關(guān)于如何對(duì)火力發(fā)電技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新的研究

靳磊豪

摘要：中國(guó)的工業(yè)的迅猛發(fā)展是消耗大量煤炭資源支撐起來(lái)的，因此，我國(guó)是煤炭等能源的消耗大國(guó)。由于傳統(tǒng)的煤炭資源并不是清潔能源，隨著煤炭資源的大量消耗我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題也日益凸顯，因此，火力發(fā)電技術(shù)需要通過(guò)創(chuàng)新從而承擔(dān)越來(lái)越繁重的節(jié)能減排的任務(wù)。結(jié)合我國(guó)具體國(guó)情對(duì)火力發(fā)電技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)創(chuàng)新具有重要的社會(huì)意義，有利于實(shí)現(xiàn)工作效率高，能源消耗低和對(duì)環(huán)境友好的工業(yè)發(fā)展。近年來(lái)，電氣自動(dòng)化技術(shù)逐漸在在火力發(fā)電領(lǐng)域中被推廣應(yīng)用，因此，對(duì)火力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新也可以從電氣自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新著手。本文主要從現(xiàn)階段我國(guó)火力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)入手，探討了火力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新相關(guān)內(nèi)容，以期實(shí)現(xiàn)高效環(huán)保的火力發(fā)電技術(shù)。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電技術(shù);創(chuàng)新研究;電氣自動(dòng)化技術(shù)

現(xiàn)階段，作為我國(guó)電力發(fā)展的重要支撐，火力發(fā)電技術(shù)占據(jù)重要地位。但由于大多火力發(fā)電廠仍采用煤炭資源作為主要能源，且當(dāng)前火力發(fā)電技術(shù)不夠發(fā)達(dá)，因此當(dāng)消耗煤炭發(fā)電時(shí)，同時(shí)會(huì)伴隨著一系列的環(huán)境污染問(wèn)題出現(xiàn)。因此，為實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的高效節(jié)能和減排的運(yùn)作，需要對(duì)火力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)行研究。其中，脫硫技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)是火力發(fā)電技術(shù)中最主要且關(guān)鍵的兩大模塊，因此，對(duì)火力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新研究可以從這兩個(gè)方面著手。本文主要分析了火力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀及其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，并從脫硫技術(shù)創(chuàng)新和電氣自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新兩方面探討了對(duì)火力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新研究，以期實(shí)現(xiàn)高效且環(huán)保的火力發(fā)電技術(shù)，并推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展。

1 火力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1脫硫技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，對(duì)燃燒煤炭進(jìn)行脫硫的過(guò)程可以分別位于煤炭燃燒之前，煤炭燃燒中以及煤炭燃燒完成后對(duì)其產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫。但是由于在煤炭燃燒之前和煤炭在爐內(nèi)燃燒過(guò)程中對(duì)煤炭進(jìn)行脫硫的效率較低，即使經(jīng)過(guò)脫硫工序，煤炭?jī)?nèi)部仍然會(huì)留存有相對(duì)較多的含硫雜質(zhì)，因此對(duì)實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電技術(shù)的環(huán)保幾乎不能起到促進(jìn)作用。因此，我國(guó)火力發(fā)電廠大多選擇采用第三種脫硫方法，即對(duì)鍋爐燃燒煤炭后產(chǎn)生排出的煙氣進(jìn)行脫硫工序。對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫的方式除了脫硫效率高外，還具有成本較低的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，因此，它也逐漸得以在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。

而對(duì)于使用煙氣脫硫方式的各火力發(fā)電廠，在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，由于各廠的各項(xiàng)指標(biāo)或其他具體情況略有不同，因此又可以將該脫硫方式細(xì)分為幾種不同的具體脫硫技術(shù)：干法煙氣脫硫技術(shù)、濕法煙氣脫硫技術(shù)和半干法煙氣脫硫技術(shù)。上述三種煙氣脫硫技術(shù)各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，例如，就脫硫效率而言，濕法煙氣脫硫技術(shù)的脫硫技術(shù)是三者中最高的，可以達(dá)到95%以上，而干法煙氣脫硫技術(shù)的脫硫效率則是最低的，但是相對(duì)于濕法煙氣脫硫技術(shù)，干法煙氣脫硫技術(shù)所需的投資較少，具有相對(duì)較好的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)采用該技術(shù)需要為工具留有的面積相對(duì)較小。

1.2電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

電氣自動(dòng)化技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的創(chuàng)新產(chǎn)物，現(xiàn)階段不僅被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電領(lǐng)域，同時(shí)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用也具有重要意義，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高人民的生活質(zhì)量。電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用，其主要功能之一是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)火力發(fā)電廠具體實(shí)施發(fā)電的情況的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在安全隱患或發(fā)生故障的部位所在，并對(duì)此采取相應(yīng)的對(duì)策排除隱患或故障，保障火力發(fā)電廠的正常運(yùn)行。另外，電氣自動(dòng)化技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠內(nèi)的各個(gè)設(shè)備之間的相互通信，將其收集整理并分析完成相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息等通過(guò)該通信功能建立設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。因此，控制和通信功能是電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用的另一主要功能。盡管電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用已經(jīng)取得一定的成就，但是在對(duì)火力發(fā)電技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也存在某些問(wèn)題，只有解決這些問(wèn)題，才能更好的創(chuàng)新火力發(fā)電技術(shù)。

