2火力发电及其生产过程(4)电厂污染+洁净煤技术

1、9 9、火电厂对环境的影响、火电厂对环境的影响1010、蒸汽、蒸汽- -燃气联合循环燃气联合循环1111、洁净煤发电技术、洁净煤发电技术第二章第二章 火力发电及其生产过程火力发电及其生产过程1 1、火电厂污染排放物、火电厂污染排放物 烟气污染物烟气污染物粉尘粉尘硫氧化物硫氧化物 SOxSOx氮氧化物氮氧化物 NOxNOx灰渣排放灰渣排放废水排放废水排放 第第 9 9 节节 火电厂对环境的影响火电厂对环境的影响2 2、粉尘、粉尘飞灰，灰渣飞灰，灰渣危害：飞灰带有硫酸盐、有机化合物有致毒、致癌物危害：飞灰带有硫酸盐、有机化合物有致毒、致癌物措施：除尘器，措施：除尘器，大机组，静电除尘效率大机组，静

2、电除尘效率99%99%以上，以上，老机组，水膜除尘效率老机组，水膜除尘效率95%95%以下以下3 3、硫氧化物、硫氧化物 SOxSOx危害：损害动植物、形成硫酸烟雾、造成酸雨危害：损害动植物、形成硫酸烟雾、造成酸雨措施：措施：1 1烟气脱硫技术烟气脱硫技术2 2燃烧过程中参加石灰石等碱性吸收剂燃烧过程中参加石灰石等碱性吸收剂炉内喷钙炉内喷钙流化床燃烧技术流化床燃烧技术4 4、氮氧化物、氮氧化物 NOxNOx危害：形成硝酸盐，降低天空的亮度，有害于呼吸系统，形成危害：形成硝酸盐，降低天空的亮度，有害于呼吸系统，形成酸雨，危害生态系统酸雨，危害生态系统措施：措施：1 1低低NOxNOx燃烧技术欠氧

3、燃烧燃烧技术欠氧燃烧2 2流化床燃烧技术降低燃烧温度，流化床燃烧技术降低燃烧温度，850900850900度度5 5、二氧化碳、二氧化碳 CO2CO2危害：造成气温升高危害：造成气温升高措施：处于研究阶段措施：处于研究阶段6 6、排水热污染、排水热污染采用直流冷却系统时，冷却水直接取自上游，排出的水温采用直流冷却系统时，冷却水直接取自上游，排出的水温一般升高一般升高810810度，引起水体热污染。度，引起水体热污染。7 7、废水、废水来源：来源：1 1补给水化学除盐、凝结水处理产生的酸碱废水补给水化学除盐、凝结水处理产生的酸碱废水2 2煤厂雨排水煤厂雨排水3 3灰场排水灰场排水4 4锅炉启动和

4、运行期的化学清洗废液锅炉启动和运行期的化学清洗废液危害：含有废酸、废碱、悬浮物、油脂、有机污染物、富营危害：含有废酸、废碱、悬浮物、油脂、有机污染物、富营养污染物、微量元素，污染水体养污染物、微量元素，污染水体措施：废水处理系统加以净化或回收利用措施：废水处理系统加以净化或回收利用8 8、灰渣、灰渣危害：含有多种微量元素和重金属元素，污染地表水和地危害：含有多种微量元素和重金属元素，污染地表水和地下水。下水。措施：措施：目前还不能全部加以综合利用，必须有很大的储灰厂目前还不能全部加以综合利用，必须有很大的储灰厂9 9、噪声、噪声危害：主要集中在厂区危害：主要集中在厂区措施：设备运行管理、系统改

