不同类型发电机组的燃煤技术比较

以亚临界和超(超)临界发电技术、循环流化床发电技术、整体煤气化联合循环发电技术为研究对象,对不同类型发电机组经济运行数据、废弃物排放等进行了对比分析。结果表明,亚临界、超(超)临界机组烟气脱硫技术成熟,采用低NOx燃烧器及空气分级燃烧技术,可有效降低NOx排放;循环流化床机组污染物控制成本较低;煤气化联合循环机组污染物排放水平很低,并可实现CO2的分离与捕集。     

碳市场下火电统一碳排放基准与减排效应分析

为提高火电中低碳电源的竞争力,在现有低碳技术与碳市场运行经验的基础上,文章提出考虑常规燃煤、碳捕集燃煤和燃气机组3类火电电源排放强度的统一碳排放基准计算方法,将3类火电电源纳入统一的碳配额分配机制中。以火电燃料成本及碳交易成本的综合成本最小化为目标,对各火电机组发电量进行分配。同时文章分析碳捕集煤电发电比例与未来碳价水平对火电行业综合成本和碳排放量的影响,为实现中国碳减排目标提供合理建议。     

碳捕集系统在火电厂中的优化配置

从火电厂CO2排放现状和对碳捕集系统的需求情况出发,定量分析了碳捕集技术对火电厂能耗和发电成本的影响.在考虑发电成本和技术不相容性约束下,建立了以最大化CO2减排量为目标的碳捕集系统优化配置模型,并给出了基于改进离散粒子群算法的碳捕集系统优化配置算法.通过算例分析,验证了所提模型和算法的有效性.     

采用双压再生塔的醇胺法脱碳系统模拟与分析

将常规醇胺法CO2捕集系统中的单压再生塔改为双压再生塔,采用优化参数改进CO2压缩流程,并以超临界600MW机组为研究对象,模拟计算了机组在不同负荷、抽汽参数、烟气流量、CO2捕获率等工况下CO2捕集压缩流程的经济效益.结果表明,改进后CO2捕集压缩能耗最多可降低6.9％,机组发电功率可提高2.4％.在机组602.5 MW负荷、烟气负荷60％、CO2捕获率90％工况下,改进后的CO2捕集压缩较常规流程每年可节约发电量2 860万kW·h,节约脱碳成本715万元.     

考虑污染物限排的初期电力市场动态优化调度

在有功调度中考虑火电机组污染物限排目标可有效限制发电生产对环境的不利影响,促进发电厂商自主采用新技术降低污染物排放.为此,研究了初期电力市场短期发电计划中计及污染物排放控制的动态有功优化调度问题,着重考虑不同机组的发电成本及排污成本具有较大差异的特点,建立多个计及排污因素的动态优化调度问题的数学模型,并提出改进算法.算例表明,该模型可以在有功动态优化调度中有效控制发电机组的污染物排放.     

燃煤电站3000～5000t/a CO2捕集示范装置工艺及关键设备

伴随着二氧化碳（CO2）排放对全球气候变化的影响,发展经济有效的CO2捕集技术迫在眉睫。燃煤电站CO2排放量占我国排放总量接近60%,并且近期有继续增加的趋势。尽管燃煤发电领域的新技术,如联合循环等,具有高效脱除CO2的优势,但是市场占有量小,技术不成熟。由于我国能源结构长期以燃煤发电为主,决定了我国CO2减排工作应该从燃煤电站展开。中国华能集团率先进行了燃煤烟气CO2捕集技术研发,并在华能北京热电厂建立了我国第一套燃煤电站烟气CO2捕集示范装置。该套装置的建成和各项指标试验的进行将为我国大规模推广电站CO2捕集奠定基础。     

燃煤锅炉烟气CO2捕集系统经济性分析

以胜利电厂燃煤锅炉的3万t/a烟气CO2捕集系统为研究对象,对系统建设投资、运行费用(直接与间接运行费用)的组成及比例,以及经济效益进行计算分析.结果表明,系统的捕集纯化部分占总建设费用的50％以上,而存储部分仅为1/10左右;在运行费用中,直接运行费用占3/4以上,其中以电和蒸汽的费用投入最大;间接运行费用所占比例较小,且各项目费用分摊较均匀;系统投资的经济性随CO2捕集成本的增加而降低,当捕集成本达到400元/t以上时,基本无利润.胜利电厂锅炉CO2捕集系统的利润率约为15％.     

