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【摘 要】 国民经济的发展带动了电力产业的飞速发展,但是,能耗高、环保问题多、电力短缺等问题表明当前我国火力发电的形势不容乐观,因此,必须充分发掘和利用绿色能源,加快推动清洁高效发电技术的发展与应用,不断推动我国电力产业的可持续发展。鉴于此,本文对我国火力发电的形势进行了分析,探讨了發展清洁高效发电技术的必要性及重要性,并对如何发展清洁高效发电技术提出了几点看法,以供参考。
【关键词】 火力发电;清洁高效发电技术;绿色能源
目前,我国火力发电产业主要面临着如下压力:一是市场竞争日趋激烈,因此,必须尽可能降低火力发电的成本,提高发电质量及效率;二是环保意识深入人心,要求火力电过程必须尽可能降低SO2、CO2、氮氧化物等物质的排放。为了切实解决这些问题,必须全面推进清洁高效发电技术的发展和应用。
1 我国火力发电形势分析
近些年来,我国火力发电领域得到了快速的发展,也取得了不小的成就。一方面,为了跟上人们逐步提高的电力需求,我国火力发电步伐逐步加快,火电总量得到了大幅提高,近些年来,通过结合高效环保、节水技术,火力发电技术水平得到了有效地提高,火电领域与我国市场经济的联系也越来越紧密,为了在激烈的市场竞争中赢得先机,各火电公司积极加强高新技术的研发及应用,有效缩短了高新技术的应用及推广周期,实现了火力发电成本的逐步降低;另一方面,我国火力发电服务日趋全面和完善。随着火电技术水平的逐步提高,各地区公司越来越重视加强技术引进及交流,使火电技术的跨行业、跨地区优势逐步显现出来,对于火电技术更有效地服务企业和社会创造了条件。
但是,我们也当清醒地意识到我国火力发电技术同发达国家相比仍存在不小的差距,主要体现在如下方面:
1)火力发电效率有待提高。如何提高火电技术发电效率已经成为摆在相关领域研究人员面前的重大课题之一。传统火力发电技术的应用消耗了大量的煤炭等不可再生资源,不仅发电效率低,而且排放了大量的CO2等温室气体,导致大气污染情况日趋严峻。据统计显示:20世纪90年代,我国SO2排放量约3000万吨,其中,超过一半是燃油及燃煤排放所引起的,为了有效减少SO2等污染物的排放,各火电厂纷纷采用烟气脱硫装置,并针对CO2排放征收相应的费用。但是,这些措施仍然治标不治本,必须从提高火力发电技术水平入手,提高火力发电效率,减少温室气体的排放。
2)能源结构亟待调整,可再生资源开发及利用力度有待加强。目前,我国火力发电领域采用最多的仍是矿物燃料,对于绿色燃料——氢燃料的利用仍相当少,能源结构单一,有待进一步调整。
3)水耗问题严重。火力发电过程中需消耗大量的冷却水及补充水等,因此,节水降耗已成为火力发电技术领域的难点,特别对于缺水较为严重的地区而言,有效解决该问题显得尤为重要。
4)供电可靠性有待提高。供电可靠性取决于火电厂电网及机网的协调性,为了确保供电的可靠性,必须加强研究力度,确保各设备之间的协调有序性。目前,我国火电厂供电过程中低频振荡等问题仍频频发生,对发点设备的安全运行造成了极大地威胁。
2 发展清洁高效发电技术的必要性分析
根据上文分析可知,我们火力发电形势严峻,因此,充分开发和利用各种可再生资源,大力发展超临界、核电、水电、煤气化联合发电等清洁高效发电技术,具有十分重要的现实意义。在我国发改委组织下,火电机组“上大压小”已经成为实现我国火力发电节能减排的基本途径。我国2010年关停小火电规模达50000MW,同时,还积极推进清洁高效发电技术的应用,以求逐步优化火力发电生产方式及能源结构,推动我国经济的持续、健康发展。
