,其中70%的增加量发生在近五十年中。表1示出了2001年国际能源署(IEA )对世界CO 2排放的预测。可以预料,随着2012年“后京都时代”的到来,温室气体排放将由于经济的加速发展而急剧上升。全球变暖带来了严重的负面影响:海平面上升与陆地淹没、气候带的移动、飓风的加剧、植被的迁徙与物种灭绝、洋流的变化与厄尔尼诺频发等等。表1 2001年国际能源署对世界CO 2排放的预测
国家 CO 2排放/MtC
1990199720102020美国1345148017871979中国62082214572091前苏联1034646738875日本274297331354全世界
5836
6175
8146
10009
注:MtC ———Metric ton carbon dioxide 的简称,公吨CO 2。
全球变暖的现实正不断地向世界各国人们敲响警钟,CO 2产生的温室效应已经成为全球最为热点的问题之一。联合国环境规划署指出,如果不对CO 2及其它温室气体排放采取限制措施,那么气候变暖每年将给全球带来严重的经济损失。为此,国际社会就控制温室气体排放量采取了多次政治和技术方面的行动,1997年12月在日本京都召开的联合国气候变化框架公约第三方缔约方大会通过了《京都议定书》。截至2004年底,全球共有141个国家和地区批准了以减排CO 2为宗旨的《京都议定书》,我国于2002年郑重承诺核准《京都议定书》,至2005年2月16日正式生效。
作为全球变暖的主要贡献者的温室气体CO 2,主要产生于矿物燃料的燃烧过程,而以矿物
燃料为主要能源的电力生产中排放的CO 2超过CO 2排放总量的30%,电力生产是CO 2的一个
集中排放源,控制和减缓电力生产中CO 2排放对于解决全球气候变暖和温室效应问题具有重要意义。目前,控制化石燃料燃烧的CO 2排放,受到了世界各国政府和科研人员的广泛关注,许多发达国家都提出了自己的研究计划,包括:美国的Fut ure Gen 计划,欧盟的Hypogen 计划,日本
的EA G L E 计划(Coal Energy Application for Gas ,Liquid and Elect ricity ),澳大利亚的Coal 21国家行动计划,加拿大的清洁动力联盟(Cana 2dian Clean Power Coalition ),由美国、中国等17
个国家和欧盟组成的致力于CO 2捕捉与隔离技
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术的碳隔离领导联盟(Carbon Sequest ration
Leadership Forum ),美国/加拿大的ZECA 联盟(The Zero Emission Coal Alliance ),欧盟的AD700动力计划(AD700Power Project )等,并取得了一定的进展。
2 CO 2富集技术
国际能源署在减少温室气体排放的研究与
开发计划(GH G R &D )中明确指出,在全球能源与电力生产如此多样化的今天,不可能仅用一种方法来达到减少和控制CO 2排放的目的,应采用不同的方法或相互的结合来适应各种不同的燃料资源、环境和地区的具体条件。
2.1O 2/CO 2燃烧技术
众所周知,减少电力生产过程中CO 2排放、实现CO 2分离的前提是获取高CO 2浓度的烟气,而常规燃煤电站锅炉排烟中CO 2的浓度一般为14%～16%,直接从此烟气中分离回收低浓度的CO 2将使电站效率降低7%～29%,发电成本增加1.2～1.5倍。因此,如能提高烟气中CO 2的浓度将会大大降低分离回收CO 2的成本。O 2/CO 2燃烧技术正是在这一前提下提出的,是一种既能直接获得高浓度CO 2,又能综合控制燃煤污染排放的新一代技术,近些年来已引起了学术界和技术界的高度关注。该方法利用空气分离获得的O 2和部分循环烟气的混合物来代替空气并与燃料组织燃烧,从而提高排烟中CO 2的浓度。其原理示意图如图1所示
:
图1 O 2/CO 2燃烧技术原理示意图
O 2/CO 2燃烧技术最早由Horne 和Stein 2burg 于1981年提出,目前该技术的研究已列为IEA 控制温室气体排放研究与计划的主要项目之一,其主要试验在加拿大政府能源技术研究中心(CETC )的0.3MW 的煤粉O 2/CO 2燃烧半工业规模的试验系统上进行。美国Argonne 国家实验室(ANL )在美国能源部的资助下早在1982年就开始对O 2/CO 2燃烧技术进行了研究,证明
常规锅炉只需进行适当的改造就可实现由空气燃烧到O 2/CO 2燃烧的转变。此外,其它发达国家如:日本、英国、荷兰、法国、德国及瑞典等均投入巨资,对该燃烧技术展开了研发工作,其中美国、日本、加拿大等国(Air Liquide -U S ,CAN 2M ET -Canada ,国际火焰研究基金-IFRF 和石川岛播磨重工-IHI )已经开展了中试规模的试验研究。
该技术的主要优越性在于:(1)采用烟气再循环,以烟气中的CO 2来替代助燃空气中的氮气,与氧气一起参与燃烧,这样能使排烟中的CO 2浓度大为提高(95%以上),可直接回收CO 2;(2)SO 2、NO x 排放低,同时矿物质的蒸发量也可望较常规空气燃烧时有显著地下降,是一种污染物综合排放低的环境友好型的燃烧方式;(3)烟气再循环使得燃烧装置的排烟量大为减少(仅为传统方式的1/5),从而大大减少排烟损失,由此锅炉热效率得以显著提高;(4)通过调整CO 2的循环比例有可能实现燃烧、传热的优化
设计[2-3]。
O 2/CO 2燃烧技术的应用领域主要有:(1)建
立在常规煤粉锅炉基础上的O 2/CO 2煤粉燃烧系统;(2)在IGCC 系统中,气化产物可直接在O 2/CO 2环境中燃烧,其产物可直接作为燃气轮机和
余热锅炉的介质;(3)用于更高效的电力生产如燃料电池,煤气产物在电池的阳极反应后,在O 2中燃烧,产生以CO 2为主要成分的烟气,进一步作为阴极的反应物。
2.2以煤制氢为核心的近零排放技术 煤炭直接制氢发电技术是由美国Lo s Ala 2mo s 国家实验室(LANL )的Klaus Lacker 和Hans Ziock 以及Louisiana 州立大学的Douglas Harrison 在近些年提出的。在此技术中,煤与氢
在高温、高压下反应生成甲烷,然后在CaO 存在
的情况下,甲烷与H 2O 进行重整反应,生成氢气和CaCO 3,其中一部分氢气在系统内循环,另一部分被用作燃料电池的燃料产生电力;CaCO 3在高温下煅烧产生高纯度的CO 2,CaO 则被循环利用,其示意图见图2。
在该技术所涉及的各过程中,能量和物质在该系统中充分循环。一方面,充分利用系统自身的能量维持各过程的进行,减小系统的能量损失,提高效率;另一方面,烟气循环使大量污染物在系统内循环,从而减少污染物的排放量,同时
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第6期李庆钊,等:燃煤电站二氧化碳控制技术研究也减少了需要处理的烟气量。由于没有空气参与燃烧,避免了与常规燃烧过程相关的颗粒物和其他污染物的释放
。
图2 煤直接制氢为核心的近零排放
煤炭发电技术系统示意图
美国能源部于2003年制定的Fut ure Gen 项目宣布将投资10亿美元用10年时间建造世界上第1座集二氧化碳捕集、封存、发电和制氢于一体的零排放示范性电厂,其将成为第1次实现大规模氢生产和二氧化碳捕集与封存的范例。Fu 2t ure Gen 技术体系包括先进气化技术、气体净化技术、膜分离技术(O 2、H 2生产)、碳封存技术、氢气透平、燃料电池及其联合循环、先进燃烧以及副产品利用技术等等。该项目是一个由美国引领的全球合作计划,它将首次验证煤基发电、制氢并同时捕集和封存二氧化碳项目的技术可行性[4]。
2.3基于循环氧载体的化学链燃烧技术
化学链燃烧(Chemical Looping Combus 2tion ,CL C )技术是一个基于零排放理念的先进发展方向,其使用氧载体(通常是金属氧化物)中的氧原子来代替空气中的氧来完成燃料的燃烧过程,其原理示意图见图3
。
图3 化学链置换燃烧原理示意图
金属氧化物在燃料反应器中与燃料发生还原反应,生成CO 2/H 2O 和被还原的金属,只需经过低能耗的冷凝过程就能实现CO 2的高浓度富
集;金属颗粒送入空气反应器与空气中的氧分子发生氧化反应,释放出大量热量,所产生的金属氧化物送入燃料反应器中循环。氧载体在2个反应器中循环,从而实现氧的转移,避免燃料与空气的直接接触,没有燃料NO x 和SO x 的产生;由于基于2步化学反应,实现了化学能梯级利用,具有更高的能量转换效率[5-6]。
总体来看,化学链燃烧的研究主要集中在氧载体的制备和反应机理、反应器的设计和运行等。目前主流的氧载体是金属氧化物,包括Fe 、Cu 、Ni 、Mn 、Co 等的氧化物,氧载体一般附着在惰性载体(热载体)上,用于惰性载体的化合物常常有Al 2O 3、SiO 2、MgO 、TiO 2、ZrO 2、六价铝酸盐(hexaaluminate )等;另外,研究者还对非金属氧化物作为氧载体进行了可行性研究。目前,瑞典Chalmers U niversity of Technology 、韩国能源研究院、TDA Research 公司以及国内的东南大学都搭建了可以连续运行的试验规模的化学链燃烧系统。
