清洁高效的火力发电技术分析

清洁高效的火力发电技术分析

李岩范小勇

（国家电投河南电力有限公司沁阳发电分公司河南焦作454150）

摘要：在社会发展的过程中，人们对于环境的重视在不断提升。当前，我国能源消耗中煤炭资源占据的比例非常高，产生了约占排放总量40%的二氧化碳，以及大量的硫化物和氮氧化物，造成日益严重的环境问题。利用清洁高效的发电技术，可以有效缓解大气污染状况。

关键词：清洁高效；火力发电；技术

1我国火力发电的现状分析

1.1以煤电为主的电力结构

对于我国北方大部分地方来说，电力供给的主要来源就是火力发电。而传统的火力发电技术主要是通过燃烧煤炭来转换电能。随着可持续发展战略的提出，目前对于清洁能源的开发利用已经逐步取得成效，尤其是对于火力发电来说，因为其通过牺牲不可再生能源来进行发电，必然会造成能源的紧缺，其次还会造成对大气环境的污染。虽然我国煤炭资源较为丰富，但是对于这种不可短时间内在生能源的使用还需节制。利用清洁能源进行发电是将来社会发展的一个趋势。

1.2适合国情的火力发电

我国目前面临着长期以火力发电为主体的发电方法，除了在能源供给和需求缺口之间的矛盾，在火力发电过程中还释放出烟气和废水排放，对当前的生态环境造成了严重的污染；具体到火力发电的能源转化过程中，由于电力不能储存的特性，那么如何平衡用电峰值的高低则成为一个值得关注的问题。因此，面对以上火力发电出现的能源消耗问题、环境污染问题、技术转变问题，要转换思想，走适合我国国情的、实现可持续发展目标的火力发电结构。因此，当前一段时期内火力发电的战略目标应为降低国内生产总值中的煤炭能源消耗的比例，降低二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物在电力生产中的排放总量，优化煤电的环境效益；调整煤电机组的结构，为防止电厂煤电机组的老旧影响生产效率，应当加大对燃煤机组的扩容提效；最关键的是调整和创新火力发电技术，如整体气化联合循环技术、循环流化床发电技术的突破等等。

2火力发电清洁能源的分析

2.1清洁能源的结构性分析

我国在传统的火力发电中的能源消耗结构需要进行改变，从而保证社会经济的发展稳定。随着国家环保部门对排放标准的一再提升，很多资源消耗严重及污染较大的企业都需要进行转型，依靠自身区域优势进行能源减排，将传统煤炭、石油能源利用结构，慢慢地向风能与天然气等清洁型能源发生转变，从而有效的解决当前火力发电中能源消耗过度及环境污染等问题。例如，我国将核能作为今后能源的主要来源，并且通过不懈努力的研究，已经能够安全地使用核能进行发电。虽然这种能源使用成本较低，又比较环保。但是，其安全问题一直是研究人员头疼的问题。只有将核能发电技术真正的安全问题进行解决，才能够广泛的应用于民用发电领域。其次，像天然气等清洁能源的使用率如何进行提高，并且相应的电能转换效率进行增加，以便能够达到目前电力需求的状态。根据这些问题看出，我国对于清洁型能源的使用还是存在很多的问题。

2.2风力与火力发电的协调

虽然风力作为清洁能源，高效、低耗，有着广阔的市场，但是单纯使用风力发电，不能满足火电厂供电商的产量瞬时供应，因此面临着能量不确定性和能源不平衡的问题。所以，从经济角度和市场角度，发电商只采取单独的风力发电模式最终将有损效益，并存在生产预估风险。因此，可以同时利用火电、风电机组相结合的方式，既实现风能的清洁无污染的特性，又能降低火力发电废气排放的污染量，同时，规避风力发电的能量供应不稳定的风险，还能利用火力发电实现供电商的利润，可以说是一举多得。具体的，首先要考虑经济因素选择适合火电厂的风电机组，现在较为常用的是双馈感应风电机和直驱式风电机，其次完成风力和电力机组系统的结合过程，如电气接线、风电机组的监控及保护、无功补偿等操作。最后，为保证风力发电机组能够源源不断的为发电提供动力，还应当对风电机组配备升温保护等设备。

