洁净煤发电技术探讨分析
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文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ９ — ８ ２ （ １ ）３ ０ １— ４ ０ ５ ０ ０ 一２ ２０ － ０ ３ ０ ０
关键词 ： 洁净煤发 电； 电系统 ； 讨 分析 发 ４ ｇ
中图分类号 ： Ｔ １ Ｍ６ １
Ｄｉｃ ｓｉｎ ｏ ｅ ｎ Ｃｏ ｌ ｗｅ ｎ ｒ ｔ ｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｓ ｕ ｓｏ ｎ Ｃｌａ ａ Ｐｏ ｒＧｅ ｅ ａ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
２１ ０ ２年第 ３ （ 期 总第 ７ ８期 ）
Ｅ ＥＧ Ｎ ＥＧ Ｎ ＥＶ Ｔ Ｎ Ｎ ＲＹ Ａ ＤＥ Ｒ ＹＣ ＳＲ Ａ Ｉ Ｎ
２ １ 年 ３月 ０２
洁 净煤发 电技 术探讨分 析
张少华 ， 王东波
（ 国核 电力规划设计研 究院， 北京 １０ ９ ） ０ ０５ 摘 要： 叙述 了低 Ｎ Ｏ 燃烧 、 流化床联合循环发 电、 整体煤气化联合循环 以及超超临界机组等几种常见的洁净煤发 电技 术。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｏ ｓ ａ ｌ ａ ｏ ｏ ｒｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｓ ｃ ｓ ｌｗ ＮＯｘｃ ｍｂ ｓｉｎ ｔ ｃ ｎ ｌ－ ｓ ｒ ｃ ：Ｓ ｍｅ ｕ ｕ ｌｃｅ ｎ ｃ ａ ｐ ｗｅ ｅ ｅ ａ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｓ ａ ｅ ， ｕ ｈ ａ ｏ ｌ ｏ ｈ ｏ ｕ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｏ ｙ Ｆ ＣＣ ｐ ｗｅ ｅ ｅ ａｉ ｅ ｈ ｏｏ ｇ ， Ｂ ｏ ｒｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ＧＣ ｎ ｈ ａ ｓ ｐ ｒ ｒ ｉａ ｎ ｔ ｔ ． ｏ ｙ Ｉ Ｃ ａ ｄ ｕ ｒ － ｕ ｅ ｃ ｉ ｃ ｕ ｉ ｅｃ ｔｌ
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０ 引言
中国的资源结构决定了中国将长期 以煤炭发电为 主。 目前 ， 中国煤电约 占总发电量的 ７ ％， ０ 每年发电用 煤约 占中国煤炭产量的 ３ 。以火电为主 、 ／ １ 能源消耗结 构以煤为主、动力以汽轮机为主的中国电网面临着煤 耗高， 能源浪费严重， 生态环境影响严重的三大问题。 ２０ ０６年中国供 电煤耗为 ３６ ｇ ｋ ｈ ， ６ ／ Ｗ・） 比工业发达国 （ 家要高 出 ８ ／ｋ ｈ 左右 ， ０ ｇ ｗ・ ） （ 电厂排放 出的粉尘 、Ｏ 、 Ｓｘ Ｎ Ｃ Ｏ Ｏ 和重 金 属 五大 污 染物 ， 中 国一些 地 区 生态 对 环境 已经直接产生危害 。中国因燃烧矿物燃料所产生 的温室气体， 对全球气象也造成一定威胁 。 因此 ， 必须采 取对策， 有效减少火电厂对环境的污染 。 ］ 洁净煤技术一词来源于美 国，它是指煤炭从开发 到利用全过程 中，旨在减少污染排放与提高利用效率 的加工 、 燃烧 、 转化及污染控制等高新技术 的总称。洁 净 煤 技术 将 煤炭 利用 的经济 效 益 、社 会效 益 与 环保 效 益结合为一体 ， 成为能源工业 中国际高新技术竞争的 １ 个主要领域。第 １ 类是在燃烧前的煤炭加工和转化技 术， 包括煤炭 的洗选和加工转 化技术 ， ， 的物理与 如 煤 化学净化 、 配煤 、 型煤和水煤浆技术 、 煤炭 的转化包括 煤炭液化和煤炭气化技术。 ２ 第 类是煤炭燃烧技术 ， 主 要是洁净煤发 电技术 ， 目前 ， 主要包括低 Ｎ 燃烧 、 循 环流化床燃烧 、增压流化床燃烧 、整体煤气化联合循