2.4常规燃煤电站CO 2富集技术 从常规燃煤烟气产物中捕获CO 2、并储存和利用这些高浓度CO 2被认为是近期内减缓CO 2排放的根本方法,也是较为可行的措施与技术之一。
2.4.1吸收分离法
吸收分离法是利用吸收剂对混合气体进行洗涤来分离CO 2的方法。按照吸收剂的不同,可分为化学吸收和物理吸收。
典型的化学吸收法流程如图4所示。化学吸收溶剂与CO 2在吸收塔中发生化学反应,CO 2被吸收后形成富液,并在还原塔内加热释放出CO 2,从而达到分离的目的。常用的化学溶剂为K 2CO 3水溶液、乙醇胺类水溶液等,目前较新的是道化学公司1999年开发命名为Gas/Spec
CS
图4 吸收法分离CO 2流程图
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-2000的溶剂,其具有较高的CO2吸收率且不会引起设备的严重腐蚀。
物理吸收法通常是在加压下利用有机溶剂对CO2进行吸收,通过减压使溶剂得到再生。所选吸收剂应对CO2溶解度大、选择性好、沸点高、无腐蚀、无毒性、性能稳定。常用溶剂有环丁砜、聚乙二醇二甲醚、冷甲醇、N-甲基吡咯烷酮及碳酸丙稀酯等。
2.4.2吸附分离法
吸附分离是基于气体与吸附剂表面活性点间的分子间力来实现的。按照解析方式的不同,可分为变温吸附(TSA)和变压吸附(PSA)。吸附剂在低温或高压下从混合气体中选择性地吸附CO2,然后通过升温或降压把被吸附的CO2释放出来,通过周期性地改变温度与压力使CO2得到分离。常用吸附剂为活性炭、沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶等固体吸附剂。该法适用于含CO2在30%～60%的气体,回收较为经济。
2.4.3膜分离法
膜分离法可分为气体分离膜技术和气体吸收膜技术2种。
气体分离膜技术是依靠待分离混合气体与膜间的化学或物理反应。由于膜对不同气体渗透率的差异从而将混合气体分为渗透气体和残留气体,使得高渗透率气体快速溶解并穿过薄膜从而达到分离的目的。常用的分离膜有聚苯氧改性膜、二胺基聚砜复合膜、含二胺的聚碳酸酯复合膜、丙烯酸酯低分子膜以及中空纤维膜。
气体吸收膜技术结合了化学吸收法的高选择性以及气体分离膜技术设备紧凑的特点,其在薄膜的另一侧设有化学吸收液,微孔薄膜起到将混合气体与吸收液隔离的作用,而对分离气体的选择主要由吸收液来进行。
在利用膜分离法移除CO2技术方面,中科院大连化物所的新型膜技术取得了一定的进展,主要包括溶剂法纤维素中空纤维膜、含璜酸锂盐基聚酰亚胺膜以及中空纤维致密膜。
3 CO2资源化综合利用技术
3.1CO2驱油技术
CO2驱油技术的研究与应用始于20世纪50年代末,以其使用范围大、驱油效率高、成本低的优势得到了世界各国的广泛重视。据不完全统计,目前在实施的CO2驱油项目有近80个。在我国的现阶段,实行CO2高效利用与地质填埋相结合的技术思路是缓解环境污染压力、提高石油采收率的有效途径[7]。
在美国、加拿大、英国都开展了大量的CO2驱油试验,其中美国以其巨大的CO2资源成为在CO2混相、非混相驱油研究项目开展最多的国家。据统计,目前美国注入油藏的CO2约为2000～3000万吨/年。加拿大萨斯喀彻温省Weybum油田CO2注入工程是目前世界上在运行的最成功的例子之一。
目前,国内外利用CO2驱油提高油气采收率的主要技术为CO2混相驱和CO2非混相驱;其应用基础研究主要集中于相态特性研究和CO2驱油机理方面;其发展趋势也呈现出由常规稀油油藏向复杂油气藏、由单一CO2驱油技术向复合与综合技术、由传统主导技术向技术多样化、由理论研究向深化与量化的方向发展[8]。
3.2CO2其它利用技术
二氧化碳还具有较高的民用和工业价值,在许多领域有着广泛的应用,是一种非常宝贵的资源。不仅广泛应用在冶金、焊接、低温冷媒、机械制造、人工降雨、消防、化工、造纸、农业、食品业、医疗卫生等方面,在超临界溶剂、生物工程、激光技术、核工业等尖端高科技领域也有着广泛地应用。近年来开发的棚菜气肥、蔬菜保鲜、可降解塑料等方面也呈现出良好的发展前景。
4 CO2封存技术
4.1CO2深海填埋
CO2深海填埋就是把CO2制成干冰投掷海洋中或利用管道将CO2注入1500～3000m左右的深海。该法排除的CO2在大多情况下,将混合在海水中达到平衡浓度;在一定情况下,CO2与H2O将结合成水合物,而稳定地停留在海水中。
另外,Naval还提出了将CO2以水合物的形式填埋至海底并以此来促使海底天然气水合物的分离,从而降低二氧化碳封存的成本和促进深海天然气水合物开发的新思想[9]。
4.2CO2地质封存
CO2地下封存技术,是将分离得到的CO2注入到地下具有适当封闭条件的地层的自然孔隙中隔离起来,被认为是目前最经济、最可靠的并具有广泛应用前途的技术之一。
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该技术具有以下优势:(1)油气田开发中已经积累了CO2埋存的专业技术经验;(2)CO2强化采油和强化煤层气开采方面,已经通过试验获得了经济效益;(3)天然CO2气藏的赋存状态,证明有利的地质构造能够长时间埋存CO2。
CO2地质封存的场所,包括油藏储层以及废弃的油气层、煤层(包括煤层气和未开采的煤层)、大的空洞、开采过的大洞穴、盐丘、深部含水层等[10]。
目前,世界上已有CO2地下存储项目在运行, 1996年开始,挪威Statoil石油公司将Sleipner公司在Vest开采天然气过程中产生的CO2提纯后注入到挪威北海的海域中部的深约900m处的Utsira砂岩咸水含水层中,这是世界上首次开展的工业规模地质存储CO2工程,该项目是目前世界上最大的CO2捕集与存储项目,每年存储CO2约100万吨,储层存储能力约6亿吨。
5 结束语
气候变暖是当今人类面临的最严峻的挑战之一,控制和减缓能源利用中CO2的排放对于解决全球变暖、温室效应问题具有重要的意义。捕集、存储和利用矿物燃料燃烧产生的CO2被认为是近期内减缓CO2排放的较为可行的技术与措施。在我国的现阶段,捕集和存储CO2、实行CO2高效利用与地质填埋相结合的技术思路,是目前缓解环境污染压力并同时能够提高石油采收率的有效途径。参考文献:
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Re s e arc h on Te c hnol ogi e s f or CO2Emis s i on Con t rol
f rom Coal2f ire d Po w e r Pla n t
L I Qing2zhao, ZHAO Chang2sui
(The Key Laboratory of Clean Coal Power Generation and Combustion Technology
of Ministry of Education,Thermoenergy Engineering Research Institute,Southeast
University,Nanjing210096,China)
Ke y w ords:greenhouse gas; CO2capt ure; separation and recovery; CO2sequest ration Abs t rac t:CO2is mainly p roduced f rom t he fo ssil f uel combustion process.Among all t he processes of CO2emission,coal2fired power plant is a concent rative CO2emission source. CO2emission cont rol f rom coal2fired power plant s has significant effect on global warming and greenhouse effect.The stat us of CO2emission in t he world is discussed and several tech2 nologies for sequest ration and recovery CO2f rom coal2fired power plant s are analyzed in t he paper.It p rovides usef ul reference for CO2emission cont rol,sequest ration and recovery from coal2fired power plant s.
