關于燃煤發電站降低排放向環保型發電廠轉型研究

劉昌勝

摘要：隨著燃煤發電站數量在大型發展中國家急速增多，火力發電廠所產生的環境污染已逐漸引起世界各國的關注，世界上越來越多的國家正在經歷著由火力發電廠向減少排放的環保電廠的轉變。在我國雖然已有核電廠，但燃煤電廠仍是我國主要的電力市場。所以，如何減少燃煤電廠對環境友好型電廠的排放，實現節能減排，已經成為了中國當前迫切需要解決的問題。

關鍵詞：燃煤發電站;環保型發電廠;轉型

1.引言

目前，國際上越來越多國家達成共識，盡早將全世界內的無減排措施的燃煤發電量控制在一定數量，減少燃煤發電帶來的對氣候的污染。因此，節能減排應對氣候的變化也成為了中國的一個重要議題。為達到低排放的目標，中國也開始尋求切實可行的措施，減少燃煤電廠對環境友好型電廠的排放。

2.燃煤發電廠在中國現狀

燃煤發電廠在中國又稱為火力發電廠，該類型發電廠利用煤作為染料進行電能生產。主要的生產過程是：燃料燃燒水被加熱產生蒸汽，從而把燃料的化學能量轉換成傳遞能量。蒸氣壓力推動汽輪機旋轉，使熱能轉化為機械能。蒸汽渦輪驅動發電機旋轉并轉換成機械能進行電力供應。在我國，雖然已有部分核電發電廠，但是燃煤發電廠仍是電力市場的主導。因此若想要控制我國節能減少排碳，如何燃煤發電站降低排放向環保型發電廠轉型成了當今中國急需解決的問題。

近年來，中國也在討論如何進一步改革電力系統，在2015年5月我國頒布的第九號文件中提到，中國將會逐步開始試點電力現貨交易，再在理順輸配電價格后，把電力現貨交易全面投入到市場中，這些改革與其他國家的市場機制的使用達到了廣泛的一致性，相信如果嚴格執行該文件，我們會在不久看到成效。

3.中國燃煤發電站降低排放向環保型發電廠轉型措施

3.1關閉現有燃煤發電站

現在，氣候變化已經成為淘汰燃煤發電廠的一個有力理由，且燃煤發電廠帶來的環境污染帶來的對人類的健康以及生態的影響，已經急需當地政府重視。政府可以提前多年通知現有的燃煤發電廠，現有電廠可以進行投資達到新的標準或是選擇退出，如果發電廠選擇退出，則政府可以在電廠退出前，給予一定的過渡期或是將電廠進行收購，將其納入政府的運營范圍。這樣的做法比較適合相對老舊和低效率高排放的電廠。而且，政府不需要對現有的電廠進行賠付。

據中國電力企業聯合會稱，自2012年以來，10.8吉瓦的熱電廠已經關閉或退役。在中國，這些小而低效的電廠提高發電效率的重點似乎在這里。2013年，國家頒布的應對空氣污染的防治計劃中，認識到污染不僅會損害人類健康，而且會影響社會和諧與穩定。為此，該計劃提出了2017年中國空氣質量總體改善目標。為了達成這一目標，以北京為例子，2010年到2015年間，北京增設了14個350兆瓦的瓦燃燃氣發電機組。

2014年，國務院頒布的能源發展計劃中，預計在2020年之前降低燃煤發電量。轉換的平均耗電量低于每 kWh煤310 g。改造后的機組中，60 kW及以上機組平均耗煤減少300克/千瓦時。改造東部地區后，到2020年將有超過300，000千瓦的民用燃煤發電機組投入運行。用于100，000 kW以上自備燃煤發電機組及其它燃煤機組的供電需要，這些機組經過改造后，其大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值。

在執行更嚴格能效環保標準的前提下，到 2020 年，力爭使煤炭占一次能源消費比重下降到 62%以內，電煤占煤炭消費比重提高到60%以上。

3.2向以天然氣為主要能源的發電廠轉型

用天然氣作為主要能源的電廠稱為燃氣電廠，這種電廠將燃氣輪機從余熱鍋爐的高溫尾氣中轉化成蒸汽，然后再注入到汽輪機發電的循環系統中。隨著燃氣輪機技術的發展，國家能源結構的變化以及環保要求的提高，燃氣電廠將會有更大的發展。

