我国洁净煤发电技术应用前景的展望
我国大气污染的特性属于煤烟类型的,因而治理的重点应该是发电用和工业炉用煤的环保管理。根据美国能源部对于几种发电设备今后市场分配情况变化趋势的预测可以知道
(1) 在2005年之前,由于IGCC和PFBC-CC的比投资费用还比较高,因而电站设备中应首先发展CFB技术;
(2) 2010年后电站设备中IGCC将逐渐占优先发展的地位,IGCC的市场份额大约总是PFBC-CC份额的一倍;
(3) 2020年后,PFBC-CC的市场份额大体上与CFB和PC十FGD差不多;
(4) 2010年后煤气化的燃料电池才能进入发电市场,到2030年时,其市场份额才有可能达到8%左右。
当然,在具体的市场份额方面我国的情况应该不同于美国,但是在洁净煤发电技术应用的方向上,首先应该发展CFB,继而必须发展IGCC和PFBC-CC的趋势,则是值得参考的。
建议我国发展洁净煤发电技术的步骤大致如下:
(1)首先抓住发电用煤的洗煤环节,力争在把煤运送到电站和工业用煤场所之前,通过选煤处理,尽可能地除去或减少原煤中所含的灰分、矸石和硫分等杂质。
(2)积极开展对CFB的研究。中小型的CFB炉主要针对工业锅炉改造的需要。特别需要开展对1000t/h发电用CFB锅炉的研制和技术引进工作。当它成熟后,就可以在我国批量生产这个等级的CFB炉,用来新建或改造300MW和600MW等级的基干电站。这样就可以控制住我国新建电站的污染源。与此同时,积极在工业锅炉的领域内推广CFB技术,把分散的工业炉的污染源控制起来。这两大措施的投资费用不会很大,但从控制污染的角度来看,收效是明显的。
(3)积极开展针对大容量煤粉锅炉的炉内脱硫和低NOx燃烧器的研究工作,期望它能比较廉价地控制S0x和NOx,以便改造现有的煤粉锅炉。
(4)第一代PFBC-CC的技术已趋于成熟,它既能控制污染,又能使原有电站的效率提高3~5个百分点。针对我国电站的实际情况,用它来改造125MW燃煤电站是非常现实的。目前,我国已有125MW电站100多座,改造后电站的功率可增至150MW,供电效率增至37.1%~38.2%(视供煤方式为湿法还是于法而定)。此外,PFBC-CC国产化的条件比较好,完全有可能在引进国外技术后,以国产设备来改造一大批我国125MW机组,在经济效益和环保效益方面都是很好的。因而,在2000年前后我们应该以建立150MWPFBC-CC为目标,来开展研制和引进PFBC-CC技术。
(5)IGCC技术也已趋于成熟,它特别适宜于燃用含硫量高于3%的高硫煤,污染物的清除效果也是最好的,它可以使高压或超高压蒸汽轮机的循环效率提高到43%~46%,而且单机功率已经达到300MW,因而值得在2000年前后引进此技术,逐渐使之国产化,以便今后在高硫煤地区或者是对环保质量要求很高的地区使用。引进的IGCC技术之容量应为300~400MW,供电效率必须超过42%(力争趋近于45%),因为目前IGCC的比投资费用还比较高,多化些投资费用就得获得较高的效率和较大的单机容量,以便适应规模经济效应的要求。IGCC技术还将为化工厂走"三联供"道路提供基础。通过煤的气化,除了发电、供热和供民用可燃气外,还能生产甲醇、汽油、尿素等燃料和化学品,使煤得以综合利用,并有利于降低成本。
(6)直接燃用超净煤的联合循环发电方式尚处于试验阶段,澳大利亚正拟与我国小规模地联合开发此项目,应予支持。待有成果后,再决定它的发展方向。
要确实发展洁净煤发电技术一定要严格执行环保法,必须正确地处理国民经济的高速和持续发展与环保之间的关系,而这些关系的正确处理和协调又必须依靠于法律的保障。