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关于火电厂脱硫技术的研究探讨
关于火电厂脱硫技术的研究探讨 发表时间：2017-12-18T11:41:53.827Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：罗彦波1 熊新荣2 于轩2 [导读] 摘要：十八大以来，国家对环境保护问题越来越重视，出台了一系列政策。 （1新疆电力建设调试所 830000；2国网新疆电力公司电力科学研究院）摘要：十八大以来，国家对环境保护问题越来越重视，出台了一系列政策。但是，目前我国能源还是以火电为主，而火电厂发电会消耗煤产生大量的二氧化硫，造成环境污染。因此，对火电厂脱硫技术进行研究就显得尤为迫切。本文作者对此进行了简单探讨。 关键词：火电厂；脱硫技术；问题；对策 伴随着经济的发展，环境问题日益突出，严重危害人们的身体健康与社会的可持续发展，已经成为威胁生存和发展的重大社会问题。据统计我国是世界上污染物排放量最大的国家之一，在我国每年因为城市污染造成的超额死亡人数达到17.8万人。而我国能源以煤炭为主，燃煤过程产生大量的二氧化硫，对空气造成很大的污染。特别是环保部在2014年颁布了《火电厂大气污染物排放标准》，其中有关脱硫的相关规定与之前颁布的标准相比，不管是从减排力度还是完成时间周期限制上都有明显的提高，因此在这种形势下对火电厂脱硫技术进行研究就显得尤为重要。下面，本人结合多年工作和理论研究经验，现就火电厂脱硫技术方面浅谈几点个人体会，谨供同行参考。 1当前火电厂常用的脱硫技术 当前应用较为广泛的脱硫技术主要有：湿式石灰石/石膏法、氨法脱硫、烟气循环流化床法（包括NID法）、旋转喷雾半干法、炉内喷钙－尾部加湿活化法等。 1.1 湿式石灰石/石膏法 该法是目前世界上技术最为成熟、应用最广的脱硫工艺。该法脱硫剂利用充分，脱硫效率可达90%以上，脱硫剂来源丰富，副产品石膏利用前景较好。不足之处是系统较复杂，占地面积大，初投资及厂用电较高，脱硫废水需进行处理。 工艺特点：采用石灰石浆液作为脱硫剂，经吸收、氧化和除雾等处理，形成副产品石膏。脱硫石膏经脱水后可综合利用。 1.2 氨法脱硫 2009年9月18日，由中国电力企业联合会组织召开，国家发展改革委环资司、国家环保部科技司等主管部门及五大电力集团参加的江南氨法脱硫技术现场评议会在广西南宁召开。与会专家经考察认为，氨法脱硫技术是一项真正可实现循环经济的绿色脱硫工艺，尤其适宜于燃煤含硫量高的电厂锅炉和工业炉窑烟气脱硫新建及改造项目。 工艺特点：氨法烟气脱硫技术是以液氨或氨水作为原料，与烟气中的SO2发生酸碱反应，最终生成副产物硫酸铵，脱硫效率大于90 %。 1.3 烟气循环流化床干法脱硫 该技术是20世纪80年代后期由德国鲁奇公司研究开发的。 工艺特点：石灰粉经过石灰干消化器消化后进入两级串联旋风筒，消石灰仓中消石灰以干态的形式从仓室以一定的控制速度送入吸收塔。在塔内与经过预除尘后的烟气中的SO2发生反应进行脱硫，脱硫效率达85 %以上。 1.4 NID干法脱硫技术 NID技术是原理为石灰粉经过石灰消化器消化后进入反应器，与烟气中的SO2发生化学反应，生成CaSO3和CaSO4，烟气中的SO2被脱除，用于中小型容量机组，脱硫效率可达80 %。 1.5 简易湿式石灰石/石膏法 简易湿式石灰石/石膏法脱硫装置的基本原理与湿法基本相同，但装置的容量相应减小，并取消烟气加热装置（GGH）。该装置总的烟气脱硫率可达70%。 1.6 旋转喷雾半干法脱硫技术 旋转喷雾半干法工艺是采用石灰粉制浆作为脱硫剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应，生成CaSO3和CaSO4，烟气中的SO2被脱除。脱硫剂利用率低，脱硫效率一般在70%左右。 1.7 炉内喷钙-尾部加湿活化法脱硫技术 该工艺以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛850～1 150 ℃温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与烟气中的SO2反应，生成CaSO3。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触，生成氢氧化钙进而与烟气中的SO2反应，脱硫效率一般达75 %左右。 2火电厂脱硫技术应用中存在的问题 我国虽然已经有部分火电厂按照监管和环保要求，购置了相关的脱硫设备。但是经统计发现，这些设备的运行率并不高，脱硫效率也不尽人意。常见的问题如下： 2.1由于缺乏自主知识产权，一些从事脱硫业务的企业往往依赖国外相关的设备和技术。这就导致了，一些进口的设备没人可以操作，设备出了故障没人可以修复的现象出现。 2.2脱硫设备的运行成本非常高。出于降低成本，增加效益的考虑，一些电厂经常私自关停脱硫设备，只在有关部门检查的时候开机应付。 2.3随着中国政府在环境保护方面的政策扶持力度越来越大，对企业的环保标准要求越来越高，脱硫市场的份额也在高速增长。在利益的驱动下，很多良莠不齐的涉及脱硫业务的企业纷纷出现。由于相关部门还没有针对该行业建立完善的准入机制和监控体系，这些企业的相关资质和能力也就无法得到有效的考核和监管。脱硫工程质量低劣，商业过程不透明等都是经常出现的问题。 2.4发电设备制造商在设备设计和制造过程中，并没有充分考虑到后期可能安装脱硫或其他设备所带来的负荷要求以及相关的安全要求。许多燃煤电厂在安装脱硫设备后，发电设备的运行出现了很多问题，导致大大降低了设备的使用效果。 2.5电厂脱硫的成本较高，而相关部门针对采用脱硫技术的电厂扶持政策体系不完善。不能够较好的弥补电厂在脱硫技术应用方面的固定投资和运行成本。这在一定程度上影响了电厂脱硫的积极性。
燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法
V o.l1,N o.3 M ay,2011 环境工程技术学报 Journa l of Env iron m ental Eng i neer i ng T echno l ogy 第1卷,第3期 2011年5月 收稿日期:2011-02-17 基金项目:中国国电集团公司科研项目(Z200703) 作者简介:李辉(1985)),男,硕士,研究方向为燃煤电厂CO 2减排及汞监测技术,li hu i850627@1261co m 文章编号:1674-991X(2011)03-0226-06 燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法 李辉1,2,王强3,朱法华1,2 1.国电环境保护研究院,江苏南京210031 2.南京信息工程大学,江苏南京210044 3.南京国电环保设备有限公司,江苏南京210044 摘要:介绍了汞污染对环境、人体健康的影响与危害及燃煤电厂汞的产生和排放机理,对国内外燃煤电厂汞排放控制相关政策、排放标准进行了对比,重点介绍目前主要的烟气汞排放监测方法。其中较为成熟的烟气汞排放监测技术主要是美国国家环境保护局(U S EPA)制定的安大略法(OHM法),30A法(在线监测)和30B法(吸附采样分析法)。结合我国部分已开展燃煤电厂烟气汞监测项目的经验提出建议:参考发达国家经验,开发适合于我国燃煤电厂的汞检测标准方法及相应仪器设备,在掌握我国燃煤电厂汞排放情况的基础上制订减排目标及排放标准。 