例如,应用超临界发电技术已成为各大型火电厂提高发电效率的重要手段,该技术继承并发展了多项清洁高效发电技术,可以在短时间内实现规模化生产。一方面,超临界技术有效提高了烟气的净化效率,短期规模化生产的实现加快了火力发电结构的逐步优化,推动了火力发电技术的长足发展;另一方面,该技术在国外已经发展成熟,发电设备材料耐热性强,我国可以通过引进技术及再创新,形成我国独特的清洁高效新型发电技术,提高其在我国的应用效果;此外,该技术参数经优化转变为28MPa/600℃/600℃,利用该技术进行火力发电,可以将发电效率提高到44.65%,较传统发电技术而言具有大幅提高,且生产过程中煤耗量也大大降低,由传统的355g(KWh)-1降至275g(KWh)-1,CO2等温室气体排放量降低了12%,水耗问题也得到了有效解决。因此,以超临界发电技术为代表的清洁高效发电技术已经成为解决我国火力发电生产中各种问题的主要途径,对于提高火力发电效率,减少资源消耗,缓解环境问题,实现我国电力产业的可持续发展均具有十分重要的意义。
3 大力发展清洁高效火力发电技术的策略分析
3.1积极发展新型燃煤发电技术
当前,我国发电形势仍以燃煤发电为主,因此,必须积极发展新型燃煤发电技术,对增量煤电技术进行逐步优化,发展IGCC及高参数高容量发电技术,进一步提升存量,发展现代化环保及能效提升技术,有效提高燃煤机组生产效率,减少温室气体等污染物的排放。此外,应加快高效、环保、节水、节能燃煤发电试点的建设,使发电效率、水耗、污染气体排放等指标达到国际水平。
3.2加快大中型水电建设
针对我国水电装机容量等情况,采用流域、滚动、梯级、综合等方式,积极开发各地区流域,加快大中型水电站的规划与建设。在水电建设过程中,应注重保护当地环境,提高环保效益,建设水电站群综合调控优化等系统,推动科技创新,最大限度地节约水资源,确保大坝的安全性及流域地区的可持续发展。
3.3加大天然气核心发电技术的研发力度
为了进一步优化我国火电结构,必须提高我国火力发电中天然气发电的比重。当前,我国已经引入了E、F级燃气轮机某一部分的制造技术,但是,还未掌握其核心技术——燃气轮机热部件的制造技术,因此,在维修燃气轮机组时仍需要依靠外国。我国还缺乏自主研发的重型燃机,还未切实掌握低热值合成气燃烧技术,对于微小型燃机仍依赖国外进口。我国在天然气发电技术研究方面多集中在大型燃蒸联合以及分布式能源等发电技术方面,必须加快中/低热值燃蒸联合发电试点建设,加快研发微小型高效燃机装备,加大重型燃机等研发力度。
3.4加强新能源发电技术的开发与利用
应积极开发和利用风能、生物能、太阳能、核能、地热能能等新能源,成立新能源研发机构,成立一支专业团队,专门负责可再生能源发电技术的研发工作。各火电厂应跟进新能源项目进展,逐步积累核电技术经验,培养专业技术人才。我国已有火电厂利用秸秆、煤粉混烧进行发电,这是生物能发电技术领域的重大突破,此外,上海普陀区及宁夏也已成立了太阳能发电示范基地,目前,我国新能源发电技术已经进入了高速发展阶段。
3.5全面推进火力发电研发平台的建设
结合火力发电技术的总体目标,全面推进火电研发平台的建设,具体而言,包括燃机技术、火电节能减排及污染控制、大型高效发电设备及涡轮叶片等技术研发平台的建设。所谓的技术研发平台,是对各种实验室、研发中心的统称,以便为火电装备制造、技术研发、示范工程提供技术支持,构建“四位一体”创新体系,以更全面地推动火电技术的发展和创新。
4 结束语
作为我国电力产业的主要组成部分之一,火力发电产业承担着重大的历史使命。因此,必须针对我国火力发电的实际形势,积极推进清洁高效发电技术的全面发展和应用,实现我国电力产业的可持续发展。
参考文献:
[1]戴佩琨,程钧培.火力发电新技术发展[J].发电设备,2011(01):101-106.