2 火力發(fā)電行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

在保證我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的前提下，火力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是研究出創(chuàng)新的成熟可靠的火力發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)效率高，對(duì)環(huán)境友好和節(jié)約能源的火力發(fā)電工作。

第一，由于設(shè)備的蒸汽參數(shù)對(duì)其具備的熱經(jīng)濟(jì)性起到?jīng)Q定性作用，因此使用具有更高參數(shù)的火力發(fā)電機(jī)組，對(duì)于火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和減少污染非常關(guān)鍵。該火力發(fā)電機(jī)組被成為超臨界發(fā)電機(jī)組，國(guó)內(nèi)于此相關(guān)的技術(shù)研發(fā)正在按原定計(jì)劃有序開(kāi)展，并在一些領(lǐng)域小有成就。為提高火力發(fā)電廠對(duì)煤炭資源的利用率，加大高參數(shù)超臨界發(fā)電機(jī)組的開(kāi)發(fā)力度和增加資金投入是優(yōu)化火電機(jī)組的結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)。

第二，常規(guī)火力發(fā)電廠現(xiàn)階段用于污染物的控制技術(shù)可以在一定程度上控制火力發(fā)電廠污染物的排放，但仍無(wú)法滿足超純排放的要求。采用污染物超低排放技術(shù)逐漸成為當(dāng)前越來(lái)越多的火力發(fā)電廠的選擇，該技術(shù)可以有效減少采用濕法煙氣脫硫技術(shù)過(guò)程中的水消耗量以及煙氣排放中所含的污染物，從而滿足超純排放的要求。該技術(shù)在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，它還可以提高燃料使用率，有利于提高火力發(fā)電廠的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

第三、通過(guò)對(duì)火電機(jī)組系統(tǒng)進(jìn)行集成和優(yōu)化，可以最大限度地降低廢氣排出時(shí)的溫度，從而避免浪費(fèi)系統(tǒng)用電。而剩余熱量則可以在不改變現(xiàn)有超超臨界機(jī)組技術(shù)的情況下循環(huán)利用，有利于提高整個(gè)火電機(jī)組的發(fā)電效率?；鹆Πl(fā)電廠系統(tǒng)的集成同時(shí)也是對(duì)其所含設(shè)備的一種優(yōu)化，例如可在設(shè)備運(yùn)行時(shí)減少能耗從而釋放發(fā)電廠的節(jié)能潛力。因此火力發(fā)電廠系統(tǒng)的不斷集成和優(yōu)化也是火力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)之一。

3 火力發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新研究

3.1脫硫技術(shù)的創(chuàng)新

脫硫技術(shù)的在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用創(chuàng)新主要體現(xiàn)在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及不斷成熟。如上文所述，濕法煙氣脫硫技術(shù)是脫硫效率最高的工藝之一，在此基礎(chǔ)上，石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)具有相對(duì)較為成熟的脫硫工藝，該工藝以石灰石作為脫硫過(guò)程中的吸收劑。該脫硫工藝的具體流程是在吸收塔中噴灑足量的吸收劑，使其與排出的煙氣充分接觸，從而確保吸收劑能夠充分吸收煙氣中的含硫物質(zhì)。在此過(guò)程中，該脫硫工藝的工作原理是煙氣中的二氧化硫或其他含硫氧化物與吸收劑即石灰石中的碳酸鈣在吸收塔中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成石膏，從而實(shí)現(xiàn)吸收劑對(duì)含硫氧化物的吸收，凈化煙氣。除技術(shù)成熟外，該技術(shù)所需的原材料即石灰石的成本也相對(duì)較低，并且十分容易獲得，另一方面，石膏作為該脫硫工藝的產(chǎn)物，又可以用作建筑行業(yè)的施工材料。綜上，火力發(fā)電廠采用石灰石-石膏脫硫技術(shù)不但可以減少其燃煤發(fā)電過(guò)程中排出的污染物，還可以降低其節(jié)能減排的成本從而提高其作為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新

如上文所述，電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因此，為實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，首先必須完善在火力發(fā)電廠中的通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，再加以創(chuàng)新。完善通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，具體是指使系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作的模式，從而確保系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)設(shè)備之間可以進(jìn)行有序和數(shù)據(jù)信息傳輸和實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)信息共享。在此基礎(chǔ)上，在火力發(fā)電過(guò)程中結(jié)合最新的計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的控制手段和保護(hù)手段進(jìn)行創(chuàng)新，確?；鹆Πl(fā)電的安全有序進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，實(shí)現(xiàn)脫硫技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新可以是對(duì)火力發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新研究的兩個(gè)著手方面。實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新對(duì)解決我國(guó)現(xiàn)存的能源高消耗問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題具有重要意義，同時(shí)也有利于推進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展。

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