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1、潔凈煤發(fā)電技術(shù)一、潔凈煤發(fā)電技術(shù)概念潔凈煤技術(shù)是指煤炭從開(kāi)發(fā)到利用全過(guò)程中,旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等高新技術(shù)的總稱(chēng)。它將經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與環(huán)保效益結(jié)合為一體,成為能源工業(yè)中國(guó)際高新技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)主要領(lǐng)域。目前“潔凈煤發(fā)電技術(shù)”主要有以下幾種:*循環(huán)流化床燃燒技術(shù)(CFB)*整體煤氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)*增壓流化床燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(PCFB-CC)*超臨界燃煤電站加煙氣脫硫、脫硝裝置(SC+FGD+De-NOx)二、潔凈煤發(fā)電技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)1.循環(huán)流化床燃燒(FBC)技術(shù)特點(diǎn) 循環(huán)流化床燃燒(FBC)技術(shù)系指小
2、顆粒的煤與空氣在爐膛內(nèi)處于沸騰狀態(tài)下,即高速氣流與所攜帶的稠密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒的技術(shù)?! ⊙h(huán)流化床鍋爐脫硫是一種爐內(nèi)燃燒脫硫工藝,以石灰石為脫硫吸收劑,燃煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入,一次風(fēng)從布風(fēng)板下部送入,二次風(fēng)從燃燒室中部送入。石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。氣流使燃煤、石灰顆粒在燃燒室內(nèi)強(qiáng)烈擾動(dòng)形成流化床,燃煤煙氣中的SO2與氧化鈣(CaO)接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被脫除。為了提高吸收劑的利用率,將未反應(yīng)的氧化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用。鈣硫比達(dá)到2~2.5左右時(shí),脫硫率可達(dá)90%以上。同時(shí)由于該鍋爐爐溫比較低,并采用分級(jí)送風(fēng)燃燒方式,所以可大
3、大減少氮氧化物(NOx)的生成。循環(huán)流化床燃燒方式的優(yōu)點(diǎn)主要是:1.清潔燃燒,脫硫率可達(dá)80%~95%,NOx排放可減少50%;2.煤種適應(yīng)性強(qiáng),特別適合中、低硫煤;3.燃燒效率高,可達(dá)95%~99%;4.負(fù)荷適應(yīng)性好。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為30~100%2.整體煤炭氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)(IGCC)IGCC發(fā)電技術(shù)是煤氣化和蒸汽聯(lián)合循環(huán)的結(jié)合,是當(dāng)今國(guó)際正在興起的一種先進(jìn)的潔凈煤(CCT)發(fā)電技術(shù),具有高效、低污染、節(jié)水、綜合利用好等優(yōu)點(diǎn)。它的原理是:煤經(jīng)過(guò)氣化和凈化后,除去煤氣中99%以上的硫化氫和接近100%的粉塵,將固體燃料轉(zhuǎn)化成燃?xì)廨啓C(jī)能燃用的清潔氣體燃
4、料,以驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電,使燃?xì)獍l(fā)電與蒸汽發(fā)電聯(lián)合起來(lái)。IGCC由兩大部分組成,即煤的氣化與凈化部分和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分。第一部分的主要設(shè)備有氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設(shè)備(包括硫的回收裝置),第二部分的主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。IGCC的工藝過(guò)程如下:煤經(jīng)氣化成為中低熱值煤氣,經(jīng)過(guò)凈化,除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物,變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料,然后送入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室燃燒,加熱氣體工質(zhì)以驅(qū)動(dòng)燃?xì)馔钙阶鞴Γ細(xì)廨啓C(jī)排氣進(jìn)入余熱鍋爐加熱給水,產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)作功。IGCC技術(shù)把高效的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與潔凈的煤氣化
5、技術(shù)結(jié)合起來(lái),既有高發(fā)電效率,又有很好的環(huán)保性能,是一種有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。在目前技術(shù)水平下,IGCC發(fā)電的單機(jī)功率已達(dá)300MW以上,凈效率可達(dá)43%~45%,今后可望達(dá)到更高。而污染物的排放量?jī)H為常規(guī)燃煤電站的1/10,脫硫效率可達(dá)99%,二氧化硫排放在25mg/NM3左右。(目前國(guó)家二氧化硫限額約為1200mg/NM3),氮氧化物排放只有常規(guī)電站的15%--20%,耗水只有常規(guī)電站的1/2-1/3,有利于環(huán)境保護(hù)。3.增壓流化床燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)(PFBC-CC)增壓流化床燃燒(PFBC)技術(shù)從原理上基本同常壓流化床燃燒(FBC)大體一致,燃
6、燒空氣通過(guò)布風(fēng)板進(jìn)入燃燒室,,加入的煤粒和脫硫劑(通常是石灰石或白云石)處于懸浮狀態(tài),形成一定高度的流態(tài)化“床”層。流化床中,脫硫劑在煤燃燒的同時(shí)脫除二氧化硫,再由于流化床燃燒溫度控制在900℃以下,抑制了燃燒過(guò)程中氮氧化物的生成,所以大大減少了污染物的排放。同F(xiàn)BC一樣,PFBC的燃燒效率高,對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)。增壓流化床燃燒(PFBC)技術(shù)采用增壓(6~20個(gè)大氣壓)燃燒,燃燒效率和脫硫效率可以得到進(jìn)一步提高。燃燒室熱負(fù)荷增大,改善了傳熱效率,鍋爐容積緊湊。該技術(shù)除了可在流化床鍋爐中產(chǎn)生蒸汽使汽輪機(jī)做功外,從PFBC燃燒室(也就是PFBC鍋爐)出來(lái)的加壓煙氣,經(jīng)過(guò)高溫
7、除塵后,可進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做功。通過(guò)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,發(fā)電效率得到提高。目前可在相同蒸汽參數(shù)的單蒸汽循環(huán)發(fā)電提高3~4%。采用增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)(PFBC-CC)發(fā)電能較大幅度地提高發(fā)電效率,并能減少由于燃煤對(duì)環(huán)境的污染。PFBC將成為21世紀(jì)主要的潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一。4.超臨界燃煤電站加脫硫、脫硝裝置(SC+FGD+De-NOx)對(duì)于常規(guī)的燃煤機(jī)組而言,采用超臨界參數(shù),提高電廠熱效率,降低煤耗(減少燃料消耗量)是污染物減排的首要措施;采用先進(jìn)的燃燒技術(shù),合理有效地組織燃燒過(guò)程,在燃燒過(guò)程中減排也是重要的污染物減排技術(shù),可以大幅度降低污染物