此外，燃氣發電廠占地面積，通常占燃煤發電廠的54%，用水量占燃煤發電廠的30%。燃氣發電廠既不需要增加環保投資，也不會造成水電建設造成的建設廢水，廢物殘留排放，材料占用，森林排放洪水和居民遷移等問題。另外，燃氣發電廠排放的相對價值。和相同容量的燃煤電廠比較，燃氣電廠的氮氧化物排放量為燃煤發電廠的19%。二氧化碳為42%;可吸入顆粒物僅為5%。

因此，在燃煤發電廠更新換代時，可以選擇建設新型的燃氣發電廠。現在，在京津冀，長三角，珠三角地區，當地政府已經禁止審批新建燃煤發電項目。因此建造新的發電廠時，燃氣發電廠也可以作為企業的一個新選擇。在符合條件的大城市，企業還可以選擇，濕度建設大型熱電機組，鼓勵建設背壓式電熱機組;中小型城市和熱負荷集中的工業園區，優先建設背壓式熱點機組;鼓勵發展熱電冷多聯供。

3.3環保設備改造

對燃煤發電站進行環保改造還可以選擇，對環保設備進行改造，重點為推進現役的燃煤發電機組大氣污染物排放達到環保排放的標準。其中要求，燃煤發電機組必須安裝有效的脫硫，反硝化和除塵設施。不符合標準的需要加快環保設施升級改造，確保所有要求的最低技術含量以上，所有時間段都可以穩定達到排放標準。

我國為了穩步推進東部地區年產30萬千瓦及以上公共燃煤發電機組和條件在300，000千瓦以下的公共燃煤發電機組的環境保護改革，基本實現東部示范工程。力爭在2020年之前完成，超過15億千瓦的機組改造。鼓勵其他地區的燃煤發電機組實施環境保護改革，集中降低燃煤發電廠的廢氣排放，以確保大氣污染排放物濃度達到或接近到燃氣輪機組排放的限值。

為達到工廠制造和適當的環保轉換技術，建議使用低溫（低溫）靜電除塵器，電袋除塵器，布袋除塵器等設備除塵。鼓勵安裝濕式靜電除塵器;在可行的情況下，必要時使用更高效的脫硫設施，例如單塔雙循環六回路，雙塔雙循環;脫硝可采用低氮燃燒，高效SCR（選擇性催化還原法）。脫硝設備等技術。

3.4強化自備機組節能減排

對于自備燃煤發電機組的企業，應自行淘汰火電機組，并加快自備燃煤發電機組的節能改造，將電煤耗降低到每 kWh 5 g以上。實行能源節約。對不能達標排放空氣污染物的自備燃煤發電機組，加快環保設施的改造升級;對東部地區10萬千瓦及以上的自備燃煤發電機組，在達到大氣污染物排放濃度的同時，逐步進行改造，基本達到燃氣輪機的排放標準。2017年前，在保證氣源的前提下，京津冀城市建成區、長三角城市群和珠江三角洲地區將基本完成以天然氣替代煤的任務，新建燃氣電廠。

3.5提升機組負荷率和運行質量

發電公司應注意燃煤采購，通過“煤電一體化”和長期合同管理，鼓勵固定主煤來源，以確保煤炭質量與設計煤炭類型一致，并鼓勵使用低硫低灰的優質煤炭;加強進爐煤的計量驗證，嚴格控制開采和生產偏差，確保真實的可信的用煤指標。嚴格控制高硫分高灰分煤的開采與利用，禁止劣質煤進口，積極推進動力煤項目建設，加快建設符合要求的洗煤廠，積極開展篩選、配煤等工作。

完善調度程序管理，加強調峰頻率管理，優先發展水電調峰，充分發揮抽水蓄能發電站，天然氣發電等調峰電源的作用，探索利用能源存儲調峰和其他技術。科學地確定了火電廠的調峰順序和深度，積極開展了調峰工作，探索了發電機組啟動方式，提高了環保高效火電廠的負荷系數。

完善輔業調峰補償機制，探索輔業市場交易，對承擔調峰任務的單位給予適當補償。改善備用容量的管理方法，合理安排區域電網整體系統的備用容量，使其充分發揮省際互惠、短補等功能。在確保電網安全的前提下，合理安排了七個機組的開機方式，以最大限度地降低電網回轉備用容量。

4.結語

為了實現低排碳的目標，中國也開始尋找減少燃煤發電站向可以降低排放的環保型發電廠的實際可行的措施。本文根據國家制定的環保政策對燃煤發電站降低排放向環保型發電廠轉型進行了研究，為燃煤發電廠的環保轉型提出幾點可行的措施。

參考文獻：

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（作者單位：平頂山姚孟發電有限責任公司）