考虑储液式碳捕集电厂的含风电系统低碳经济调度

碳捕集电厂可以实现火电电能生产的低碳化,是构建清洁能源体系的重要技术路径之一.配置了溶液存储器的碳捕集电厂能够解耦CO2的吸收与再生两个环节,其捕碳和发电的协调运行能力更强.根据储液式碳捕集电厂的运行机理与能流特性,建立其捕碳与发电出力模型,并构建二维坐标图定量研究无储液与储液式碳捕集机组的总发电出力与净出力运行区间.基于此,建立计及储液式碳捕集电厂的含风电系统低碳经济调度模型,该模型以系统总运行费用最低为目标函数,考虑系统发电成本、碳交易成本以及风电出力不确定性带来的运行风险.以20机系统为例,对含储液式碳捕集电厂的系统优化调度进行研究,结果验证了所提模型的合理性与有效性.     

燃煤碳捕集机组技术经济性分析

燃煤机组进行CO_2捕集成本较高是限制燃煤机组碳减排技术应用的主要因素。本文针对碳捕集成本高的问题,分别建立碳捕集机组的成本分析模型和技术经济性分析模型,以600 MW机组为例,计算了参考机组和碳捕集机组的建设成本及发电成本等参数,并分析讨论了CO_2排放税税收和售卖价格对机组发电成本的影响,以及在保证发电成本相同的情况下CO_2排放税税收价格与售卖价格之间的相互调控关系。结果表明:与参考机组相比,碳捕集机组在相同运行条件下的发电成本增幅为65.6%,碳捕集机组的碳减排成本为2 045.787元/t。     

区域电力结构优化模型及温室气体减排潜力

如何实现电力行业温室气体的有效减排是当前亟待解决的问题.基于碳捕集技术分析,以区域发电成本最小化为目标,以碳排放量为约束条件,构建区域电力结构优化模型;分析在不同减排水平的场景下,区域电力行业不同发电方式的分配结果,论述碳捕集技术在火力发电中的应用前景.研究结果表明,在全年排放总量不变的前提下,基于电力需求动态调整逐月碳排放额度将有效降低发电总成本,降低碳捕集成本及太阳能发电成本将成为节能减排的下一个目标.此研究成果可供电力行业节能减排工作参考.     

四川电网节能发电调度节能减排效果分析

实施节能发电调度旨在减少单位电能生产中的能源消耗和污染物排放,其中减少火电厂的耗煤量与二氧化硫、二氧化碳排放量是其重要环节.基于四川电网的主要火电厂数据,分析节能调度前后耗煤量的变化,计算节能调度前后四川省各火电厂的SO2/CO2排放情况,引入排放效绩指标进行精确分析,验证了节能发电调度政策的有效性.     

美国控制火电厂二氧化硫排放经验的启示

目前我国工业二氧化硫排放量中有42%是火电厂排放的,因此高效控制火电厂的二氧化硫排放是提高空气质量的主要途径。美国利用排污权交易治理火电厂的二氧化硫排放取得了巨大的成功,不仅二氧化硫排放量大幅下降,而且排污权交易也被证明是成本最低的方法。美国的经验对我国治理火电厂二氧化硫排放具有借鉴意义。     

发电厂多时段最优经济调度系统研究

为了根据负荷预测结果确定发电厂各机组的启停及出力计划,在解决了模型建立、优化算法确定等关键技术的基础上,建立了多时段最优经济调度系统。该系统综合考虑了发电运行成本和污染物排放费用,目标函数为总成本最低,其主要功能包括实时与历史功率曲线、基本信息查询和修改、计划负荷导入、经济调度执行、调度结果展示、报表生成、个人设置及系统管理等功能。系统的建立为发电厂的节能减排发挥了积极作用。     

