火力發(fā)電及其生產(chǎn)過程4電廠污染凈煤技術(shù)不講

1、9 9、火電廠對環(huán)境的影響、火電廠對環(huán)境的影響1010、蒸汽、蒸汽- -燃氣聯(lián)合循環(huán)燃氣聯(lián)合循環(huán)1111、潔凈煤發(fā)電技術(shù)、潔凈煤發(fā)電技術(shù)第二章第二章 火力發(fā)電及其生產(chǎn)過程火力發(fā)電及其生產(chǎn)過程1 1、火電廠污染排放物、火電廠污染排放物 煙氣污染物煙氣污染物粉塵粉塵硫氧化物硫氧化物 （soxsox）氮氧化物氮氧化物 （noxox）灰渣排放廢水排放 第第 9 9 節(jié)節(jié) 火電廠對環(huán)境的影響火電廠對環(huán)境的影響2 2、粉塵、粉塵飛灰，灰渣飛灰，灰渣危害：飛灰?guī)в辛蛩猁}、有機化合物（有致毒、致癌物）危害：飛灰?guī)в辛蛩猁}、有機化合物（有致毒、致癌物）措施：除塵器，措施：除塵器，大機組，靜電除塵效率大機組，靜電

2、除塵效率99%99%以上，以上，老機組，水膜除塵效率老機組，水膜除塵效率95%95%以下以下3 3、硫氧化物、硫氧化物 （soxsox）危害：損害動植物、形成硫酸煙霧、造成酸雨危害：損害動植物、形成硫酸煙霧、造成酸雨措施：措施：（1 1）煙氣脫硫技術(shù)）煙氣脫硫技術(shù)（2 2）燃燒過程中加入石灰石等堿性吸收劑）燃燒過程中加入石灰石等堿性吸收劑爐內(nèi)噴鈣爐內(nèi)噴鈣流化床燃燒技術(shù)流化床燃燒技術(shù)4 4、氮氧化物、氮氧化物 （noxox）危害：形成硝酸鹽，降低天空的亮度，有害于呼吸系統(tǒng)，危害：形成硝酸鹽，降低天空的亮度，有害于呼吸系統(tǒng)，形成酸雨，危害生態(tài)系統(tǒng)形成酸雨，危害生態(tài)系統(tǒng)措施：措施：（1 1）低）低n

3、oxox燃燒燃燒技術(shù)（欠氧燃燒）技術(shù)（欠氧燃燒）（2 2）流化床燃燒技術(shù)（降低燃燒溫度，）流化床燃燒技術(shù)（降低燃燒溫度，850900850900度）度）5 5、二氧化碳、二氧化碳 （co2o2）危害：造成氣溫升高危害：造成氣溫升高措施：處于研究階段措施：處于研究階段6 6、排水熱污染、排水熱污染采用直流冷卻系統(tǒng)時，冷卻水直接取自上游，排出的水溫采用直流冷卻系統(tǒng)時，冷卻水直接取自上游，排出的水溫一般升高一般升高810810度，引起水體熱污染。度，引起水體熱污染。7 7、廢水、廢水來源：來源：（1 1）補給水化學(xué)除鹽、凝結(jié)水處理產(chǎn)生的酸堿廢水）補給水化學(xué)除鹽、凝結(jié)水處理產(chǎn)生的酸堿廢水（2 2）煤廠

4、雨排水）煤廠雨排水（3 3）灰場排水）灰場排水（4 4）鍋爐啟動和運行期的化學(xué)清洗廢液）鍋爐啟動和運行期的化學(xué)清洗廢液危害：含有廢酸、廢堿、懸浮物、油脂、有機污染物、富危害：含有廢酸、廢堿、懸浮物、油脂、有機污染物、富營養(yǎng)污染物、微量元素，污染水體營養(yǎng)污染物、微量元素，污染水體措施：廢水處理系統(tǒng)加以凈化或回收利用措施：廢水處理系統(tǒng)加以凈化或回收利用8 8、灰渣、灰渣危害：含有多種微量元素和重金屬元素，污染地表水和地危害：含有多種微量元素和重金屬元素，污染地表水和地下水。下水。措施：措施：目前還不能全部加以綜合利用，必須有很大的儲灰廠目前還不能全部加以綜合利用，必須有很大的儲灰廠9 9、噪聲、噪