2.3洁净煤火力发电技术

2.3.1燃料电池

燃料电池作为目前世界上关注度比较高的一种新型清洁能源，其主要的发电原理是通过燃料与空气接触产生的氧化反应，这种直接通过化学反应将热能与电能进行产出的方法不仅简单，并且产生来源也是非常方便。目前，大多数火力发电企业在燃料电池的应用上，主要是以MCFC和SOFC两种。其中SOFC是固体氧化物燃料电池，主要是以固态氧化钇、氧化锆为电解质，然后以天然气、碳氢化合物作为主要燃料进行转换，这种燃料电池的输出电能效率非常高。对于燃料电池来说，其主要具备以下一些优点：首先，燃料电池能够提高发电率，通过使用燃料电池能够将传统的火力发电厂的电能转换效率提高近20%。其次，保证了转换电能的稳定性，随着日常生活中人们对于电能需求的不断增加，很容易出现一些限电问题，并且受到自然灾害的影响，电力供应容易出现紧缺。而通过采用燃料电池技术，能够有效地弥补电网供应不足的问题，大大降低了由于停电造成的各种问题发生的几率。此外，这种燃料电池还能够方便携带，在抗震救灾，野外救援时很好地提高电力支持。

2.3.2烟气净化

目前，烟气净化也是较为常用的方式，主要包含除尘、脱除重金属、脱氮和脱硫等技术。本文仅对活性焦干法烟气净化技术加以分析。利用活性焦干法进行烟气净化的技术对解决火电厂发电过程中污染物排放的问题有积极作用，主要有以下几点，首先根据活性焦干法烟气净化原理，其通过利用活性焦在物理结构上独特的孔隙构造，以及化学稳定性和化学特性，将氮氧化物及水蒸气进行吸附、催化及高温加热，最终析出二氧化硫，不仅如此，其孔隙的物理构造使得在脱除的过程能够将重金属离子、粉尘等污染物一同析出，大大提高入口二氧化硫、氨气、汞及粉尘的去除率。其次，使用活性炭技术的过程中不会造成工艺水的浪费，因此也更加不会产生有关水污染方面的负担，特别适合本身水资源有限或者已经遭受一定污染的地区。除此之外，脱除出来的硫化物可以被用于进行废物利用、二次加工的形式，如用于钢厂的酸洗等。

2.4天然气发电技术

未来进一步加强火力发电技术结构的优化，目前对于天然气发电技术的研究不断加强，为了能够适应天然气发电技术的需要，我国相继引入了F级、E级燃气轮机制造技术，并且已经具备了相应的制造能力，掌握了燃气轮机发电的相关技术。目前燃气轮机的联合循环效率最高可达61%，大大地提高了天然气能源的利用率。可是，这些成果的取得，都是在投入大量的精力、物力、财力才得到的，因为燃气轮机的核心技术还被西方国家垄断，一些设备的维修还需要依赖外国技术。这样就造成了一些大型燃气轮机的都需要以进口为主，严重地制约了我国的经济发展。天然气的发电技术除了燃气轮机发电以外，还有一种是通过分布式发电技术，这种以天然气为原料进行燃气轮机的驱动，然后在产生电力的同时，燃气轮机内部的余热被回收设备进行回收，然后再向一些需要进行供热、供冷的用户进行提供。从而大大地增加了能源的利用率，使得天然气的使用效率得到提升。与传统的集中式能源供给形式相比，这种新型的天然气分布式发电技术，不仅自身安全性大大提高，并且天燃气的利用效率显著提高，给电力企业创造了更多的收益。

结语

清洁高效的发电技术的应用是促使火力发电技术水平得到进一步提高的有效途径。各类清洁高效发电技术的应用，不但能够促使我国当前的电力生产企业发电效率得到明显地提高，还可将对环境带来的污染减少到最低。

参考文献

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