关键词:燃煤电厂;汞排放;政策与标准;监测方法 中图分类号:X51文献标识码:A DO I:1013969P.j issn.1674-991X.20111031037 The Control Requirem ents and M onitori ngM ethods forM ercury Em ission i n Coal-fired Po w er P l ants LIH u i1,2,WANG Q iang3,Z HU Fa-hua1,2 1.S tate P o w er Env i ron m enta l P ro tecti on R esearch Institute,N anji ng210031,Ch i na 2.N anji ng U n i ve rs i ty o f Infor m ati on Science and T echno l ogy,N an ji ng210044,China 3.N an ji ng G uodian Env iron m en tal P rotection Equi pment Co.L td,N anji ng210044,Ch i na Abst ract:The effect and har m o f m ercury to t h e env ironm ent and hum an hea lth,as w ell as the m echanis m o f m ercury generation and e m issi o n i n coa-l fired po w er plants,w ere i n tr oduced.The related po licy and standar ds i n China and i n deve l o ped countries w ere co m pared,and the m a i n m on itoring m ethods fo r m ercur y i n flue gas focused.The re lati v e l y m ature m onitori n g m ethods i n cluded Ontario H ydr o M ethod(OHM),30A M ethod and30B M ethod w hich w ere developed by US EPA.Co mb i n ed w ith the m on itori n g experiences i n Ch i n a,it w as suggested t h at t h e standar d m on itori n g m ethods and equ i p m ents shou l d be developed for m ercury e m issi o n i n coa-l fired po w er plants by referri n g to the experience of deve l o ped countries,and the reduction targets and e m i s sion standar ds be for m ulated based on the e m ission m on itoring data a ll over the coun try. K ey w ords:coa-l fired po w er plants;m ercury e m issi o n;po licy and standar ds;m on itoring m ethods 汞是一种重金属污染物,可通过呼吸、皮肤接触、饮食等方式进入人体,危害人体健康。汞对人体健康的危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关。金属汞蒸汽有高度的扩散性和较大的脂溶性,侵入呼吸道后可被肺泡完全吸收并经血液输送至全身,在器官内被氧化而对人体造成
电厂电气自动化系统
发电厂电气自动化解决方案 发电厂电气自动化解决方案１.PDS-7000电厂电气自动化系统 电厂电气自动化系统（ECS）是指使用保护、测控、通信接口、监控系统等设备实现所有电厂电气设备的监测、控制、保护和信息管理。是实现发电厂电气自动化的全面解决方案。 国内大部分发电厂都采用集散控制系统（DCS）来实现热工系统的自动化运行，而传统的电气系统一般采用“一对一”的硬连接控制以及仪表监视，自动化水平相对落后。为了提升电气系统的自动化水平，应考虑建设相对独立的电气控制系统，ECS系统包括电厂所有电气子系统即升压站子系统、机组子系统和厂用电子系统。 PDS-7000电厂电气自动化系统适用于中小型电厂的电厂电气系统。 １.１系统特点 ★完整的电厂电气自动化解决方案 PDS-7000系统贯彻“以高性能的子系统构筑优异的电厂电气自动化系统” 的设计思想，包含了计算机监控系统、发电机机组子系统、升压站子系统、厂用电子系统，实现与电网调度通讯、与DCS通讯以及电厂内其它智能电气设备的接入等功能，构成了一个完整的电厂电气自动化系统。 PDS-7000电厂电气自动化系统采用分层分布式结构，从间隔层设备、通信网络到监控系统等各方面综合考虑，提供了完整的电厂电气自动化解决方案，系统结构更加清晰，信息的获得更加快捷，系统的维护更加简便，扩展更加灵活。 ★开放性设计思想 PDS-7000的开放性设计思想满足了系统扩展的灵活性，在从间隔层到站控层的各个环节的设计中，PDS-7000除了保持其自身的系统性和完整性以外，还可以方便的实现与其他智能设备的互相联接。 在系统的互联设计中，PDS-7000系统提供了与其它通信方式(以太网、RS-232C、EIA422/485或现场总线)的兼容性设计，这使得电厂电气自动化的设计或改造选择性更多、更灵活，能够方便的被接入DCS、SIS和远方调度。 ★可靠性
燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术研究 王耀华
燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术研究王耀华 发表时间：2018-06-14T09:40:58.843Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：王耀华 [导读] 摘要：进入工业革命以后，由于科技的不断进步，需要的能源也越来越多。 （中国电建甘肃能源投资有限公司甘肃省 744000） 摘要：进入工业革命以后，由于科技的不断进步，需要的能源也越来越多。根据国家统计局发布的《2016年国民经济和社会发展统计公报》中，可知用于燃烧的煤炭超过43.6×108t，约占年开采量的55%，其中大部分用于热力发电，这严重污染了我们赖以生存的家园。由SO2和NOx等组成的锅炉烟气，对当地大气环境造成了一定的程度的污染。有些污染严重的地方甚至可能会产生酸雨，腐蚀人们的身心健康，污染河流。所以控制SO2和NOx的排放刻不容缓。 关键词：烟气；脱硫脱硝一体化；发展前景 作为火力发电的主要分支，燃煤电厂是利用煤作为燃料，产生能量推动发发电机产生电能的工厂，其主要组成部分包括汽水系统、发电系统和燃烧系统等，是现代社会电力发展的主力大军。但是，燃煤电厂所排放的烟气中，包含着多种有毒的成分，直接排放会对大气造成严重伤害，因此在对大气污染的治理中，燃煤电厂对烟气排放的有效处理十分重要。对脱硫脱硝技术科学应用，可对烟气中的有害物质有效治理，同时还能将其转化为其他化学原料，促进自身生产效益提高的同时，为治理大气污染添砖加瓦。 1烟气排放组成及危害影响 煤炭经历上亿年物理、化学变化而逐渐形成，包含碳、氮、硫和氧等多种元素，通过燃烧会产生大量烟气，其主要成分包括二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮以及许多杂质和矿物质微粒。当前部分燃煤电厂，已经针对自身的生产情况对其环保策略开展研究工作，比如说使用发电专用特种锅炉、将可吸收碳元素、硫元素的物质添加至燃烧的煤炭原料中等方法，以起到促进降低排放烟气中有害物质的含量。