5、进、加隔音罩措施：设备运行管理、系统改进、加隔音罩举例：举例：装机装机2400MW2400MW的电厂，每年用煤的电厂，每年用煤750750万吨万吨假设含硫量假设含硫量1%1%，除尘效率，除尘效率99.5%99.5%SOxSOx：1414万吨万吨NOxNOx：7 7万吨万吨飘尘：万吨飘尘：万吨灰渣：灰渣：180180万吨万吨循环冷却水带走的废热：循环冷却水带走的废热：55%55%结论：常规火电厂对环境污染相当严重。我国一次能源结论：常规火电厂对环境污染相当严重。我国一次能源90%90%为为煤，常规火电厂技术成熟，在今后几十年内以燃煤为主的煤，常规火电厂技术成熟，在今后几十年内以燃煤为主的生产方式

6、不会有太大变化。因此，加快洁净煤技术在常规生产方式不会有太大变化。因此，加快洁净煤技术在常规火电机组中的应用。火电机组中的应用。1 1、燃气轮机根本原理及组成、燃气轮机根本原理及组成 1 1动力循环的根本过程动力循环的根本过程第第 10 10 节节 蒸汽蒸汽- -燃气联合循环燃气联合循环2 2结构结构压气机：旋转的机械能变为空气的压力势能和热能压气机：旋转的机械能变为空气的压力势能和热能燃烧室：燃烧室：气体燃料：天然气、煤气、液化石油气等气体燃料：天然气、煤气、液化石油气等液体燃料：煤油、柴油、重油、渣油和原油液体燃料：煤油、柴油、重油、渣油和原油燃气透平：燃气的热能转变为机械能，驱动空压机和

7、发电机的燃气透平：燃气的热能转变为机械能，驱动空压机和发电机的叶轮叶轮3 3类型类型按结构：轻型用于航空发动机按结构：轻型用于航空发动机 重型发电用重型发电用特点：重量轻、体积小、设备简单、启动快、自动化程度高、特点：重量轻、体积小、设备简单、启动快、自动化程度高、单机功率大单机功率大300MW300MW，热效率高，热效率高35% 41%35% 41%，可用于电，可用于电力系统或热电联产力系统或热电联产1 1根本原理根本原理 透平进口温度透平进口温度1260142712601427度，出口温度度，出口温度425600425600度，简单度，简单循环的热效率循环的热效率35% 41%35% 41

8、%，用于电力调峰和紧急备用，用于电力调峰和紧急备用 水蒸气动力循环，主蒸汽温度不超过水蒸气动力循环，主蒸汽温度不超过600600度，凝汽器出口度，凝汽器出口温度温度3030度左右。度左右。 因此，如果利用燃气轮机的排气余热，对水蒸气循环加因此，如果利用燃气轮机的排气余热，对水蒸气循环加热，再送到汽轮机中做功，将节省燃料，提高热效率，热，再送到汽轮机中做功，将节省燃料，提高热效率，构成蒸汽构成蒸汽- -燃气联合循环。燃气联合循环。蒸汽蒸汽- -燃气联合循环的净热效率达燃气联合循环的净热效率达56%58%56%58%2 2、蒸汽、蒸汽- -燃气联合循环燃气联合循环2 2根本形式根本形式4 4种种A

9、 A、余热锅炉型联合循环、余热锅炉型联合循环 余热锅炉无辐射受热面，没有补燃设备余热锅炉无辐射受热面，没有补燃设备 结构简单、造价低、方案成熟，热效率达结构简单、造价低、方案成熟，热效率达56%58%56%58% 汽轮机不能单独工作，蒸汽参数和功率随燃气轮机的功率改变汽轮机不能单独工作，蒸汽参数和功率随燃气轮机的功率改变 可用于对现有蒸汽动力发电厂的改造可用于对现有蒸汽动力发电厂的改造B B、补燃余热锅炉型联合循环、补燃余热锅炉型联合循环有补燃设备，利用燃气轮机排气中的有补燃设备，利用燃气轮机排气中的14161416氧气，提高蒸汽参数和蒸氧气，提高蒸汽参数和蒸汽量汽量 当燃气轮机的初温超过当燃