ＺＨＡＮＧ ａ — ｕ ． ＡＮＧ ｎ — ｏ Ｓｈ ｏ ｈ ａ Ｗ Ｄｏ ｇ ｂ
（ａ ｏａ Ｎ ｃ ａ ｏ ｅ ｌ ｎ ｇａ ｄＤ ｓ ｎＩ ｔｕ ， ｅｉ ０ ０５Ｃ ｉ ） Ｎ ｔ ｎｌ ｕｌ ｒ ｗ ｒ ａ ｉ ｎ ｅ ｉ ｓｔ ｅ Ｂ ｉ ｇ１０ ９ ，ｈ ａ ｉ ｅ Ｐ Ｐ ｎｎ ｇ ｎ ｉｔ ｊ ｎ ｎ
１ 低 ＮＯ Ｘ燃烧技 术
在 向大气排放的燃烧产物中， Ｏ 是 １ Ｎ 种危害人体 健康 ， 破坏大气环境 的污染物。 Ｏ 生成途径有瞬间型、 Ｎ； 热力 型 和燃料 型 ３种 类 型 。瞬 间型 的 Ｎ ， Ｏ 一般 在 富燃 料碳氢火焰 中古优 ，在煤粉燃烧 中其排放量仅 占总量 的５ ％。热力型 Ｎ Ｏ 是空气中的 Ｎ 在高温下氧化形成 的， 与燃烧 区域 的温度水平和 Ｏ 浓度有关 。一般的煤 粉炉 固态 排 渣燃 烧方 式 下 ，当过剩 空 气 系数 小 于 ０９ ．５ 和温度小于 １５ ０ 时 ， ０ 热反应型 Ｎ 可以忽略不计。 燃料型 Ｎ 由燃料中含氮化合物在燃烧过程 中进行 Ｏ是 热分解继而进一步氧化生成 ，与燃料特性 以及锅炉运 行状况关系密切 ， 电站锅炉 Ｎ 排放 占主导地位 ， 在 约 为 ８％ ９％。电 站锅 炉 Ｎ 放控 制 技 术可 分 为一 ０ ０ Ｏ排 次燃烧控制措施及二次烟气净化措施 。降低 Ｎ Ｏ 排放 的首选燃烧控制 ，当采用燃烧控制措施还不能满足排 放标准时 ， 就需要安装烟气脱硝装置。 近年来 ， 一次燃烧控制措施是研究与开发的重点。 次燃烧控制措施 主要包括燃烧优化 、 炉内空气分级 、 燃料分级 、 烟气再循环以及低 Ｎ 燃烧器等技术。 降低
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ８ ２ １— １ １
环、 超超临界机组技术 。 ３ 第 类是燃烧后的烟气净化技 术， 主要有包括烟气脱硫技术 、 烟气脱硝技术 、 颗粒物 控制技术和 以 ｝ 为主的痕量重金属控制技术等 。同 Ｉ ｇ 时， ｃ２ 以 ０ 的分离、 回收和填埋 为核心的污染物近零排 放燃煤技术也 已成为洁净煤技术的主要方向［。 扪 笔者着重介绍低 Ｎ 燃烧技术 、流化床联合循环 发电技术 、整体煤气化联合循环以及超超临界机组几 种常见的洁净煤发 电技术。
关键词 ： 洁净煤发 电； 电系统 ； 讨 分析 发 ４ ｇ
中图分类号 ： Ｔ １ Ｍ６ １
Ｄｉｃ ｓｉｎ ｏ ｅ ｎ Ｃｏ ｌ ｗｅ ｎ ｒ ｔ ｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｓ ｕ ｓｏ ｎ Ｃｌａ ａ Ｐｏ ｒＧｅ ｅ ａ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
２１ ０ ２年第 ３ （ 期 总第 ７ ８期 ）
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２ １ 年 ３月 ０２
洁 净煤发 电技 术探讨分 析
张少华 ， 王东波
（ 国核 电力规划设计研 究院， 北京 １０ ９ ） ０ ０５ 摘 要： 叙述 了低 Ｎ Ｏ 燃烧 、 流化床联合循环发 电、 整体煤气化联合循环 以及超超临界机组等几种常见的洁净煤发 电技 术。
