劉昌勝

摘要：隨著燃煤發(fā)電站數(shù)量在大型發(fā)展中國(guó)家急速增多，火力發(fā)電廠所產(chǎn)生的環(huán)境污染已逐漸引起世界各國(guó)的關(guān)注，世界上越來(lái)越多的國(guó)家正在經(jīng)歷著由火力發(fā)電廠向減少排放的環(huán)保電廠的轉(zhuǎn)變。在我國(guó)雖然已有核電廠，但燃煤電廠仍是我國(guó)主要的電力市場(chǎng)。所以，如何減少燃煤電廠對(duì)環(huán)境友好型電廠的排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，已經(jīng)成為了中國(guó)當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：燃煤發(fā)電站;環(huán)保型發(fā)電廠;轉(zhuǎn)型

1.引言

目前，國(guó)際上越來(lái)越多國(guó)家達(dá)成共識(shí)，盡早將全世界內(nèi)的無(wú)減排措施的燃煤發(fā)電量控制在一定數(shù)量，減少燃煤發(fā)電帶來(lái)的對(duì)氣候的污染。因此，節(jié)能減排應(yīng)對(duì)氣候的變化也成為了中國(guó)的一個(gè)重要議題。為達(dá)到低排放的目標(biāo)，中國(guó)也開(kāi)始尋求切實(shí)可行的措施，減少燃煤電廠對(duì)環(huán)境友好型電廠的排放。

2.燃煤發(fā)電廠在中國(guó)現(xiàn)狀

燃煤發(fā)電廠在中國(guó)又稱為火力發(fā)電廠，該類型發(fā)電廠利用煤作為染料進(jìn)行電能生產(chǎn)。主要的生產(chǎn)過(guò)程是：燃料燃燒水被加熱產(chǎn)生蒸汽，從而把燃料的化學(xué)能量轉(zhuǎn)換成傳遞能量。蒸氣壓力推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，使熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。蒸汽渦輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)換成機(jī)械能進(jìn)行電力供應(yīng)。在我國(guó)，雖然已有部分核電發(fā)電廠，但是燃煤發(fā)電廠仍是電力市場(chǎng)的主導(dǎo)。因此若想要控制我國(guó)節(jié)能減少排碳，如何燃煤發(fā)電站降低排放向環(huán)保型發(fā)電廠轉(zhuǎn)型成了當(dāng)今中國(guó)急需解決的問(wèn)題。

近年來(lái)，中國(guó)也在討論如何進(jìn)一步改革電力系統(tǒng)，在2015年5月我國(guó)頒布的第九號(hào)文件中提到，中國(guó)將會(huì)逐步開(kāi)始試點(diǎn)電力現(xiàn)貨交易，再在理順輸配電價(jià)格后，把電力現(xiàn)貨交易全面投入到市場(chǎng)中，這些改革與其他國(guó)家的市場(chǎng)機(jī)制的使用達(dá)到了廣泛的一致性，相信如果嚴(yán)格執(zhí)行該文件，我們會(huì)在不久看到成效。

3.中國(guó)燃煤發(fā)電站降低排放向環(huán)保型發(fā)電廠轉(zhuǎn)型措施

3.1關(guān)閉現(xiàn)有燃煤發(fā)電站

現(xiàn)在，氣候變化已經(jīng)成為淘汰燃煤發(fā)電廠的一個(gè)有力理由，且燃煤發(fā)電廠帶來(lái)的環(huán)境污染帶來(lái)的對(duì)人類的健康以及生態(tài)的影響，已經(jīng)急需當(dāng)?shù)卣匾?。政府可以提前多年通知現(xiàn)有的燃煤發(fā)電廠，現(xiàn)有電廠可以進(jìn)行投資達(dá)到新的標(biāo)準(zhǔn)或是選擇退出，如果發(fā)電廠選擇退出，則政府可以在電廠退出前，給予一定的過(guò)渡期或是將電廠進(jìn)行收購(gòu)，將其納入政府的運(yùn)營(yíng)范圍。這樣的做法比較適合相對(duì)老舊和低效率高排放的電廠。而且，政府不需要對(duì)現(xiàn)有的電廠進(jìn)行賠付。

據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)稱，自2012年以來(lái)，10.8吉瓦的熱電廠已經(jīng)關(guān)閉或退役。在中國(guó)，這些小而低效的電廠提高發(fā)電效率的重點(diǎn)似乎在這里。2013年，國(guó)家頒布的應(yīng)對(duì)空氣污染的防治計(jì)劃中，認(rèn)識(shí)到污染不僅會(huì)損害人類健康，而且會(huì)影響社會(huì)和諧與穩(wěn)定。為此，該計(jì)劃提出了2017年中國(guó)空氣質(zhì)量總體改善目標(biāo)。為了達(dá)成這一目標(biāo)，以北京為例子，2010年到2015年間，北京增設(shè)了14個(gè)350兆瓦的瓦燃燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組。