未来"绿色煤电"的思考

中国的电力工业以燃煤发电为主，燃煤发电如何走出一条全面、协调、可持续发展的新型工业化道路是电力行业的重要课题。影响煤电可持续发展的主要因素是环境污染严重和煤电转化效率低。从满足未来电力可持续发展的角度看，现有的洁净煤发电技术在提高效率和减少污染物排放方面尚未达到未来“绿色煤电”的要求。通过分析，提出了未来“绿色煤电”的设想，它是以煤气化制氢和氢能发电为主、对CO2进行分离处理的煤基发电系统，可实现煤基发电的高效和近零排放。并描述了中国华能集团公司发展“绿色煤电”的初步规划。     

中国煤电生命周期二氧化碳和大气污染物排放相互影响建模分析

煤电在中国电力供应结构中占据主导地位,其环境影响是研究热点之一。建立中国煤电生命周期二氧化碳和大气污染物排放分析模型,基于文献调研构建参数数据库,测算中国煤电的单位发电量排放。结果表明,近年来中国煤电生命周期单位发电量的CO₂、SO₂、NO_x和PM_2.5排放分别为838.6 g/（kW·h）、0.34 g/（kW·h）、0.32 g/（kW·h）和0.08 g/（kW·h）。其中煤电单位发电量大气污染物排放,比实施超低排放改造前,下降幅度超过90%。研究发现,增大单机机组规模和进行超低排放改造能够有效降低煤电发电过程的大气污染物排放,采用煤电燃烧后碳捕集和存储(carbon capture and storage, CCS)处理技术能够使煤电CO₂排放下降到144 g/（kW·h）,助力碳中和目标实现。如果不采用更加严格的大气污染物排放标准和处理方式,CCS技术可能会使煤电大气污染物排放强度上升30%~40%,这与碳捕集过程使用的技术有关。     

桥铝电生产环节中影响供电煤耗的原因分析

随着煤炭价格的上涨,火电厂的发电成本随之上升,因此,如何有效地控制和降低发电成本将成为提高火电厂利润的一个重要环节。文章针对桥头铝电公司的发电现状,从降低供电标准煤耗率,提高锅炉效率,降低汽机热耗率的角度出发,用效率分析法对影响供电标准煤耗率的因素进行分析,并对降低发电成本提出了建议。     

基于改进粒子群算法的电力系统有功调度

针对电力系统有功优化调度,提出了一种改进的粒子群算法,该算法考虑了火电厂的煤耗量,污染物排放量,以及线路损耗等,通过分别求解各个单目标优化问题和定义各单项目标的隶属度函数,把多目标优化问题转化为单目标优化问题,从整体上降低电力系统的发电成本。该算法以标准粒子群算法为基础,对其参数进行了改进,并对其搜索速度加以限制。将其应用于电力系统的3机组模型,算例仿真结果表明该算法节省了收敛时间,具有收敛速度快,计算精度高的优点。     

300MW亚临界锅炉NO_x排放量和机组经济性的综合治理

分析了燃煤火力发电厂NOx产生机理及影响因素,指出煤质、炉内燃烧温度、氧浓度及分布状况是影响NOx生成量最直接因素。对于已投产机组,控制运行氧量、实现空气分级燃烧、优化磨煤机组合方式是降低NOx排放量的主要措施。通过降低运行氧量1%～1.5%,NOx排放量可下降10%～40%,供电煤耗下降1～2 g/kWh;通过加强空气分级燃烧,NOx排放量可下降10%～40%,供电煤耗变化不大。采用下4台磨煤机组合方式,NOx排放量可下降50～100 mg/Nm3。     

电力行业污染物排放权交易模型

为了实现排污配额的优化配置,以某一区域的电力行业为例,基于电力企业运营资源费用、发电成本、污染物治理成本、污染物减排绩效、污染物排污交易价格以及污染物排放配额等因素,构建主要大气污染物（SO2、NOx、CO2）排污交易优化模型,采用多情景分析方法,对比分析各因素对电力行业污染物交易以及电厂运行的影响.结果表明,改变排放配额的交易价格和政府的绩效价格,各电厂的电力生产量以及区域的外购电量不变,但各电厂污染物的交易状况发生改变,出现多种交易类型.该模型能够有效解决区域环境治理及电力行业污染物减排问题,实现对区域污染物排放总量和优化能源结构的有效控制,为未来区域能源规划、区域环境质量改善、电厂运行优化以及建立区域污染物排放交易机制提供参考.