[2]邓建玲.大力采用清洁高效发电技术,促进电力工业的可持续发展[J].华电技术,2011(01):320-324.
[3]佐双吉.从环境保护看火力发电技术的发展对策[J].内蒙古石油化工,2010(06):86-90.
【关键词】 火力发电;清洁高效发电技术;绿色能源
目前,我国火力发电产业主要面临着如下压力:一是市场竞争日趋激烈,因此,必须尽可能降低火力发电的成本,提高发电质量及效率;二是环保意识深入人心,要求火力电过程必须尽可能降低SO2、CO2、氮氧化物等物质的排放。为了切实解决这些问题,必须全面推进清洁高效发电技术的发展和应用。
1 我国火力发电形势分析
近些年来,我国火力发电领域得到了快速的发展,也取得了不小的成就。一方面,为了跟上人们逐步提高的电力需求,我国火力发电步伐逐步加快,火电总量得到了大幅提高,近些年来,通过结合高效环保、节水技术,火力发电技术水平得到了有效地提高,火电领域与我国市场经济的联系也越来越紧密,为了在激烈的市场竞争中赢得先机,各火电公司积极加强高新技术的研发及应用,有效缩短了高新技术的应用及推广周期,实现了火力发电成本的逐步降低;另一方面,我国火力发电服务日趋全面和完善。随着火电技术水平的逐步提高,各地区公司越来越重视加强技术引进及交流,使火电技术的跨行业、跨地区优势逐步显现出来,对于火电技术更有效地服务企业和社会创造了条件。
但是,我们也当清醒地意识到我国火力发电技术同发达国家相比仍存在不小的差距,主要体现在如下方面:
1)火力发电效率有待提高。如何提高火电技术发电效率已经成为摆在相关领域研究人员面前的重大课题之一。传统火力发电技术的应用消耗了大量的煤炭等不可再生资源,不仅发电效率低,而且排放了大量的CO2等温室气体,导致大气污染情况日趋严峻。据统计显示:20世纪90年代,我国SO2排放量约3000万吨,其中,超过一半是燃油及燃煤排放所引起的,为了有效减少SO2等污染物的排放,各火电厂纷纷采用烟气脱硫装置,并针对CO2排放征收相应的费用。但是,这些措施仍然治标不治本,必须从提高火力发电技术水平入手,提高火力发电效率,减少温室气体的排放。
2)能源结构亟待调整,可再生资源开发及利用力度有待加强。目前,我国火力发电领域采用最多的仍是矿物燃料,对于绿色燃料——氢燃料的利用仍相当少,能源结构单一,有待进一步调整。
3)水耗问题严重。火力发电过程中需消耗大量的冷却水及补充水等,因此,节水降耗已成为火力发电技术领域的难点,特别对于缺水较为严重的地区而言,有效解决该问题显得尤为重要。
4)供电可靠性有待提高。供电可靠性取决于火电厂电网及机网的协调性,为了确保供电的可靠性,必须加强研究力度,确保各设备之间的协调有序性。目前,我国火电厂供电过程中低频振荡等问题仍频频发生,对发点设备的安全运行造成了极大地威胁。
2 发展清洁高效发电技术的必要性分析
根据上文分析可知,我们火力发电形势严峻,因此,充分开发和利用各种可再生资源,大力发展超临界、核电、水电、煤气化联合发电等清洁高效发电技术,具有十分重要的现实意义。在我国发改委组织下,火电机组“上大压小”已经成为实现我国火力发电节能减排的基本途径。我国2010年关停小火电规模达50000MW,同时,还积极推进清洁高效发电技术的应用,以求逐步优化火力发电生产方式及能源结构,推动我国经济的持续、健康发展。