5、聲危害：主要集中在廠區(qū)危害：主要集中在廠區(qū)措施：設(shè)備運行管理、系統(tǒng)改進、加隔音罩措施：設(shè)備運行管理、系統(tǒng)改進、加隔音罩舉例：舉例：裝機裝機2400mw2400mw的電廠，每年用煤的電廠，每年用煤750750萬噸萬噸（假設(shè)含硫量（假設(shè)含硫量1%1%，除塵效率，除塵效率99.5%99.5%）soxsox：1414萬噸萬噸noxnox：7 7萬噸萬噸飄塵：飄塵：0.680.68萬噸萬噸灰渣：灰渣：180180萬噸萬噸循環(huán)冷卻水帶走的廢熱：循環(huán)冷卻水帶走的廢熱：55%55%結(jié)論：常規(guī)火電廠對環(huán)境污染相當(dāng)嚴重。我國一次能源結(jié)論：常規(guī)火電廠對環(huán)境污染相當(dāng)嚴重。我國一次能源90%90%為煤，常規(guī)火電廠技術(shù)成

6、熟，在今后幾十年內(nèi)以燃煤為為煤，常規(guī)火電廠技術(shù)成熟，在今后幾十年內(nèi)以燃煤為主的生產(chǎn)方式不會有太大變化。因此，加快潔凈煤技術(shù)主的生產(chǎn)方式不會有太大變化。因此，加快潔凈煤技術(shù)在常規(guī)火電機組中的應(yīng)用。在常規(guī)火電機組中的應(yīng)用。1 1、燃氣輪機基本原理及組成、燃氣輪機基本原理及組成 （1 1）動力循環(huán)的基本過程）動力循環(huán)的基本過程第第 10 10 節(jié)節(jié) 蒸汽蒸汽- -燃氣聯(lián)合循環(huán)燃氣聯(lián)合循環(huán)（2 2）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)壓氣機：旋轉(zhuǎn)的機械能變?yōu)榭諝獾膲毫菽芎蜔崮軌簹鈾C：旋轉(zhuǎn)的機械能變?yōu)榭諝獾膲毫菽芎蜔崮苋紵遥喝紵遥簹怏w燃料：天然氣、煤氣、液化石油氣等氣體燃料：天然氣、煤氣、液化石油氣等液體燃料：煤油、柴油

7、、重油、渣油和原油液體燃料：煤油、柴油、重油、渣油和原油燃氣透平：燃氣的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，驅(qū)動空壓機和發(fā)電機的燃氣透平：燃氣的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，驅(qū)動空壓機和發(fā)電機的葉輪葉輪（3 3）類型）類型按結(jié)構(gòu)：輕型（用于航空發(fā)動機）按結(jié)構(gòu)：輕型（用于航空發(fā)動機） 重型（發(fā)電用）重型（發(fā)電用）特點：重量輕、體積小、設(shè)備簡單、啟動快、自動化程度高、特點：重量輕、體積小、設(shè)備簡單、啟動快、自動化程度高、單機功率大（單機功率大（300mw300mw），熱效率高（），熱效率高（35% 41%35% 41%），可用于電），可用于電力系統(tǒng)或熱電聯(lián)產(chǎn)力系統(tǒng)或熱電聯(lián)產(chǎn)（1 1）基本原理）基本原理 透平進口溫度透平進口溫度

