IGCC發(fā)電技術(shù)應(yīng)用對我國大氣污染物減排工作的意義淺析

程凱

摘要：指出了火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式，由于消耗大量的煤炭，火電行業(yè)大氣污染物排放量巨大，SO2和NOX排放量為各行業(yè)排放量首位，減少電力行業(yè)的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義。IGCC技術(shù)具有特殊的燃燒方式及較高的能源轉(zhuǎn)化效率，單位發(fā)電量SO2和煙塵排放量比傳統(tǒng)的USC技術(shù)大大降低，發(fā)展IGCC技術(shù)節(jié)能減排意義重大。

關(guān)鍵詞：燃煤發(fā)電；IGCC技術(shù)；污染物減排

中圖分類號(hào)：X1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2014）08021403

[FL（2K2]

1引言

電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。我國三大產(chǎn)業(yè)，尤其是第二產(chǎn)業(yè)及其中的重工業(yè)是用電的主要部門。同時(shí)電力行業(yè)是中國動(dòng)力煤消耗的第一大戶，目前中國電煤需求量占到了動(dòng)力煤總需求量的60%以上，未來電煤需求的增加是動(dòng)力煤需求增長的主要因素。根據(jù)國家能源局2012年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國電力裝機(jī)容量為1144億kW，其中火電裝機(jī)容量為819億kW，占716%。大規(guī)模的火電消耗了大量的燃煤，2012年電煤消耗量為18億t，約占煤炭消費(fèi)量的一半。大量的煤炭消耗也帶來大規(guī)模大氣污染物的排放，根據(jù)2012年度環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)，電力（包括熱電）行業(yè)SO2排放量為7970萬t，NOX排放量為10187萬t，煙塵排放量為2228萬t，分別占工業(yè)排放量的4169%、6144%、216%，其中SO2和NOX排放量為各行業(yè)排放量首位。因此，減少電力行業(yè)的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義，是減排工作的主戰(zhàn)場。

2常用的燃煤發(fā)電技術(shù)

目前我國主流的燃煤技術(shù)主要為超臨界（SC）、超超臨界機(jī)組（USC）、循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組（CFB），其中超臨界、超超臨界機(jī)組是常規(guī)燃煤發(fā)電的首選方案，低熱值煤矸石、褐煤、無煙煤等劣質(zhì)燃料燃用則首選循環(huán)流化床鍋爐，300MW以下的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目也大規(guī)模采用循環(huán)流化床鍋。近年來，隨著重型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)成熟和成本下降，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組（IGCC）的應(yīng)用也逐漸增多。

21大型高參數(shù)機(jī)組

從“十五開始，我國開始大規(guī)模建設(shè)大型高參數(shù)機(jī)組，“十一五期間，國產(chǎn)超臨界、超超臨界技術(shù)成為新建電廠的主力[1]。截至2011年底，我國在運(yùn)行的吉瓦級(jí)USC火電機(jī)組達(dá)39臺(tái)。這些機(jī)組無論從發(fā)電效率、污染控制水平，還是從技術(shù)推廣難度、經(jīng)濟(jì)性和可靠性來看，都是未來一段時(shí)間煤電技術(shù)發(fā)展的主流方向。高參數(shù)和大容量是提高USC機(jī)組效率的兩條重要發(fā)展方向[2]。

22循環(huán)流化床鍋爐

循環(huán)流化床（CFB）最初是應(yīng)用于化工領(lǐng)域中的一種反應(yīng)器，引入電力系統(tǒng)后，逐漸由鼓泡流化床（BFB）鍋爐發(fā)展到CFB鍋爐。CFB鍋爐采用不同于煤粉鍋爐火炬燃燒的新型無焰燃燒方式，特別適用于燃燒劣質(zhì)煤、難燃煤及固體廢棄物，適應(yīng)了我國發(fā)電行業(yè)復(fù)雜的燃料來源特點(diǎn)，近年來在我國得到了快速發(fā)展。未來若干年CFB鍋爐的技術(shù)發(fā)展方向，一是繼續(xù)提高其設(shè)計(jì)建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和安全性，二是利用CFB鍋爐燃用難燃和特殊煤種。在我國，CFB鍋爐將長期作為常規(guī)煤粉鍋爐燃煤發(fā)電的重要補(bǔ)充，在某些領(lǐng)域繼續(xù)得到快速發(fā)展[3]。

23IGCC機(jī)組

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（Integrated Gasification Combined Cycle，以下簡稱IGCC）是指將煤等含碳燃料在氣化爐中氣化成中低熱值粗煤氣，再通過除塵、脫硫等工藝凈化供給燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，燃機(jī)排氣在余熱鍋爐中加熱給水生成過熱蒸汽，帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電[4]（圖1）。endprint

