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1、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,第二章 火力发电及其生产过程,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,第 9 节 火电厂对环境的影响,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,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
2、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，850900度）,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810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,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
3、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%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。,1、燃气轮机基本原理及组成（1）动力循环的基本过程,第 10 节 蒸汽-燃气联合循环,（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：气体燃
4、料：天然气、煤气、液化石油气等液体燃料：煤油、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,（1）基本原理 透平进口温度12601427度，出口温度425600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
5、，构成蒸汽-燃气联合循环。蒸汽-燃气联合循环的净热效率达56%58%,2、蒸汽-燃气联合循环,（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1416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12601427度），热效率降低 可用于热电联产,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
6、 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,（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，
7、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1/22/3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,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 11 节 洁净煤发电技术简介,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1/22/3。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,