8、1260142712601427度，出口溫度度，出口溫度425600425600度，簡單度，簡單循環(huán)的熱效率循環(huán)的熱效率35% 41%35% 41%，用于電力調(diào)峰和緊急備用，用于電力調(diào)峰和緊急備用 水蒸氣動力循環(huán)，主蒸汽溫度不超過水蒸氣動力循環(huán)，主蒸汽溫度不超過600600度，凝汽器出口度，凝汽器出口溫度溫度3030度左右。度左右。 因此，如果利用燃氣輪機的排氣余熱，對水蒸氣循環(huán)加因此，如果利用燃氣輪機的排氣余熱，對水蒸氣循環(huán)加熱，再送到汽輪機中做功，將節(jié)省燃料，提高熱效率，熱，再送到汽輪機中做功，將節(jié)省燃料，提高熱效率，構(gòu)成蒸汽構(gòu)成蒸汽- -燃氣聯(lián)合循環(huán)。燃氣聯(lián)合循環(huán)。蒸汽蒸汽- -燃氣聯(lián)合

9、循環(huán)的凈熱效率達燃氣聯(lián)合循環(huán)的凈熱效率達56%58%56%58%2 2、蒸汽、蒸汽- -燃氣聯(lián)合循環(huán)燃氣聯(lián)合循環(huán)（2 2）基本形式）基本形式4 4種種a a、余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)、余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán) 余熱鍋爐無輻射受熱面，沒有補燃設(shè)備余熱鍋爐無輻射受熱面，沒有補燃設(shè)備 結(jié)構(gòu)簡單、造價低、方案成熟，熱效率達結(jié)構(gòu)簡單、造價低、方案成熟，熱效率達56%58%56%58% 汽輪機不能單獨工作，蒸汽參數(shù)和功率隨燃氣輪機的功率改變汽輪機不能單獨工作，蒸汽參數(shù)和功率隨燃氣輪機的功率改變 可用于對現(xiàn)有蒸汽動力發(fā)電廠的改造可用于對現(xiàn)有蒸汽動力發(fā)電廠的改造b b、補燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)、補燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)有補燃

10、設(shè)備，利用燃氣輪機排氣中的有補燃設(shè)備，利用燃氣輪機排氣中的14161416氧氣，提高蒸汽參數(shù)和蒸氧氣，提高蒸汽參數(shù)和蒸汽量汽量 當(dāng)燃氣輪機的初溫超過當(dāng)燃氣輪機的初溫超過900900后（目前后（目前1260142712601427度度），熱效率降低），熱效率降低 可用于熱電聯(lián)產(chǎn)可用于熱電聯(lián)產(chǎn)c c、增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)、增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)蒸汽鍋爐取代燃燒室、壓氣機取代送風(fēng)機，鍋爐在燃氣輪機的工作壓蒸汽鍋爐取代燃燒室、壓氣機取代送風(fēng)機，鍋爐在燃氣輪機的工作壓力下燃燒和換熱。力下燃燒和換熱。 熱效率提高熱效率提高 較高壓力下燃燒和傳熱，減少鍋爐受熱面，減少設(shè)備占地和費用，但較高壓力下燃燒和傳熱，減少鍋

11、爐受熱面，減少設(shè)備占地和費用，但需要耐壓和耐溫材料需要耐壓和耐溫材料 燃氣輪機和汽輪機都不能單獨運行。燃氣輪機和汽輪機都不能單獨運行。d d、排氣助燃鍋爐型聯(lián)合循環(huán)、排氣助燃鍋爐型聯(lián)合循環(huán)以燃氣輪機的排氣作為常壓鍋爐的助燃介質(zhì)。以燃氣輪機的排氣作為常壓鍋爐的助燃介質(zhì)。 與補燃型余熱鍋爐相比，爐膛溫度不受限制，補燃燃料量可很大，可以與補燃型余熱鍋爐相比，爐膛溫度不受限制，補燃燃料量可很大，可以用煤，可采用高蒸汽參數(shù)，以配置大型高效汽輪機。用煤，可采用高蒸汽參數(shù)，以配置大型高效汽輪機。 燃氣輪機和汽輪機能單獨運行燃氣輪機和汽輪機能單獨運行 以蒸汽發(fā)電機為主的聯(lián)合循環(huán)，燃氣輪機的優(yōu)勢不能充分發(fā)揮，熱