例如,应用超临界发电技术已成为各大型火电厂提高发电效率的重要手段,该技术继承并发展了多项清洁高效发电技术,可以在短时间内实现规模化生产。一方面,超临界技术有效提高了烟气的净化效率,短期规模化生产的实现加快了火力发电结构的逐步优化,推动了火力发电技术的长足发展;另一方面,该技术在国外已经发展成熟,发电设备材料耐热性强,我国可以通过引进技术及再创新,形成我国独特的清洁高效新型发电技术,提高其在我国的应用效果;此外,该技术参数经优化转变为28MPa/600℃/600℃,利用该技术进行火力发电,可以将发电效率提高到44.65%,较传统发电技术而言具有大幅提高,且生产过程中煤耗量也大大降低,由传统的355g(KWh)-1降至275g(KWh)-1,CO2等温室气体排放量降低了12%,水耗问题也得到了有效解决。因此,以超临界发电技术为代表的清洁高效发电技术已经成为解决我国火力发电生产中各种问题的主要途径,对于提高火力发电效率,减少资源消耗,缓解环境问题,实现我国电力产业的可持续发展均具有十分重要的意义。
3 大力发展清洁高效火力发电技术的策略分析
3.1积极发展新型燃煤发电技术
当前,我国发电形势仍以燃煤发电为主,因此,必须积极发展新型燃煤发电技术,对增量煤电技术进行逐步优化,发展IGCC及高参数高容量发电技术,进一步提升存量,发展现代化环保及能效提升技术,有效提高燃煤机组生产效率,减少温室气体等污染物的排放。此外,应加快高效、环保、节水、节能燃煤发电试点的建设,使发电效率、水耗、污染气体排放等指标达到国际水平。
3.2加快大中型水电建设
针对我国水电装机容量等情况,采用流域、滚动、梯级、综合等方式,积极开发各地区流域,加快大中型水电站的规划与建设。在水电建设过程中,应注重保护当地环境,提高环保效益,建设水电站群综合调控优化等系统,推动科技创新,最大限度地节约水资源,确保大坝的安全性及流域地区的可持续发展。
3.3加大天然气核心发电技术的研发力度
为了进一步优化我国火电结构,必须提高我国火力发电中天然气发电的比重。当前,我国已经引入了E、F级燃气轮机某一部分的制造技术,但是,还未掌握其核心技术——燃气轮机热部件的制造技术,因此,在维修燃气轮机组时仍需要依靠外国。我国还缺乏自主研发的重型燃机,还未切实掌握低热值合成气燃烧技术,对于微小型燃机仍依赖国外进口。我国在天然气发电技术研究方面多集中在大型燃蒸联合以及分布式能源等发电技术方面,必须加快中/低热值燃蒸联合发电试点建设,加快研发微小型高效燃机装备,加大重型燃机等研发力度。
3.4加强新能源发电技术的开发与利用
应积极开发和利用风能、生物能、太阳能、核能、地热能能等新能源,成立新能源研发机构,成立一支专业团队,专门负责可再生能源发电技术的研发工作。各火电厂应跟进新能源项目进展,逐步积累核电技术经验,培养专业技术人才。我国已有火电厂利用秸秆、煤粉混烧进行发电,这是生物能发电技术领域的重大突破,此外,上海普陀区及宁夏也已成立了太阳能发电示范基地,目前,我国新能源发电技术已经进入了高速发展阶段。
3.5全面推进火力发电研发平台的建设
结合火力发电技术的总体目标,全面推进火电研发平台的建设,具体而言,包括燃机技术、火电节能减排及污染控制、大型高效发电设备及涡轮叶片等技术研发平台的建设。所谓的技术研发平台,是对各种实验室、研发中心的统称,以便为火电装备制造、技术研发、示范工程提供技术支持,构建“四位一体”创新体系,以更全面地推动火电技术的发展和创新。
4 结束语
作为我国电力产业的主要组成部分之一,火力发电产业承担着重大的历史使命。因此,必须针对我国火力发电的实际形势,积极推进清洁高效发电技术的全面发展和应用,实现我国电力产业的可持续发展。
参考文献:
[1]戴佩琨,程钧培.火力发电新技术发展[J].发电设备,2011(01):101-106.
[2]邓建玲.大力采用清洁高效发电技术,促进电力工业的可持续发展[J].华电技术,2011(01):320-324.
[3]佐双吉.从环境保护看火力发电技术的发展对策[J].内蒙古石油化工,2010(06):86-90.