火力发电及其生产过程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,9,、火电厂对环境的影响,10,、蒸汽,-,燃气联合循环,11,、洁净煤发电技术,第二章 火力发电及其生产过程,1,、火电厂污染排放物,烟气污染物,粉尘,硫氧化物 （,SOx,）,氮氧化物,（,N,Ox,）,灰渣排放,废水排放,第,9,节,火电厂对环境的影响,2,、粉尘,飞灰，灰渣,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，,大机组，静电除尘效率,99%,以上，,老机组，水膜除尘效率,95%,以下,3,、硫氧化物 （,SOx,）,危害：损害动植物、形成硫酸烟雾、造成酸雨,措施：,（,1,）烟气脱硫技术,（,2,）燃烧过程中加入石灰石等碱性吸收剂,炉内喷钙,流化床燃烧技术,4,、氮氧化物,（,N,Ox,）,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,措施：,（,1,）低,N,Ox,燃烧,技术（欠氧燃烧）,（,2,）流化床燃烧技术（降低燃烧温度，,850900,度）,5,、二氧化碳,（,C,O2,）,危害：造成气温升高,措施：处于研究阶段,6,、排水热污染,采用直流冷却系统时，冷却水直接取自上游，排出的水温一般升高,810,度，引起水体热污染。,7,、废水,来源：,（,1,）补给水化学除盐、凝结水处理产生的酸碱废水,（,2,）煤厂雨排水,（,3,）灰场排水,（,4,）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,8,、灰渣,危害：含有多种微量元素和重金属元素，污染地表水和地下水。,措施：,目前还不能全部加以综合利用，必须有很大的储灰厂,9,、噪声,危害：主要集中在厂区,措施：设备运行管理、系统改进、加隔音罩,举例：,装机,2400MW,的电厂，每年用煤,750,万吨,（假设含硫量,1%,，除尘效率,99.5%,）,SOx,：,14,万吨,NOx,：,7,万吨,飘尘：,0.68,万吨,灰渣：,180,万吨,循环冷却水带走的废热：,55%,结论：常规火电厂对环境污染相当严重。我国一次能源,90%,为煤，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。,1,、燃气轮机基本原理及组成,（,1,）动力循环的基本过程,第,10,节,蒸汽,-,燃气联合循环,（,2,）结构,压气机：旋转的机械能变为空气的压力势能和热能,燃烧室：,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,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,（,3,）类型,按结构：轻型（用于航空发动机）,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、单机功率大（,300MW,），热效率高（,35% 41%,），可用于电力系统或热电联产,（,1,）基本原理,透平进口温度,12601427,度，出口温度,425600,度，简单循环的热效率,35% 41%,，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,600,度，凝汽器出口温度,30,度左右。,因此，如果利用燃气轮机的排气余热，对水蒸气循环加热，再送到汽轮机中做功，将节省燃料，提高热效率，构成蒸汽,-,燃气联合循环。,蒸汽,-,燃气联合循环的净热效率达,56%58%,2,、蒸汽,-,燃气联合循环,（,2,）基本形式,4,种,A,、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,结构简单、造价低、方案成熟，热效率达,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,可用于对现有蒸汽动力发电厂的改造,B,、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,1416,氧气，提高蒸汽参数和蒸汽量,当燃气轮机的初温超过,900,后（目前,12601427,度,），热效率降低,可用于热电联产,C,、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力下燃烧和换热。,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，但需要耐压和耐温材料,燃气轮机和汽轮机都不能单独运行。,D,、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。,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。,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，热效率提高有限。,可用于对现有的蒸汽动力发电厂的改造,（,3,）技术发展方向,A,、以余热锅炉型联合循环为主要的发展形式,净热效率高，,50%58%,，有望达到,70%,单机容量达到,350MW,以上，,1000MW,（采用多台燃气轮机）,建设周期短，,1,年建,2/3,，,2,年建成整个联合循环,单位容量投资费用低，是燃煤电厂的,1/22/3,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,只能用气体和液体燃料,B,、在大城市，天然气为燃料的蒸汽,-,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,1,、洁净煤发电技术的内容,（,1,）先进发电技术,流化床燃烧技术,整体煤气化联合循环,增压流化床联合循环,煤气化燃料电池及其联合循环,（,2,）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,（,3,）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,第,11,节,洁净煤发电技术简介,2,、整体煤气化联合循环,煤气化技术和高效率的蒸汽,-,燃气联合循环相结合,（,1,）系统组成,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）,B,、燃气轮机发电系统、余热锅炉、汽轮机发电系统,（,2,）工艺过程,（,3,）效果,单机功率,300MW,，净效率,43%45%,，,粉尘量为常规,1/3,，脱硫效率,98%,以上，,NOx,为常规,1/5,，耗水量,1/22/3,。,多联产系统：同时生产电、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,