12、效率以蒸汽發(fā)電機為主的聯(lián)合循環(huán)，燃氣輪機的優(yōu)勢不能充分發(fā)揮，熱效率提高有限。提高有限。 可用于對現(xiàn)有的蒸汽動力發(fā)電廠的改造可用于對現(xiàn)有的蒸汽動力發(fā)電廠的改造（3 3）技術(shù)發(fā)展方向）技術(shù)發(fā)展方向a a、以余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)為主要的發(fā)展形式、以余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)為主要的發(fā)展形式凈熱效率高，凈熱效率高，50%58%50%58%，有望達到，有望達到70%70%單機容量達到單機容量達到350mw350mw以上，以上，1000mw1000mw（采用多臺燃氣輪機）（采用多臺燃氣輪機）建設(shè)周期短，建設(shè)周期短，1 1年建年建2/32/3，2 2年建成整個聯(lián)合循環(huán)年建成整個聯(lián)合循環(huán)單位容量投資費用低，是燃煤電廠的

13、單位容量投資費用低，是燃煤電廠的1/22/31/22/3用地和用水少，自動化程度高，運行維護簡單，啟停快用地和用水少，自動化程度高，運行維護簡單，啟停快污染排放少，啟動功率小污染排放少，啟動功率小 只能用氣體和液體燃料只能用氣體和液體燃料 b b、在大城市，天然氣為燃料的蒸汽、在大城市，天然氣為燃料的蒸汽- -燃氣聯(lián)合循環(huán)，用于電網(wǎng)燃氣聯(lián)合循環(huán)，用于電網(wǎng)調(diào)峰、分布式電站小范圍內(nèi)進行熱電聯(lián)產(chǎn)或熱電冷三聯(lián)供調(diào)峰、分布式電站小范圍內(nèi)進行熱電聯(lián)產(chǎn)或熱電冷三聯(lián)供1 1、潔凈煤發(fā)電技術(shù)的內(nèi)容、潔凈煤發(fā)電技術(shù)的內(nèi)容 （1 1）先進發(fā)電技術(shù)）先進發(fā)電技術(shù) 流化床燃燒技術(shù)流化床燃燒技術(shù) 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)整體煤

14、氣化聯(lián)合循環(huán) 增壓流化床聯(lián)合循環(huán)增壓流化床聯(lián)合循環(huán) 煤氣化燃料電池及其聯(lián)合循環(huán)煤氣化燃料電池及其聯(lián)合循環(huán)（2 2）燃煤電廠污染物排放控制技術(shù)）燃煤電廠污染物排放控制技術(shù) 燃燒前、燃燒中和燃燒后污染物排放控制燃燒前、燃燒中和燃燒后污染物排放控制（3 3）燃煤電廠固體廢棄物處理及利用技術(shù)）燃煤電廠固體廢棄物處理及利用技術(shù) 廢渣和粉煤灰的處理和利用廢渣和粉煤灰的處理和利用第第 11 11 節(jié)節(jié) 潔凈煤發(fā)電技術(shù)簡介潔凈煤發(fā)電技術(shù)簡介2 2、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) 煤氣化技術(shù)和高效率的蒸汽煤氣化技術(shù)和高效率的蒸汽- -燃氣聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合燃氣聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合（1 1）系統(tǒng)組成）系統(tǒng)組成a a、煤氣化爐、空分設(shè)備（用于制氧供氣化用）、煤氣凈化設(shè)備（除塵脫硫）、煤氣化爐、空分設(shè)備（用于制氧供氣化用）、煤氣凈化設(shè)備（除塵脫硫）b b、燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