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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）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%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。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（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1/2~2/3。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