然而，相比其他工厂，燃煤电力工厂是依靠蒸汽发电作为动力来源，因此额定的蒸发量要相比其他工厂大，继而产生的有害气体量巨也巨大。煤炭燃烧后产生的烟气中的有害微小颗粒，进入到大气后，造成大气质量下降，导致工农业生产的严重损失同时，还会对社会人群带来呼吸道疾病的隐患、困扰。在煤炭燃烧排放烟气中的二氧化碳、二氧化硫等物质会与大气中所含的水蒸气结合，致使雨水的pH值降低，继而形成酸雨。另外，燃煤电厂排放烟气中的微小颗粒，是促进空气中雾霾形成的重要原因。酸雨会导致地下水变质、土壤编制，影响农业的发展雾霾中包含20多种会的有毒、有害物质，对人体的健康危害极大，进入人体支气管，会导致肺部炎症，呼吸道、脑血管等多种病症。 2燃煤电厂烟气脱硫技术分析 燃煤电厂内部生产环节之重，脱硫的作用点技术分别在燃煤燃烧前、燃煤燃烧中以及燃烧后三点。燃烧前采用物理性的脱硫方法，让煤粉首先通过磁力筛选，利用矿物质的磁性减少燃煤原料中所含的硫元素。燃烧阶段，将硅酸盐加入到燃烧中的燃煤煤炭中，通过化学反应将硫元素固化，进而进行脱硫处理。脱硫的过程为燃煤中含硫化合物在高温下与固硫剂（碳酸、硅酸类化合物）产生化学反应，进而形成化学性质较稳定的硫酸盐，不会变成烟气飘向大气，而是随残渣一起排出。在燃烧之后，该阶段脱硫技术是为确保二氧化硫不会进入大气循环的措施，使碱性物质与含硫氧化合物产生反映形成亚硫酸盐、硫酸盐，存留在溶液之中。 脱硫的方法包含湿法脱硫，干法脱硫以及半干法脱硫，其中湿法脱硫应用最为广泛，过程是将添加碳酸钙的强碱性溶液作为二氧化硫吸收液，来吸收大量的二氧化硫。该方法适合对含硫煤燃烧生产的烟气进行脱硫处理。湿法脱硫主要分为两种方式。 2.1湿式石灰石-石灰/石膏法 工艺广泛应用于大中型燃煤锅炉中，在我国有着高达85%的使用率。其原理是先用石灰石（CaCO3）或石灰粉（CaO）和水混合而成石灰浆液充入吸收塔中，洗涤并去除烟气中的SO2。其工艺流程主要分为三步，首先在烟气的进气口安装除尘器消除未燃烧的粉尘，使吸收塔底部进入烟气并向上流动，然后使SO2与由塔顶向下喷淋的石灰石或石灰浆液充分接触并最终氧化为硫酸根离子，与Ca2+生成CaSO3和CaSO4，最后沉淀物分离，烟气由烟囱排出。该法经过多年的检验技术成熟，化学材料易得，脱硫效率高，反应原理简单、性能可靠。但是，该工艺占地面积及耗水量巨大，前期基础设置投资高，仅适用于大型的燃煤电厂，而且此法易结垢，设备易被磨损和腐蚀。石灰石的投放过剩，会产生二次污染，所以加大了维护成本。 2.2抛弃法 该方法的脱硫原理为：通过石灰石或是石灰的浆液作为脱硫剂，在吸收塔中喷淋洗涤SO2，致使烟气中的SO2通过反应，进而生成CaSO3和CaSO4，在这个反应中会生生成Ca2+。在石灰系统中。Ca2+与CaO的存在有着密切的关联，但是抛弃法的主要应用方式，需要脱硫剂的制备装置和吸收塔脱硫后的废弃物处理装置组成，其最大问题是易于结垢和堵塞，因为其浆液中的水分蒸发会使固体沉积以及硫酸钙或者氢氧化钙沉积、结晶析出，因此脱硫后的固体废弃物处理，是抛弃法的一大弊端，所以，多数使用抛弃法进行脱硫的火电厂，目前都采用石膏法将其代替。 3燃煤电厂烟气脱硝工艺 电厂燃烧煤炭所产生的烟气中不仅含有SO2，还有NOX。排放烟气中NO和NO2是大气的主要污染物，而且在紫外线的照射下，NOX 与CHX发生反应形成光化学烟雾，著名的“洛杉矶烟雾”令人民谈“雾”色变，对环境的危害巨大，所到之处寸草不生。本文主要论述选择性非催化还原法（SNCR）脱硝。 非催化还原法（SNCR）： SNCR其原理是在无外加催化剂的情况下，将NH3、尿素等其他的还原物质喷入炉膛中。NOX在850~1100℃的高温炉膛时极快地分解成NH3，并且再与烟气中的NOX反应生成N2。NH3还原NOX的主要反应为：NH3为还原剂：4NH3+4NO+O2==4N2+6H2OSNCR的主要优点在于SNCR工艺的优点是工程造价低，占地面积小，适用于燃煤NOX排放量低的机组。可是SNCR特殊的炉内喷射工艺，漏洞百出，导致脱硝效率无法提高，用NH3做还原剂时，因为其逃逸率较高，所以利用率也偏低。目前，由于技术的成熟，越来越多的锅炉采用了联合法就是将SNCR和SCR工艺统一组合。这样就把SNCR工艺同SCR工艺的优点两者高效结合起来，节省成本，提高了新型工艺的脱硝率。 3脱硫脱硝技术的发展趋势 随着人们环保意识的不断提高，我国对脱硫脱硝技术的研究也在不断深入。目前，我国对脱硫脱硝技术的研究比较关注干法，今后对
我国火力发电厂节能措施汇总
中国火力发电厂 节能降耗措施汇总 一、火力发电厂整体节能评价 1.火力发电厂节能评价体系中的54个指标 煤耗及相关指标42个 水耗及相关指标6个 材料消耗指标3个 能源计量指标3个 2.按相互影响的层面划分，火力发电厂节能评价指标构成如下图所示：
1.火力发电厂燃煤锅炉畅通节能技术 由于锅炉所燃烧的燃料中含有越来越多的炉渣，因此SO3含量是始终变化的。水冷壁、过热器后屏、再热器后屏及后端表面上的炉渣含量加大，因此导致SO3的生成量增加，导致受热面换热效率降低。 畅通节能法?工艺被设计为一个炉渣和结垢控制计划，它特别针对锅炉的辐射和对流区域。由于该技术针对锅炉的问题区域，而不是简单地将化学物质运用于燃料，因此采用该技术所达到的效果和成本效益都超过了相对不够完善的方法。 化学处理剂与空气和水混和，然后被喷射到烟气之中。“标靶性”区域是依据计算流体动力学（CFD）确定的，由此在已知存在问题区域的情况下确保达到最大的覆盖率。化学制品被添加到烟气中，并针对传热问题区域或者对形成SO3的化学反应有利的区域。这样即可保证：被喷射的物质能够到达问题区域，并得到有效的利用。然后，添加剂在炉渣形成的时候与炉渣发生反应，并能够渗透已有的沉积物，从而影响它们的晶体物理特性。 通过采用这种方法，飞灰更易碎，而且更容易从表面清除。将这些结果融合在一起即可提高锅炉的效率。因此，除了提供解决排放问题的解决方案之外，该方法还能够实现相当可观的经济效益。 畅通节能法?技术改进了设备性能，并通过增强燃料的灵活性得到额外的节约，投资回报率一般在4比1以上（ROI）。 2.飞灰含碳量在线监测—节能优化 锅炉飞灰含碳量在线监测装置是为电站锅炉烟气飞灰含 碳量实时连续监测而设计的专用设备。它由飞灰含碳量现场检测
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展 1燃煤电厂汞的排放 煤作为一次能源的主要利用方式是燃烧，其燃烧产物会对环境造成严重的破坏。全世界发电用煤量巨大，燃煤电厂是导致空气污染的最大污染源之一。在煤燃烧造成的污染物中，除SO2、NO X和CO2外，还有各种形态的汞排放。汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素，具有剧毒性、高挥发性、生物体内沉积性和迟滞性长等特点。全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，其中4000吨是人为的结果，而燃煤过程的汞排放量占30%以上。由于我国一次性能源以煤炭为主，原煤中汞的含量变化范围在0.1~5.5mg/kg，煤中汞的平均含量为0.22mg/kg，是世界范围内煤中平均汞含量的1.69倍。根据相关报道,预计2010年中国电煤总需求量为16亿t,以煤炭含汞量为0. 22mg/kg，电厂平均脱汞效率为30%计, 2010年燃煤电厂汞排放量约为246. 4 t。因此燃煤所造成的环境汞污染形势不容乐观，对其排放控制不容忽视。 2 烟气中汞的存在形式及其影响因素 2.1 汞的存在形式 烟气中汞的存在形式主要包括3种：单质汞(Hg0)、化合态汞(Hg+和Hg2+)和颗粒态汞。其中单质汞(Hg0)是烟气中汞的主要存在形式。烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。不同形态汞的物理、化学性质差异较大，如化合态汞易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫设备或除尘设备脱除。颗粒态汞也易被除尘器脱除。相反单质汞挥发性高、水溶性低，除尘或脱硫设备很难捕获，几乎全部释放到大气中，且在大气中的平均停留时间长达半年至两年，极易在大气中通过长距离大气输送形成广泛的汞污染，是最难控制的形态，也是燃煤烟气脱汞的难点。 2.2 影响汞存在形态的主要因素 2.2.1 燃煤种类的影响 燃烧所用煤种不同，烟气中汞的形态分布也不同。烟煤燃烧时，烟气中Hg2+含量较高，Hg0含量偏低；而褐煤在燃烧时，烟气中Hg0的含量却较高。褐煤燃烧所产生烟气中Hg0含量最高，亚烟煤次之，烟煤最低，如图1。 2.2.2 燃烧方式以及添加剂的影响 与司炉和链条炉相比，煤粉炉中煤粉与空气接触更加充分，燃烧效率较高，形成的烟气中气态汞含量相对较高，而留在底渣中的汞相对较少。在燃烧过程中，向炉膛内加入一定量