摘要：指出了火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式，由于消耗大量的煤炭，火電行業(yè)大氣污染物排放量巨大，SO2和NOX排放量為各行業(yè)排放量首位，減少電力行業(yè)的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義。IGCC技術(shù)具有特殊的燃燒方式及較高的能源轉(zhuǎn)化效率，單位發(fā)電量SO2和煙塵排放量比傳統(tǒng)的USC技術(shù)大大降低，發(fā)展IGCC技術(shù)節(jié)能減排意義重大。

關(guān)鍵詞：燃煤發(fā)電；IGCC技術(shù)；污染物減排

中圖分類號(hào)：X1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2014）08021403

[FL（2K2]

1引言

電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。我國三大產(chǎn)業(yè)，尤其是第二產(chǎn)業(yè)及其中的重工業(yè)是用電的主要部門。同時(shí)電力行業(yè)是中國動(dòng)力煤消耗的第一大戶，目前中國電煤需求量占到了動(dòng)力煤總需求量的60%以上，未來電煤需求的增加是動(dòng)力煤需求增長的主要因素。根據(jù)國家能源局2012年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國電力裝機(jī)容量為1144億kW，其中火電裝機(jī)容量為819億kW，占716%。大規(guī)模的火電消耗了大量的燃煤，2012年電煤消耗量為18億t，約占煤炭消費(fèi)量的一半。大量的煤炭消耗也帶來大規(guī)模大氣污染物的排放，根據(jù)2012年度環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)，電力（包括熱電）行業(yè)SO2排放量為7970萬t，NOX排放量為10187萬t，煙塵排放量為2228萬t，分別占工業(yè)排放量的4169%、6144%、216%，其中SO2和NOX排放量為各行業(yè)排放量首位。因此，減少電力行業(yè)的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義，是減排工作的主戰(zhàn)場。

2常用的燃煤發(fā)電技術(shù)

目前我國主流的燃煤技術(shù)主要為超臨界（SC）、超超臨界機(jī)組（USC）、循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組（CFB），其中超臨界、超超臨界機(jī)組是常規(guī)燃煤發(fā)電的首選方案，低熱值煤矸石、褐煤、無煙煤等劣質(zhì)燃料燃用則首選循環(huán)流化床鍋爐，300MW以下的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目也大規(guī)模采用循環(huán)流化床鍋。近年來，隨著重型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)成熟和成本下降，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組（IGCC）的應(yīng)用也逐漸增多。

21大型高參數(shù)機(jī)組

從“十五開始，我國開始大規(guī)模建設(shè)大型高參數(shù)機(jī)組，“十一五期間，國產(chǎn)超臨界、超超臨界技術(shù)成為新建電廠的主力[1]。截至2011年底，我國在運(yùn)行的吉瓦級(jí)USC火電機(jī)組達(dá)39臺(tái)。這些機(jī)組無論從發(fā)電效率、污染控制水平，還是從技術(shù)推廣難度、經(jīng)濟(jì)性和可靠性來看，都是未來一段時(shí)間煤電技術(shù)發(fā)展的主流方向。高參數(shù)和大容量是提高USC機(jī)組效率的兩條重要發(fā)展方向[2]。

22循環(huán)流化床鍋爐

循環(huán)流化床（CFB）最初是應(yīng)用于化工領(lǐng)域中的一種反應(yīng)器，引入電力系統(tǒng)后，逐漸由鼓泡流化床（BFB）鍋爐發(fā)展到CFB鍋爐。CFB鍋爐采用不同于煤粉鍋爐火炬燃燒的新型無焰燃燒方式，特別適用于燃燒劣質(zhì)煤、難燃煤及固體廢棄物，適應(yīng)了我國發(fā)電行業(yè)復(fù)雜的燃料來源特點(diǎn)，近年來在我國得到了快速發(fā)展。未來若干年CFB鍋爐的技術(shù)發(fā)展方向，一是繼續(xù)提高其設(shè)計(jì)建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和安全性，二是利用CFB鍋爐燃用難燃和特殊煤種。在我國，CFB鍋爐將長期作為常規(guī)煤粉鍋爐燃煤發(fā)電的重要補(bǔ)充，在某些領(lǐng)域繼續(xù)得到快速發(fā)展[3]。

23IGCC機(jī)組

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（Integrated Gasification Combined Cycle，以下簡稱IGCC）是指將煤等含碳燃料在氣化爐中氣化成中低熱值粗煤氣，再通過除塵、脫硫等工藝凈化供給燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，燃機(jī)排氣在余熱鍋爐中加熱給水生成過熱蒸汽，帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電[4]（圖1）。endprint