10、气轮机的初温超过900900后目前后目前1260142712601427度，热效率降低度，热效率降低 可用于热电联产可用于热电联产C C、增压锅炉型联合循环、增压锅炉型联合循环蒸汽锅炉取代燃烧室、压气机取代送风机，锅炉在燃气轮机的工作压蒸汽锅炉取代燃烧室、压气机取代送风机，锅炉在燃气轮机的工作压力下燃烧和换热。力下燃烧和换热。 热效率提高热效率提高 较高压力下燃烧和传热，减少锅炉受热面，减少设备占地和费用，但较高压力下燃烧和传热，减少锅炉受热面，减少设备占地和费用，但需要耐压和耐温材料需要耐压和耐温材料 燃气轮机和汽轮机都不能单独运行。燃气轮机和汽轮机都不能单独运行。D D、排气助燃锅炉型联合

11、循环、排气助燃锅炉型联合循环以燃气轮机的排气作为常压锅炉的助燃介质。以燃气轮机的排气作为常压锅炉的助燃介质。 与补燃型余热锅炉相比，炉膛温度不受限制，补燃燃料量可很大，可以与补燃型余热锅炉相比，炉膛温度不受限制，补燃燃料量可很大，可以用煤，可采用高蒸汽参数，以配置大型高效汽轮机。用煤，可采用高蒸汽参数，以配置大型高效汽轮机。 燃气轮机和汽轮机能单独运行燃气轮机和汽轮机能单独运行 以蒸汽发电机为主的联合循环，燃气轮机的优势不能充分发挥，热效率以蒸汽发电机为主的联合循环，燃气轮机的优势不能充分发挥，热效率提高有限。提高有限。 可用于对现有的蒸汽动力发电厂的改造可用于对现有的蒸汽动力发电厂的改造3

12、3技术开展方向技术开展方向A A、以余热锅炉型联合循环为主要的开展形式、以余热锅炉型联合循环为主要的开展形式净热效率高，净热效率高，50%58%50%58%，有望到达，有望到达70%70%单机容量到达单机容量到达350MW350MW以上，以上，1000MW1000MW采用多台燃气轮机采用多台燃气轮机建设周期短，建设周期短，1 1年建年建2/32/3，2 2年建成整个联合循环年建成整个联合循环单位容量投资费用低，是燃煤电厂的单位容量投资费用低，是燃煤电厂的1/22/31/22/3用地和用水少，自动化程度高，运行维护简单，启停快用地和用水少，自动化程度高，运行维护简单，启停快污染排放少，启动功率小

13、污染排放少，启动功率小 只能用气体和液体燃料只能用气体和液体燃料 B B、在大城市，天然气为燃料的蒸汽、在大城市，天然气为燃料的蒸汽- -燃气联合循环，用于电网燃气联合循环，用于电网调峰、分布式电站小范围内进行热电联产或热电冷三联供调峰、分布式电站小范围内进行热电联产或热电冷三联供1 1、洁净煤发电技术的内容、洁净煤发电技术的内容 1 1先进发电技术先进发电技术 流化床燃烧技术流化床燃烧技术 整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环 增压流化床联合循环增压流化床联合循环 煤气化燃料电池及其联合循环煤气化燃料电池及其联合循环2 2燃煤电厂污染物排放控制技术燃煤电厂污染物排放控制技术 燃烧前、燃烧中和燃烧后污染物排放控制燃烧前、燃烧中和燃烧后污染物排放控制3 3燃煤电厂固体废弃物处理及利用技术燃煤电厂固体废弃物处理及利用技术 废渣和粉煤灰的处理和利用废渣和粉煤灰的处理和利用第第 11 11 节节 洁净煤发电技术简介洁净煤发电技术简介2 2、整体煤气化联合循环、整体煤气化联合循环 煤气化技术和高效率的蒸汽煤气化技术和高效率的蒸汽- -燃气联合循环相结合燃气联合循环相结合1 1系统组成系统组成A A、煤气化炉、空分设备用于制氧供气化用、煤气净化设备除尘脱硫、煤气化炉、空分设备用于制氧供气化用、煤气净化设备除尘脱硫B B、燃气轮机发电系统、余热锅炉、汽轮机发电系统、燃气轮机发电系统、余热锅炉