热电厂节能技术及管理
热电厂节能技术及管理能源是经济建设和人民生活不可缺少的重要资源，是国民经济持续、快速、健康发展的重要保证。热电厂是能源消耗大户，努力降低能耗、提高企业经济效益意义深远。 一、热力系统节能途径 1、对热力实验或热平衡及设备设计查定数据与运行数据进行全面诊断和优化分析，发掘热力系统处理提升的潜能，发现热力系统及设备缺陷，分析能损分布情况，优选节能管理及改造方案，使得整个热力系统达到最佳的运行状态。 2、煤耗 对煤耗影响较大的因素具体分析如下： ⑴负荷率和机组启停的因素。锅炉及机组的启停次数对热耗及发电煤耗影响很大，每次启停消耗为本机组在满负荷下2～3h消耗的燃料，因此降低煤耗，一方面要增加负荷率，在用汽量一定的前提下保持长期较高负荷下稳定运行，使蒸汽总量最大限度流经汽轮机做功，提高发电量，降低新蒸汽直接并入减温减压器的热损失；另一方面，必须提高检修质量，减少热力设备计划外启停次数。重要设备逐步实施运行状态检测改造，逐步实施状态检修。 ⑵热力系统主要参数的影响。主蒸汽温度每升高1℃，煤耗减少 0.8g/（Kw?h）。但主蒸汽温度超过允许范围，将引起调节级叶片过负荷，造成机组主汽阀、轴封、锅炉过热器等设备机械强度降低或变
形损坏，如果主蒸汽温度过低，不但引起煤耗增加，而且使汽轮机的湿气损失增加，降低机组热效率；主蒸汽压力每升高0.1Mpa，煤耗减少0.015～0.02g/（Kw?h）。但主蒸汽压力过高将增加热力系统承压设备的应力，存在极大安全隐患并影响设备使用寿命。主蒸汽压力降低同样引起煤耗增加并使汽轮机输出轴功降低影响发电效率。通过对锅炉机组生产全过程参数的精细调整，提高汽轮机组的机械效率及运行稳定性。给水温度每升高1℃，煤耗减少0.145g/（Kw?h），补水率每增加1%，发电煤耗升高0.5g/（Kw?h）。调整给水温度上限运行，保证蒸汽及炉水的品质为前提减少锅炉定、连排水量。诸多措施贯穿指导运行人员的操作与维护，实现热力系统产能最大化。 ⑶原煤采购及混煤掺烧。实际燃烧与设计煤种偏差较大，有些煤种发热量很高但灰熔点低会造成流渣不畅或引发事故，而单纯燃烧符合设计煤种的原煤成本很高。动力用煤实行按发热量计价，优质优价、劣质低价，多煤种混烧不仅是客观形势所迫，更有利于降低燃料费用。混煤的特性比单一的煤种复杂，又因运行中无法同时满足不同性能煤种对配风的要求，有可能造成着火困难、燃烧不稳、损失较大、锅炉效率降低及流渣不畅等问题，避免燃烧混煤时可能发生的问题成为生产关键。 3、油耗 使用生物质添加剂不少于五分之一的生物质柴油未对生产造成负面影响同时降低柴油外购成本，目前柴油改型已经应用于生产实践。
2×300MW发电厂电气部分初步设计断路器控制信号回路
2×300MW发电厂电气部分初步设计（断路器控制信号回路） 引言 现代化发电厂的设计是一门综合性的科学,它是在多种专业有机结合、密切协作下完成的一个统一整体,应根据设计任务书以及国家的有关政策和各专业的设计技术规程、规定进行。 电力工业的迅速发展对发电厂的设计提出了更高的要求。本次设计的题目是2300MW发电厂电气部分初步设计断路器控制信号回路,它是发电厂设计的一个 重要环节。主要任务是设计总装机容量为600MW2300MW的地区性火电厂,历时两个多月,其中涉及到发电厂电气,电力系统分析等多门专业课程。 本次设计的主要目的是:通过设计树立工程观点,掌握发电厂设计的方法,并 在分析、计算和解决实际工程等方面得到训练,为今后从事设计、运行和科研工作,奠定必要的理论基础。 现将设计内容具体介绍如下: 1、电气主接线设计 主接线代表了火电厂或变电所电气部分主体结构,主接线设计,必须综合处理各个方面的因素。 2、厂用电设计主要是对厂用变压器的选择和对厂用电主接线的设计。 、主要电气设备的选择和校验3． 主要是对母线、SF6断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、熔断器的选择和校验。 4、断路器控制信号回路设计(发电机变压器组出口断路器)。 现将本次设计的预期成果作如下介绍: (1)毕业设计论文包括目录、摘要、引言、正文、结论、附录、参考文献;(2)主接线图一张(2300MW发电厂电气主接线); (3)断路器控制信号回路图一张。 第一章绪论 近年我国电力工业迅猛发展,已经进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。其主要特点如下: ①建设大型矿口电厂,搞好煤、电、运平衡。 把建设大型矿口电厂和路口电厂作为电厂建设的重点。 ②政企分开,联合电网,统一调度,集资办电。 为了适应社会主义市场经济和社会化大生产的需要,我国在原有电力系统的 基础上,已成立了五大发电集团,遵循社会主义市场经济的准则,形成电力市场, 互相调剂、共同发展。
2010燃煤电厂脱硫技术
燃煤电厂脱硫技术 我国燃煤电厂排放的二氧化硫占全国二氧化硫总排放量约50%，预计2010年电厂二氧化硫排放量占总排放量的三分之二，因此我国的二氧化硫总量控制重点是燃煤电厂。近年来，国内外燃煤电厂脱硫技术取得较大发展，把这些新技术介绍如下。 控制燃煤电厂污染大气途经有三种，即燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制。 1、燃烧前脱硫技术 以前燃烧前脱硫是采用物理、化学或生物方法将煤中硫脱除，工艺投资大、成本高，尚未积极推广应用。近几年随科学技术发展，人们提出要从源头控制二氧化硫，主要方法是洗煤和集成 煤气联合循环技术（IGCC）。 1998年1月，国务院在"关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复"中提出禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井，同时，对已建成的生产煤层含硫份大于3%的矿井，逐步实行限产或关停。新建、改造含硫份大于1.5%的煤矿，应当配套建设相应规模的煤碳诜选设施。这就是说高硫煤禁止开采，中硫矿必须诜选，这是从源头解决脱硫问题，可有效控制二氧化硫。发达国家80%-90%的煤炭都经诜选，一方面脱掉煤中硫，另一方面提高资源利用，减少运输量。我国一年生产的12亿吨煤炭中仅22%-25%经过诜选，为了控制二氧化硫，国家应全力支持煤矿建设诜煤厂，同时要促使用户用诜精煤代替原煤，减少燃煤电厂对周围环境的污染。 20世纪未开发的集成煤气联合循环技术，将煤气化，然后煤气燃烧推动燃气透平进行发电。这种技术优点：热效率高，煤中硫可脱掉98%，二氧化碳可以回收，产生固渣很少，同时技术上成熟，可以大规模生产（装置可达30万kW规模），发电成本与常规粉煤蒸汽锅炉差不多。只是投资贵一些。因脱硫效果好是发展方向，美国的Wabasb Rcver和Tampa、荷兰的Demkolec、西班牙的Paertolfano等。已建成4座大型IGCC电站，分别采用水煤浆加压气化和干粉进料加压 喷流床气化技术，装置规模在25-30kW。 我国浙江大学岑可清莱入提高的多联产煤综合利用系统是一个独创的热力循环系统，它将煤的气化炉和粉煤燃烧锅炉联合组成一套流化床循环系统，其锅炉燃烧效率可达88%，并用蒸汽透 平取代燃气透平，是一项煤清洁生产工艺。 2、燃烧中脱硫技术 燃烧中脱硫是指燃烧与脱硫同时进行。它除了脱硫减少二氧化硫排放，还能提高热效率，降低燃料消耗，目前比较成熟有硫化床燃烧脱硫技术和炉内喷钙技术。 流化床燃烧脱硫技术分循环流化床燃烧技术（CFBC）和增压流化床燃烧技术（PFBC）。CFBC
