火力发电及其生产过程
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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%
蒸汽-燃气联合循环的净热效率达56%~58%
（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14~16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1260~1427度），热效率降低 可用于热电联产
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。
第 10 节 蒸汽-燃气联合循环
1、燃气轮机基本原理及组成 （1）动力循环的基本过程
（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：
（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1/2~2/3 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
第 11 节 洁净煤发电技术简介
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
第二章 火力发电及其生产过程
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 9 节 火电厂对环境的影响
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 （NOx）
灰渣排放 废水排放
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
5、二氧化碳 （CO2） 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8~10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
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
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1/2~2/3。 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
2、蒸汽-燃气联合循环
（1）基本原理 透平进口温度1260~1427度，出口温度425~600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。
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 （NOx） 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NOx燃烧技术（欠氧燃烧） （2）流化床燃烧技术（降低燃烧温度，850~900度）
气体燃料：天然气、煤气、液化石油气等 液体燃料：wk.baidu.com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
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%
蒸汽-燃气联合循环的净热效率达56%~58%
（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14~16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1260~1427度），热效率降低 可用于热电联产
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。
第 10 节 蒸汽-燃气联合循环
1、燃气轮机基本原理及组成 （1）动力循环的基本过程
（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：
（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1/2~2/3 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
第 11 节 洁净煤发电技术简介
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
第二章 火力发电及其生产过程
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 9 节 火电厂对环境的影响
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 （NOx）
灰渣排放 废水排放
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
5、二氧化碳 （CO2） 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8~10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
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
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1/2~2/3。 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
2、蒸汽-燃气联合循环
（1）基本原理 透平进口温度1260~1427度，出口温度425~600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。
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 （NOx） 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NOx燃烧技术（欠氧燃烧） （2）流化床燃烧技术（降低燃烧温度，850~900度）
气体燃料：天然气、煤气、液化石油气等 液体燃料：wk.baidu.com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