2014年，國(guó)務(wù)院頒布的能源發(fā)展計(jì)劃中，預(yù)計(jì)在2020年之前降低燃煤發(fā)電量。轉(zhuǎn)換的平均耗電量低于每 kWh煤310 g。改造后的機(jī)組中，60 kW及以上機(jī)組平均耗煤減少300克/千瓦時(shí)。改造東部地區(qū)后，到2020年將有超過(guò)300，000千瓦的民用燃煤發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行。用于100，000 kW以上自備燃煤發(fā)電機(jī)組及其它燃煤機(jī)組的供電需要，這些機(jī)組經(jīng)過(guò)改造后，其大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。

在執(zhí)行更嚴(yán)格能效環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的前提下，到 2020 年，力爭(zhēng)使煤炭占一次能源消費(fèi)比重下降到 62%以內(nèi)，電煤占煤炭消費(fèi)比重提高到60%以上。

3.2向以天然氣為主要能源的發(fā)電廠轉(zhuǎn)型

用天然氣作為主要能源的電廠稱為燃?xì)怆姀S，這種電廠將燃?xì)廨啓C(jī)從余熱鍋爐的高溫尾氣中轉(zhuǎn)化成蒸汽，然后再注入到汽輪機(jī)發(fā)電的循環(huán)系統(tǒng)中。隨著燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的變化以及環(huán)保要求的提高，燃?xì)怆姀S將會(huì)有更大的發(fā)展。

此外，燃?xì)獍l(fā)電廠占地面積，通常占燃煤發(fā)電廠的54%，用水量占燃煤發(fā)電廠的30%。燃?xì)獍l(fā)電廠既不需要增加環(huán)保投資，也不會(huì)造成水電建設(shè)造成的建設(shè)廢水，廢物殘留排放，材料占用，森林排放洪水和居民遷移等問(wèn)題。另外，燃?xì)獍l(fā)電廠排放的相對(duì)價(jià)值。和相同容量的燃煤電廠比較，燃?xì)怆姀S的氮氧化物排放量為燃煤發(fā)電廠的19%。二氧化碳為42%;可吸入顆粒物僅為5%。

因此，在燃煤發(fā)電廠更新?lián)Q代時(shí)，可以選擇建設(shè)新型的燃?xì)獍l(fā)電廠?，F(xiàn)在，在京津冀，長(zhǎng)三角，珠三角地區(qū)，當(dāng)?shù)卣呀?jīng)禁止審批新建燃煤發(fā)電項(xiàng)目。因此建造新的發(fā)電廠時(shí)，燃?xì)獍l(fā)電廠也可以作為企業(yè)的一個(gè)新選擇。在符合條件的大城市，企業(yè)還可以選擇，濕度建設(shè)大型熱電機(jī)組，鼓勵(lì)建設(shè)背壓式電熱機(jī)組;中小型城市和熱負(fù)荷集中的工業(yè)園區(qū)，優(yōu)先建設(shè)背壓式熱點(diǎn)機(jī)組;鼓勵(lì)發(fā)展熱電冷多聯(lián)供。

3.3環(huán)保設(shè)備改造

對(duì)燃煤發(fā)電站進(jìn)行環(huán)保改造還可以選擇，對(duì)環(huán)保設(shè)備進(jìn)行改造，重點(diǎn)為推進(jìn)現(xiàn)役的燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放達(dá)到環(huán)保排放的標(biāo)準(zhǔn)。其中要求，燃煤發(fā)電機(jī)組必須安裝有效的脫硫，反硝化和除塵設(shè)施。不符合標(biāo)準(zhǔn)的需要加快環(huán)保設(shè)施升級(jí)改造，確保所有要求的最低技術(shù)含量以上，所有時(shí)間段都可以穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)為了穩(wěn)步推進(jìn)東部地區(qū)年產(chǎn)30萬(wàn)千瓦及以上公共燃煤發(fā)電機(jī)組和條件在300，000千瓦以下的公共燃煤發(fā)電機(jī)組的環(huán)境保護(hù)改革，基本實(shí)現(xiàn)東部示范工程。力爭(zhēng)在2020年之前完成，超過(guò)15億千瓦的機(jī)組改造。鼓勵(lì)其他地區(qū)的燃煤發(fā)電機(jī)組實(shí)施環(huán)境保護(hù)改革，集中降低燃煤發(fā)電廠的廢氣排放，以確保大氣污染排放物濃度達(dá)到或接近到燃?xì)廨啓C(jī)組排放的限值。