燃煤电厂的环境污染
3燃煤电厂的环境污染 3.1总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002年电力行业二氧化硫排放量为666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装1500×104 KW的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000年全国火电机组氮氧化物排放量约为469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的46.1%。火电厂烟气中氮氧化物的排放浓度和总量普遍超出目前的国家排放标准，我国燃煤
燃煤电厂汽轮机的节能降耗技术研究
燃煤电厂汽轮机的节能降耗技术研究 发表时间：2019-10-12T11:33:25.823Z 来源：《科技新时代》2019年8期作者：王桂秋[导读] 针对其问题的原因分别对汽轮本体改造、冷端和运行优化等节能降耗技术进行研究，以供参考。 华电龙口发电股份有限公司山东省龙口市 265700 摘要：文章在分析燃煤电厂中汽轮机的常见能源浪费问题之后，针对其问题的原因分别对汽轮本体改造、冷端和运行优化等节能降耗技术进行研究，以供参考。 关键词：燃煤电厂；汽轮机；节能降耗技术 1引言 在目前我国的发电企业中，燃煤电厂仍然占据重要地位，因此其运行状况直接决定整个电网的运行情况，而且其运行的经济性也对能源的利用以及发电成本有着直接影响，同时还会对发电企业的经济效益产生影响。在目前我国社会用电负荷在不断增加，但是针对发电企业尤其是燃煤电厂提出较高的节能减排要求的同时，对于燃煤电厂来说就需要探索提高盈利能力的有效途径。由于汽轮机是燃煤电厂中的三大主机之一，是将锅炉燃烧之后产生的蒸汽的内能向动能进行转换的重要设备，其转换效率也直接决定燃煤电厂的能源利用效率。因此针对燃煤电厂汽轮机开展节能降耗措施具有重要的意义。 2汽轮机常见的能源浪费问题在燃煤电厂的汽轮机运行中，首先就是在恶劣的作业环境下长时间高负荷运行，加之缺乏有效的检修维护管理措施，因此不可避免会出现各种类型的故障，这就会降低汽轮机的运行性能，甚至可能导致安全事故的发生。此外，汽轮机本身存在不合理的设计问题，也会直接降低汽轮对蒸汽内能的利用效率，导致出现能源浪费的问题。或者是在汽轮机运行过程中，没有做好对汽轮机设备的检修维护管理工作，造成其运行工况不正常或者没有处于最佳运行工况下，也会降低其运行效率。最后还有汽轮机冷端温度以及真空的控制问题，也容易由于控制不当而造成其运行效率的下降。这就需要针对其中存在的问题来进行相应的改造以及运行优化等节能降耗措施。 3汽轮机本体改造 针对汽轮机本身设计中的不合理之处而引起的能源利用率低的问题，需要采取对汽轮机本体进行改造的方式来实现其性能的提升，以达到节能降耗的目的。针对目前汽轮机设计中的问题可以分析如下：一是表现出机组的通流子午面设计的光滑度不足而导致出现蒸汽通流时能量损失的问题。二是采用直叶形叶片时由于其具有较差的空气动力学性能而造成叶型损失较大的问题。三是没有合理地进行汽轮机级间焓降的分配而造成级效率较低的问题，也同样会增加蒸汽能量的损失，从而使得机组的运行性能下降。针对上述问题，需要采取以下汽轮机本体改造的措施：一是在进行叶片设计时，采用全三维设计技术来优化分析流道，在此基础上选择叶形为目前比较先进的弯扭叶形。而且在对叶片进行加工时需要采用数控工艺和设备来进行高精度的加工和控制，保证叶形设计以及加工制作的合理性，并且其型线和启动性能等满足设计要求。二是对汽轮机本体中的高压汽缸法兰螺栓加热装置进行取消，通过加厚窄法兰来进行代替并实现对其结构的简化，在便于开展启动操作的同时，也满足调峰运行的要求。此外还可以对前轴承座定中心凸肩进行改进，将其从固定形式改为调整式结构。 4汽轮机冷端优化 针对汽轮机冷端优化方面，为了实现机组能耗的降低，就需要对整个热力系统的循环效率进行提升，这就需要在控制汽轮机凝汽器背压的同时来实现汽轮机末端排汽压力的提升，实现上述节能降耗的目的。针对此冷端优化措施主要有以下两个方面，一是针对真空系统来说。主要是应用智能制冷系统来实现凝汽器压力的降低和真空泵抽汽效率的提升，实现节能效果。此外还要加强对真空系统严密性的检查，以及对真空泵工作效率进行提升。还可以通过统一协调冷端系统的冷源来实现对凝汽器真空度的合理控制。最后还可以通过对废蒸汽以及低品位热水的合理利用，实现凝汽器真空效率的提升以及能源需求的降低。二是采用双背压式凝汽器的设计方式进行优化。而且针对具有较大容量的机组，可以将其低压缸设计为多排汽口，还可以实现折合压力的降低来实现循环热效率的提升，通常在应用多压凝汽器之后可以实现效率提升0.15~0.25%左右的效果。 5汽轮机运行优化 首先是针对汽轮机的阀门调节来说，主要采用的是单阀调节或者顺序阀调节的方式，对于前者来说容易造成调节过程中的节流损失和能量损失问题，后者则可以通过喷嘴来进行蒸汽阀门开关的控制，避免出现节流损失问题，实现机组在非额定工况下运行效率的提升。此外，针对目前所采用的复合型配汽方式，容易在负荷较高的情况下表现出较高的运行效率，但是在低负荷工况下则容易产生较大的节流损失问题。这就需要对其配汽方式进行优化来提高其运行的经济性。 针对其配汽方式来说，由于在低负荷工况下进行汽轮机启动时容易在采用节流调节方式时造成四个阀门同时启动的现象，而且在一定的负荷作用下还会导致其中部分阀门的关闭，从而转换为顺序阀调节方式。在此种调节方式下可以在90%以上负荷工况下保证其较高的运行效率。但是为了避免或者减少由于阀门调节方式转变而造成的损失，则需要控制其滑行参数，也就是在控制阀门开度不动的同时，在负荷改变时可以调节蒸汽压力，而此时也由于采用顺序阀调节方式而造成较大的损失。 最后就是针对上述问题来说，在优化上述配汽方式的过程中，就是将上述两阀式调节方式转换为单阀-顺序阀-单阀的三阀式调节方式，通过此种方式，不仅可以实现对调节级强度的优化，而且可以实现对滑压运行曲线的优化。这主要是由于针对前者来说，由于采用两阀式调节时，在具有较大的瞬间负荷的状态下会对其调节级强度具有较高的要求，这也增加了机械负担并造成了更高的能耗。而改变调节方式之后，可以针对汽轮机的负荷转变来进行适应性的调节，也就是针对负荷来采用三阀方式进行分担，具有较低的调节级强度和较小的能耗。而针对后者来说，由于三阀式调节方式的流通能力比较高，而且具有较强的调节能力，可以根据负荷的不同来实现圆滑的转变，这也显著降低了转变瞬间的能耗。 6结语 汽轮机作为燃煤电厂的重要设备，其在运行中也容易由于故障、运行维护管理、设计以及冷端温度和真空控制等运行因素而导致出现能源浪费的问题。因此针对上述问题，文章针对汽轮机本体、汽轮机的冷端以及汽轮机的运行提出了相应的改造和优化措施，以满足燃煤电厂的节能降耗的要求。
西工大2020年4月《发电厂电气控制》作业机考参考答案