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０ 引言
中国的资源结构决定了中国将长期 以煤炭发电为 主。 目前 ， 中国煤电约 占总发电量的 ７ ％， ０ 每年发电用 煤约 占中国煤炭产量的 ３ 。以火电为主 、 ／ １ 能源消耗结 构以煤为主、动力以汽轮机为主的中国电网面临着煤 耗高， 能源浪费严重， 生态环境影响严重的三大问题。 ２０ ０６年中国供 电煤耗为 ３６ ｇ ｋ ｈ ， ６ ／ Ｗ・） 比工业发达国 （ 家要高 出 ８ ／ｋ ｈ 左右 ， ０ ｇ ｗ・ ） （ 电厂排放 出的粉尘 、Ｏ 、 Ｓｘ Ｎ Ｃ Ｏ Ｏ 和重 金 属 五大 污 染物 ， 中 国一些 地 区 生态 对 环境 已经直接产生危害 。中国因燃烧矿物燃料所产生 的温室气体， 对全球气象也造成一定威胁 。 因此 ， 必须采 取对策， 有效减少火电厂对环境的污染 。 ］ 洁净煤技术一词来源于美 国，它是指煤炭从开发 到利用全过程 中，旨在减少污染排放与提高利用效率 的加工 、 燃烧 、 转化及污染控制等高新技术 的总称。洁 净 煤 技术 将 煤炭 利用 的经济 效 益 、社 会效 益 与 环保 效 益结合为一体 ， 成为能源工业 中国际高新技术竞争的 １ 个主要领域。第 １ 类是在燃烧前的煤炭加工和转化技 术， 包括煤炭 的洗选和加工转 化技术 ， ， 的物理与 如 煤 化学净化 、 配煤 、 型煤和水煤浆技术 、 煤炭 的转化包括 煤炭液化和煤炭气化技术。 ２ 第 类是煤炭燃烧技术 ， 主 要是洁净煤发 电技术 ， 目前 ， 主要包括低 Ｎ 燃烧 、 循 环流化床燃烧 、增压流化床燃烧 、整体煤气化联合循
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１ 低 ＮＯ Ｘ燃烧技 术
在 向大气排放的燃烧产物中， Ｏ 是 １ Ｎ 种危害人体 健康 ， 破坏大气环境 的污染物。 Ｏ 生成途径有瞬间型、 Ｎ； 热力 型 和燃料 型 ３种 类 型 。瞬 间型 的 Ｎ ， Ｏ 一般 在 富燃 料碳氢火焰 中古优 ，在煤粉燃烧 中其排放量仅 占总量 的５ ％。热力型 Ｎ Ｏ 是空气中的 Ｎ 在高温下氧化形成 的， 与燃烧 区域 的温度水平和 Ｏ 浓度有关 。一般的煤 粉炉 固态 排 渣燃 烧方 式 下 ，当过剩 空 气 系数 小 于 ０９ ．５ 和温度小于 １５ ０ 时 ， ０ 热反应型 Ｎ 可以忽略不计。 燃料型 Ｎ 由燃料中含氮化合物在燃烧过程 中进行 Ｏ是 热分解继而进一步氧化生成 ，与燃料特性 以及锅炉运 行状况关系密切 ， 电站锅炉 Ｎ 排放 占主导地位 ， 在 约 为 ８％ ９％。电 站锅 炉 Ｎ 放控 制 技 术可 分 为一 ０ ０ Ｏ排 次燃烧控制措施及二次烟气净化措施 。降低 Ｎ Ｏ 排放 的首选燃烧控制 ，当采用燃烧控制措施还不能满足排 放标准时 ， 就需要安装烟气脱硝装置。 近年来 ， 一次燃烧控制措施是研究与开发的重点。 次燃烧控制措施 主要包括燃烧优化 、 炉内空气分级 、 燃料分级 、 烟气再循环以及低 Ｎ 燃烧器等技术。 降低
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ８ ２ １— １ １
环、 超超临界机组技术 。 ３ 第 类是燃烧后的烟气净化技 术， 主要有包括烟气脱硫技术 、 烟气脱硝技术 、 颗粒物 控制技术和 以 ｝ 为主的痕量重金属控制技术等 。同 Ｉ ｇ 时， ｃ２ 以 ０ 的分离、 回收和填埋 为核心的污染物近零排 放燃煤技术也 已成为洁净煤技术的主要方向［。 扪 笔者着重介绍低 Ｎ 燃烧技术 、流化床联合循环 发电技术 、整体煤气化联合循环以及超超临界机组几 种常见的洁净煤发 电技术。