為達(dá)到工廠制造和適當(dāng)?shù)沫h(huán)保轉(zhuǎn)換技術(shù)，建議使用低溫（低溫）靜電除塵器，電袋除塵器，布袋除塵器等設(shè)備除塵。鼓勵(lì)安裝濕式靜電除塵器;在可行的情況下，必要時(shí)使用更高效的脫硫設(shè)施，例如單塔雙循環(huán)六回路，雙塔雙循環(huán);脫硝可采用低氮燃燒，高效SCR（選擇性催化還原法）。脫硝設(shè)備等技術(shù)。

3.4強(qiáng)化自備機(jī)組節(jié)能減排

對(duì)于自備燃煤發(fā)電機(jī)組的企業(yè)，應(yīng)自行淘汰火電機(jī)組，并加快自備燃煤發(fā)電機(jī)組的節(jié)能改造，將電煤耗降低到每 kWh 5 g以上。實(shí)行能源節(jié)約。對(duì)不能達(dá)標(biāo)排放空氣污染物的自備燃煤發(fā)電機(jī)組，加快環(huán)保設(shè)施的改造升級(jí);對(duì)東部地區(qū)10萬(wàn)千瓦及以上的自備燃煤發(fā)電機(jī)組，在達(dá)到大氣污染物排放濃度的同時(shí)，逐步進(jìn)行改造，基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)。2017年前，在保證氣源的前提下，京津冀城市建成區(qū)、長(zhǎng)三角城市群和珠江三角洲地區(qū)將基本完成以天然氣替代煤的任務(wù)，新建燃?xì)怆姀S。

3.5提升機(jī)組負(fù)荷率和運(yùn)行質(zhì)量

發(fā)電公司應(yīng)注意燃煤采購(gòu)，通過(guò)“煤電一體化”和長(zhǎng)期合同管理，鼓勵(lì)固定主煤來(lái)源，以確保煤炭質(zhì)量與設(shè)計(jì)煤炭類型一致，并鼓勵(lì)使用低硫低灰的優(yōu)質(zhì)煤炭;加強(qiáng)進(jìn)爐煤的計(jì)量驗(yàn)證，嚴(yán)格控制開(kāi)采和生產(chǎn)偏差，確保真實(shí)的可信的用煤指標(biāo)。嚴(yán)格控制高硫分高灰分煤的開(kāi)采與利用，禁止劣質(zhì)煤進(jìn)口，積極推進(jìn)動(dòng)力煤項(xiàng)目建設(shè)，加快建設(shè)符合要求的洗煤廠，積極開(kāi)展篩選、配煤等工作。

完善調(diào)度程序管理，加強(qiáng)調(diào)峰頻率管理，優(yōu)先發(fā)展水電調(diào)峰，充分發(fā)揮抽水蓄能發(fā)電站，天然氣發(fā)電等調(diào)峰電源的作用，探索利用能源存儲(chǔ)調(diào)峰和其他技術(shù)?？茖W(xué)地確定了火電廠的調(diào)峰順序和深度，積極開(kāi)展了調(diào)峰工作，探索了發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)方式，提高了環(huán)保高效火電廠的負(fù)荷系數(shù)。

完善輔業(yè)調(diào)峰補(bǔ)償機(jī)制，探索輔業(yè)市場(chǎng)交易，對(duì)承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)的單位給予適當(dāng)補(bǔ)償。改善備用容量的管理方法，合理安排區(qū)域電網(wǎng)整體系統(tǒng)的備用容量，使其充分發(fā)揮省際互惠、短補(bǔ)等功能。在確保電網(wǎng)安全的前提下，合理安排了七個(gè)機(jī)組的開(kāi)機(jī)方式，以最大限度地降低電網(wǎng)回轉(zhuǎn)備用容量。

4.結(jié)語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)低排碳的目標(biāo)，中國(guó)也開(kāi)始尋找減少燃煤發(fā)電站向可以降低排放的環(huán)保型發(fā)電廠的實(shí)際可行的措施。本文根據(jù)國(guó)家制定的環(huán)保政策對(duì)燃煤發(fā)電站降低排放向環(huán)保型發(fā)電廠轉(zhuǎn)型進(jìn)行了研究，為燃煤發(fā)電廠的環(huán)保轉(zhuǎn)型提出幾點(diǎn)可行的措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 郭予超，樂(lè)長(zhǎng)義. 中國(guó)發(fā)展燃?xì)怆姀S的若干問(wèn)題[J]. 華東電力，2001，29（2）：38-41.

[2]? 唐永偉. 燃?xì)怆姀S風(fēng)險(xiǎn)分析[J]. 中國(guó)電力，2002，35（4）：1-4.

[3]? 王會(huì)祥. 燃?xì)怆姀S的運(yùn)行優(yōu)化和天然氣調(diào)峰[J]. 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，2007，20（1）：27-29.

（作者單位：平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司）