西工大2020年4月《发电厂电气控制》作业机考 试卷总分:100 得分:98 要答案：wangjiaofudao 一、单选题(共30 道试题,共60 分) 1.关于反接制动，下面说法正确的是（）。 A.制动时，将三相电源全部分反相，转速接近于零时，断开电源 B.制动时，改变三相电源的相序，转速接近于零时，断开电源 C.制动时，改变三相电源的相序，不需要断开电源 D.制动时，不改变三相电源的相序，转速接近于零时，断开电源 正确答案:B 2.关于正跳变指令，下面说法正确的是（）。 A.只要触点的输入信号为OFF，则产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲。 B.只要触点的输入信号为OFF，则产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲。 C.触点的输入信号由OFF到ON，则产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲。 D.触点的输入信号为ON，则产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲。 正确答案:C 3.+I指令的操作数都采用( )寻址方式。 A.字 B.双字 C.字节 D.位
正确答案:A 4.可使用位寻址方式来存取信息的寄存器不包括( )。 正确答案:C 有三种不同的输出方式，既可以带直流负载，又可以带交流负载的输出形式是（）。 A.继电器输出 B.晶体管输出 C.晶闸管输出 D.其它 正确答案: 是哪个存储器的标识符( ) A.高速计数器 B.累加器 C.内部辅助寄存器 D.特殊辅助寄存器 正确答案:
7.熔断器的额定电流是指熔断器长期通过的不超过允许温升的( )电流。 A.最小工作 B.最大工作 C.工作 D.平均电流 正确答案: 8.当其他继电器的触点数量不够时，可借助( )来扩大触点数量，起到中间转换的作用。 A.中间继电器 B.交流继电器 C.热继电器 D.时间继电器 正确答案: 9.交流接触器铁心上的短路环的作用是( )。 A.消除铁心振动 B.增大铁心磁通 C.减缓铁心冲击 D.没有作用 正确答案:
燃煤电厂脱硫技术进展 蒋松辉
燃煤电厂脱硫技术进展蒋松辉 发表时间：2018-08-21T14:26:38.000Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：蒋松辉[导读] 摘要：为满足社会生产生活对电力资源的需求，燃煤电厂机组容量不断增大，这样产生的烟气总量也逐渐增多，为实现绿色发展，必须基于现状，采取有效措施对烟气进行处理，将其含有的有毒有害物质控制到允许排放的标准内，以免造成生态污染。以烟气脱硫技术作为对象进行分析，确定不同技术应用条件与效果，根据燃煤电厂实际生产需求综合对比和科学选择，保证可以维持在最佳生产状态。 （华电能源股份有限公司哈尔滨第三发电厂黑龙江哈尔滨 150024）摘要：为满足社会生产生活对电力资源的需求，燃煤电厂机组容量不断增大，这样产生的烟气总量也逐渐增多，为实现绿色发展，必须基于现状，采取有效措施对烟气进行处理，将其含有的有毒有害物质控制到允许排放的标准内，以免造成生态污染。以烟气脱硫技术作为对象进行分析，确定不同技术应用条件与效果，根据燃煤电厂实际生产需求综合对比和科学选择，保证可以维持在最佳生产状态。 关键词：燃煤电厂；脱硫技术；应用 1.燃煤电厂特点 燃煤发电是主要发电形式，生产技术已经比较成熟，但是因为煤炭燃烧过程中不仅可以产生热量，还会伴随着大量烟气，其中含有灰尘颗粒及氮氧化合物，还有氯化物、氟化物，如果直接排放到大气中，将会产生严重的大气污染。并且，燃煤电厂产生的烟气所含各类有毒有害物质含量受煤炭特性的影响大，对于不同设计参数的锅炉设备，最终燃煤产生的烟气总量与质量不同。就中国燃煤电厂生产现状来看，烟气排放总量持高不下，且温度一般均在1200℃以上，配套处理设备不完善，缺少专业的处理技术作为支持，导致烟气排放产生大气污染，形成雾霾、酸雨等，对生态环境影响严重。因此，必须加强对燃煤电厂烟气的处理研究，针对脱硫要求，选择合适的技术进行优化，争取烟气达到排放标准。 2.燃煤电厂脱硫处理技术 2.1回流式循环流化床烟气脱硫 这种技术一般来说是像石灰粉，已及时将液作为吸收剂，主要的操作方法首先是从底部开始对没有经过处理的烟气使其倒流吸收到回收塔中，在回来的过程当中进行加速处理，形成流化床，灰粉末产生摩擦，形成流化床。然后降低其反应温度，使得二氧化硫与烟体中的颗粒物发生反应，最后实现分离，以此来净化烟气，最后将洁净的烟气排放到空气当中，这种方法的效果比较明显，而且工艺相对比较简单，在回流式循环流化床脱硫技术当中是一种比较常用的选择方式。 2.2湿式石灰石-石膏法烟气脱硫工艺 这种方法能够将石桨料以及石灰作为主要的原材料，对塔里边的烟气可以进行洗涤和吸收，这种方法可以起到去除二氧化硫的作用。该项技术的使用，主要要遵循以下的工艺流程，对于除粉尘烟气的处理方法，主要是由下而上吸入到塔中，与此同时，需要让石灰桨，或者烟气中的二氧化硫发生一定的反应，接着将反应的硫化物沉淀到池底，在最后将这些硫化物排放到大气当中，在这个具体的操作过程当中，需要注意使用该方法形成的成电物含有水压硫酸钙，这种物质极容易形成沉垢，而且处理困难。 2.3电子束辐照技术 应用电子束辐照技术对燃煤电厂烟气进行脱硫处理，即利用高能电子束照射烟气，促使烟气内所含有的O2、N2、H2O等生成强氧化性活性物质，与SO2和NOx氧化反应生成硝酸与硫酸，然后继续与烟气内NH3反应形成盐，达到、脱硫处理效果。电子束辐照技术对燃煤电厂烟气脱硫处理效率高，并且系统复杂度低，整个脱除过程控制难度小，反应后最终形成副产物NH4NO3与（NH4）2SO4经过处理后可以作为化肥重新利用。此种技术已经被应用到燃煤电厂生产中，就实际应用效果来看，发达国家电子束系统可以去除烟气内超过95%的SO2，且NOx去除率可以达到80%，而中国仅为80%与20%，去除率相差甚远，还需要在现有基础上对电子束辐照技术进行深入研究，生产制造可靠性高的电子加速器，并有效隔离X射线辐射，避免对操作人员产生影响，同时降低环境污染。 2.4旋转喷雾干燥法 这种方法的原理是将石灰当成硫化剂来形成烟气的脱硫目的，在使用之前首先要消化石灰石，同时将其转化为石灰桨。其次，与此同时，需要借助快速离心喷雾机将石灰变成细小的喷雾，然后与空气当中的二氧化硫发生化学反应，从而生成固定的物质，最后被除尘器进行收集处理，相比较来说，这种方法使用起来比较成熟，而且脱硫的效率很高，最主要的是操作流程简单，需要的操作范围也比较小，在具体的操作过程当中，也不会产生二次污染。 2.5直接烟道蒸发技术 直接烟道蒸发技术，系统流程为：脱硫废水→水箱→高压泵→烟道蒸发。一般喷入烟道位置设置在低温省煤器至除尘器之前的烟道中，通过实验数据表明，控制烟气温度降低5°以内，对后续的除尘及脱硫影响较小。该系统可以充分利用电厂外排烟气的余热热能，达到脱硫废水蒸发零排放的目的。该系统的优点是：处理系统极大简化，废水处理流程短，添加药品少，设备投资少，占地面积少，操作检修简单。可利用除尘器去除废水蒸发后产生的粉尘。缺点是：（1）为了防止对烟道及后续设备的腐蚀，锅炉烟气排烟温度需控制在烟气酸露点以上。系统不能设置低低温省煤器；（2）为保证废水的完全汽化，通常对烟道直管段长度有所要求，在目前超洁净排放配置的情况下，直管段长度通常满足不了要求；（3）锅炉负荷波动大时，不利于直接烟道蒸发。鉴于以上的技术特点，一般烟道直接蒸发技术较多的应用在旧机组的改造中，较少用于新建超洁净排放要求的机组。 3.燃煤电厂脱硫技术发展趋势 3.1技术创新 为促使燃煤电厂持续发展，需要基于燃煤电厂脱硫技术要求进行分析，积极应用高效的专业技术实现脱硫处理，保证排放的烟气不会造成生态污染。因此，在发展过程中需要基于现状，不断优化和更新烟气处理技术，改进存在的缺陷和不足，最大程度上降低烟气中有害物质的含量，达到最佳的烟气处理效果，实现健康排放。电厂需要加大对烟气处理技术的研究力度，可与专业机构或相关高校合作，密切关注废气治理技术的研究成果，争取及时对老旧技术更新换代，通过洁净煤技术与烟气治理技术，以最少的资源投入获得最高效的治理效果。 3.2设备更新