洁净煤技术包括哪些技术

1. 洁净煤技术包括哪些技术？为什么说洁净煤技术对于我国具有特殊意义 答：(1)洁净煤技术（Clean Coal Technology,简称CCT）的概念是２０世纪８０年代中期美国首先提出的，是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提高利用效率的加工﹑燃烧﹑转换及污染控制等技术的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用，而释放的污染物控制在最低水平，达到煤的高效清洁利用的技术。 洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。 直接烧煤洁净技术，这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法，可以除去或减少灰分、矸石、硫等杂质；型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型时加入石灰固硫剂，可减少二氧化硫排放，减少烟尘，还可节煤；水煤浆是先用优质低灰原煤制成，可以代替石油。②燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。流化床又叫沸腾床，有泡床和循环床两种，由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量，炉渣可以综合利用，能烧劣质煤，这些都是它的优点；先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。③燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多，静电除尘器效率最高，可达99%以上，电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种，干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成干燥颗粒硫酸钙，用集尘器收集；湿法是用石灰水淋洗烟尘，生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90%。 煤转化为洁净燃料技术主要有以下四种：①煤的气化技术，有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下，保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。②煤的液化技术，有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国已开展研究。③煤气化联合循环发电技术，先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达45%。我国正在开发研究中。④燃煤磁流体发电技术，当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%～60%。我国正在开发研究这种技术。 我国煤炭工业洁净煤技术重点发展为4个领域10个方面，即煤炭加工：选煤、型煤、动力配煤、水煤浆；洁净燃煤：循环流化床锅炉；煤炭转化：煤炭气化（含地下气化）与煤炭直接液化；资源化利用：煤矸石综合利用、矿井水与煤泥水净化及利用和煤层气开发利用。 (2)我国在洁净煤技术研究和产业化方面还存在许多问题，主要是我国洁净煤技术层次不高，还没有形成推进洁净煤技术产业化的有效机制，推进洁净煤技术产业化的法规不健全，政策不配套，措施不具体，力量不集中，资金筹集渠道不畅。 首先，采用煤炭加工技术，可有效降低原料煤的灰分和硫分，实现煤炭燃前脱硫降灰，大幅度减少大气污染物排放，减少煤炭利用的外部成本。采用先进的煤炭燃烧技术(如CFBC燃烧劣质煤，脱硫率可达80%一90%;IGCC能源效率可达42%)，不仅可提高燃烧效率，还可实现燃中固硫。煤炭转化技术可在加工过程中脱除硫、灰等有害物质，将煤炭转化为清洁的二次能源。采用FGD可实现燃烧后脱硫，脱硫率达90%以上。发展矿区生态环境技术，可有效减少煤炭开采带来的研石和水等污染，改善矿区环境，实现资源综合利用。