摘要：指出了火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式，由于消耗大量的煤炭，火電行業(yè)大氣污染物排放量巨大，SO2和NOX排放量為各行業(yè)排放量首位，減少電力行業(yè)的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義。IGCC技術(shù)具有特殊的燃燒方式及較高的能源轉(zhuǎn)化效率，單位發(fā)電量SO2和煙塵排放量比傳統(tǒng)的USC技術(shù)大大降低，發(fā)展IGCC技術(shù)節(jié)能減排意義重大。

關(guān)鍵詞：燃煤發(fā)電；IGCC技術(shù)；污染物減排

中圖分類號(hào)：X1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2014）08021403

[FL（2K2]

1引言

電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。我國三大產(chǎn)業(yè)，尤其是第二產(chǎn)業(yè)及其中的重工業(yè)是用電的主要部門。同時(shí)電力行業(yè)是中國動(dòng)力煤消耗的第一大戶，目前中國電煤需求量占到了動(dòng)力煤總需求量的60%以上，未來電煤需求的增加是動(dòng)力煤需求增長的主要因素。根據(jù)國家能源局2012年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國電力裝機(jī)容量為1144億kW，其中火電裝機(jī)容量為819億kW，占716%。大規(guī)模的火電消耗了大量的燃煤，2012年電煤消耗量為18億t，約占煤炭消費(fèi)量的一半。大量的煤炭消耗也帶來大規(guī)模大氣污染物的排放，根據(jù)2012年度環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)，電力（包括熱電）行業(yè)SO2排放量為7970萬t，NOX排放量為10187萬t，煙塵排放量為2228萬t，分別占工業(yè)排放量的4169%、6144%、216%，其中SO2和NOX排放量為各行業(yè)排放量首位。因此，減少電力行業(yè)的污染物排放量對我國大氣污染物減排工作具有重大意義，是減排工作的主戰(zhàn)場。

2常用的燃煤發(fā)電技術(shù)

目前我國主流的燃煤技術(shù)主要為超臨界（SC）、超超臨界機(jī)組（USC）、循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組（CFB），其中超臨界、超超臨界機(jī)組是常規(guī)燃煤發(fā)電的首選方案，低熱值煤矸石、褐煤、無煙煤等劣質(zhì)燃料燃用則首選循環(huán)流化床鍋爐，300MW以下的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目也大規(guī)模采用循環(huán)流化床鍋。近年來，隨著重型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)成熟和成本下降，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組（IGCC）的應(yīng)用也逐漸增多。

21大型高參數(shù)機(jī)組

從“十五開始，我國開始大規(guī)模建設(shè)大型高參數(shù)機(jī)組，“十一五期間，國產(chǎn)超臨界、超超臨界技術(shù)成為新建電廠的主力[1]。截至2011年底，我國在運(yùn)行的吉瓦級(jí)USC火電機(jī)組達(dá)39臺(tái)。這些機(jī)組無論從發(fā)電效率、污染控制水平，還是從技術(shù)推廣難度、經(jīng)濟(jì)性和可靠性來看，都是未來一段時(shí)間煤電技術(shù)發(fā)展的主流方向。高參數(shù)和大容量是提高USC機(jī)組效率的兩條重要發(fā)展方向[2]。

22循環(huán)流化床鍋爐

循環(huán)流化床（CFB）最初是應(yīng)用于化工領(lǐng)域中的一種反應(yīng)器，引入電力系統(tǒng)后，逐漸由鼓泡流化床（BFB）鍋爐發(fā)展到CFB鍋爐。CFB鍋爐采用不同于煤粉鍋爐火炬燃燒的新型無焰燃燒方式，特別適用于燃燒劣質(zhì)煤、難燃煤及固體廢棄物，適應(yīng)了我國發(fā)電行業(yè)復(fù)雜的燃料來源特點(diǎn)，近年來在我國得到了快速發(fā)展。未來若干年CFB鍋爐的技術(shù)發(fā)展方向，一是繼續(xù)提高其設(shè)計(jì)建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和安全性，二是利用CFB鍋爐燃用難燃和特殊煤種。在我國，CFB鍋爐將長期作為常規(guī)煤粉鍋爐燃煤發(fā)電的重要補(bǔ)充，在某些領(lǐng)域繼續(xù)得到快速發(fā)展[3]。

23IGCC機(jī)組

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（Integrated Gasification Combined Cycle，以下簡稱IGCC）是指將煤等含碳燃料在氣化爐中氣化成中低熱值粗煤氣，再通過除塵、脫硫等工藝凈化供給燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，燃機(jī)排氣在余熱鍋爐中加熱給水生成過熱蒸汽，帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電[4]（圖1）。endprint