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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- -燃气结合循环燃气结合循环1111、干净煤发电技术、干净煤发电技术第二章第二章 火力发电及其消费过程火力发电及其消费过程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、构成硫酸烟雾、构成酸雨危害：损害动植物、构成硫酸烟雾、构成酸雨措施：措施：1 1烟气脱硫技术烟气脱硫技术2 2熄灭过程中参与石灰石等碱性吸收剂熄灭过程中参与石灰石等碱性吸收剂炉内喷钙炉内喷钙流化床熄灭技术流化床熄灭技术4 4、氮氧化物、氮氧化物 NOxNOx危害：构成硝酸盐，降低天空的亮度，有害于呼吸系统，构成危害：构成硝酸盐，降低天空的亮度，有害于呼吸系统，构成酸雨，危害生态系统酸雨，危害生态系统措施：措施：1 1低低NOxNOx熄灭技术欠氧
3、熄灭熄灭技术欠氧熄灭2 2流化床熄灭技术降低熄灭温度，流化床熄灭技术降低熄灭温度，850900850900度度5 5、二氧化碳、二氧化碳 CO2CO2危害：构成气温升高危害：构成气温升高措施：处于研讨阶段措施：处于研讨阶段 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，排出的水温普通采用直流冷却系统时，冷却水直接取自上游，排出的水温普通升高升高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、凝结水处置产生的酸碱废水补给水化学除盐、凝结水处置产生的酸碱废水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
4、动和运转期的化学清洗废液锅炉启动和运转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：废水处置系统加以净化或回收利用措施：废水处置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，污染地表水和地下危害：含有多种微量元素和重金属元素，污染地表水和地下水。水。措施：措施：目前还不能全部加以综合利用，必需有很大的储灰厂目前还不能全部加以综合利用，必需有很大的储灰厂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：设备运转管理、系
5、统改良、加隔音罩措施：设备运转管理、系统改良、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：飘尘：0.680.68万吨万吨灰渣：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消煤，常规火电厂技术成熟，在今后几十年
6、内以燃煤为主的消费方式不会有太大变化。因此，加快干净煤技术在常规火电费方式不会有太大变化。因此，加快干净煤技术在常规火电机组中的运用。机组中的运用。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- -燃气结合循环燃气结合循环2 2构造构造压气机：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熄灭室：熄灭室：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
7、机械能，驱动空压机和发电机的燃气透平：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类型类型按构造：轻型用于航空发动机按构造：轻型用于航空发动机 重型发电用重型发电用特点：分量轻、体积小、设备简单、启动快、自动化程度高、特点：分量轻、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%
8、 41%35% 41%，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，主蒸汽温度不超越水蒸气动力循环，主蒸汽温度不超越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，假设利用燃气轮机的排气余热，对水蒸气循环加因此，假设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- -燃气结合循环。燃气结合循环。蒸汽蒸汽- -燃气结合循环的净热效率达燃气结合循环的净热效率达56%58%56%58%2 2、蒸汽、蒸汽- -燃气结合循环燃气结合循环2 2根本方式
9、根本方式4 4种种A A、余热锅炉型结合循环、余热锅炉型结合循环 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 构造简单、造价低、方案成熟，热效率达构造简单、造价低、方案成熟，热效率达56%58%56%58% 汽轮机不能单独任务，蒸汽参数和功率随燃气轮机的功率改动汽轮机不能单独任务，蒸汽参数和功率随燃气轮机的功率改动 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、补燃余热锅炉型结合循环、补燃余热锅炉型结合循环有补燃设备，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
10、气轮机的初温超越当燃气轮机的初温超越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、增压锅炉型结合循环、增压锅炉型结合循环蒸汽锅炉取代熄灭室、压气机取代送风机，锅炉在燃气轮机的任务压蒸汽锅炉取代熄灭室、压气机取代送风机，锅炉在燃气轮机的任务压力下熄灭和换热。力下熄灭和换热。 热效率提高热效率提高 较高压力下熄灭和传热，减少锅炉受热面，减少设备占地和费用，但较高压力下熄灭和传热，减少锅炉受热面，减少设备占地和费用，但需求耐压和耐温资料需求耐压和耐温资料 燃气轮机和汽轮机都不能单独运转。燃气轮机和汽轮机都不能单独运转。D D
11、、排气助燃锅炉型结合循环、排气助燃锅炉型结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，可以用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。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转燃气轮机和汽轮机能单独运转 以蒸汽发电机为主的结合循环，燃气轮机的优势不能充沛发扬，热效率提以蒸汽发电机为主的结合循环，燃气轮机的优势不能充沛发扬，热效率提高有限。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
12、动力发电厂的改造3 3技术开展方向技术开展方向A A、以余热锅炉型结合循环为主要的开展方式、以余热锅炉型结合循环为主要的开展方式净热效率高，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立周期短，建立周期短，1 1年建年建2/32/3，2 2年建成整个结合循环年建成整个结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，运转维护简单，启停快用地和用水少，自动化程度高，运转维护简单，启停快污
13、染排放少，启动功率小污染排放少，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- -燃气结合循环，用于电网燃气结合循环，用于电网调峰、分布式电站小范围内进展热电联产或热电冷三联供调峰、分布式电站小范围内进展热电联产或热电冷三联供1 1、干净煤发电技术的内容、干净煤发电技术的内容 1 1先进发电技术先进发电技术 流化床熄灭技术流化床熄灭技术 整体煤气化结合循环整体煤气化结合循环 增压流化床结合循环增压流化床结合循环 煤气化燃料电池及其结合循环煤气化燃料电池及其结合循环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
14、术 熄灭前、熄灭中和熄灭后污染物排放控制熄灭前、熄灭中和熄灭后污染物排放控制3 3燃煤电厂固体废弃物处置及利用技术燃煤电厂固体废弃物处置及利用技术 废渣和粉煤灰的处置和利用废渣和粉煤灰的处置和利用第第 11 11 节节 干净煤发电技术简介干净煤发电技术简介2 2、整体煤气化结合循环、整体煤气化结合循环 煤气化技术和高效率的蒸汽煤气化技术和高效率的蒸汽- -燃气结合循环相结合燃气结合循环相结合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、汽轮机发电系统2 2工艺过程工艺过程3 3效果效果单机功率单机功率300MW300MW，净效率，净效率43%45%43%45%，粉尘量为常规粉尘量为常规1/31/3，脱硫效率，脱硫效率98%98%以上，以上，NOxNOx为常规为常规1/51/5，耗水量，耗水量1/22/31/22/3。多联产系统：同时消费电、热、燃料气和化工产品多联产系统：同时消费电、热、燃料气和化工产品可采用石油焦炭和生物质等作为燃料可采用石油焦炭和生物质等作为燃料