中国工程咨询项目研究结果表明，若全面采用洁净煤技术，可有效控制燃煤引起的二氧化硫污染，到2020年，排放总量可比2000年减少40%，全国二氧化硫污染状况可根本好转。其次，发展煤基合成燃料可以促进能源供应来源的多样性，改善单一的能源结构，在相当程度上缓解我国石油、天然气供应不足的问题，且经济投人和运行成本大大低于采用石油和天然气，有利于我国清洁能源的发展及长远的能源安全。“十五”期间将节约14Mt燃料油的规划，70%将通过采用洁净煤技术来实现。 第三，洁净煤技术汇集了电子、信息、自动化、环境科学等高新技术，已不再是传统的煤利用技术。通过发展先进的洁净煤技术，煤炭企业可以实现产品结构的多样化，生产适销对路产品，增加企业经济效益，建立高效益的洁净化煤炭生产消费系统，实现最终产品的洁净化和生产过程的无污染化。其它主要用煤行业，如电力、冶金、建材、化工、机械等，采用先进的燃煤技术和煤转化技术，可提高能源效率，降低污染，提高企业整体技术水平。各地区在发展洁净煤技术的同时，还会带来设备加工、后续服务等相关产业的发展，促进行业及区域经济的提升。西北地区是我国重要的产煤区，发展洁净煤技术将有利于西部大开发战略的实施东南沿海地区采用先进的洁净煤技术，可保证清洁能源的安全供应。总之，发展洁净煤技术，对于改善终端能源结构，实现国民经济可持续发展将起到积极的促进作用。 2. 电厂节能技术有哪些？并加分析。 答：（1）.汽轮机通流部分改造，提高汽轮机通流效率，降低机组热耗，效率达到先进水平，实现节能降耗；提高机组安全可靠性，消除机组存在的影响安全稳定运行的缺陷隐患 （2）.提高冷端系统运行性能，提高真空严密性——对真空低的机组进行真空系统检漏，停机灌水检漏或者用氦质谱检漏仪进行检漏，根据漏率大小及时分期、分批严格处理，保证密性合格（真空下降率<0.27 kPa/min）。保持凝汽器清洁——清洁度≥0.8—0.85，保证凝结水水质，对冷却管内钙垢进行酸洗；正常投入凝汽器胶球清洗装置；在凝汽器入口处设置循环水二次滤网；定期清理凝汽器水室，保证循环水流量充足等。提高真空泵出力——降低工作水温度或冷却水温度。保证冷却塔效率——采用新型淋水填料、塔芯部件、除水器等。 （3）.锅炉燃烧优化调整锅炉热效率损失主要是排烟损失（q2）与机械不完全燃烧损失（q4）。排烟损失取决于排烟温度和排烟氧量，机械不完全燃烧损失主要取决于飞灰含碳量。飞灰含碳量每增加3%—5%，影响锅炉效率约1个百分点。300MW 及以上容量电站燃煤锅炉，排烟温度每升高10℃，锅炉效率大约降低0.5 个百分点，影响供电煤耗约1.7g/kWh。通过锅炉燃烧优化调整，确定合理的一、二次风煤配比、一次风速、配煤配风方式、煤粉细度及过剩空气系数等，使锅炉在最佳氧量与经济煤粉细度下运行，保证煤粉稳定着火燃烧完全、减少漏风，并提供不同负荷下过剩空气系数、风煤比曲线等，用以指导锅炉优化运行，实现优化燃烧。电厂应定期进行锅炉在不同负荷运行条件下的燃烧优化调整试验，特别是在煤种变化和锅炉大修后都应进行必要的调整试验，以使锅炉在调整后的最佳参数下运行。 （4）.风机节能选择与锅炉风(烟)系统相匹配的风机准确计算管网阻力特性，选型应保证系统阻力线要完全落在风机稳定区域内且失速裕度足够。采用合理的调节方式变转速调节最佳（双速电动机、调速型液力耦合器、变频器），其次是动叶调节轴流式风机，再次是静叶调节轴流式风机，离心风机的入口导叶调节最差（除排粉风机外不采用节流调节）。 （5）.低压电器设备节电a) 电除尘器的低压电器节电主要在电加热上，若将灰斗的电加热改为蒸汽加热，则节电效果比较明显。如对于300MW 机组，电加热功率达128KW，可采用合适参数的抽汽代替电加热。b) 合理振打和卸灰。 （6）.微油点火技术通过特殊设计的煤粉燃烧器，使用微量的燃油（油枪出力20—60 kg/h)，在一次风粉喷嘴内部点燃部分煤粉3—6t/h，通过喷入炉膛燃烧的煤粉加热炉膛，再在炉内点燃其他喷入炉膛的煤粉气流，从而实现锅炉冷态启动、低负荷少油和微油点火助燃目的。在满足环保排放要求的前提下，电除尘器可通过对其运行方式及相关参数的优化调整，达到高效、节电的效果，节电效果可达30%—50%。 （7）.冷凝热回收电厂冷凝热品位低，必须用热泵提取之；冷凝热量大且集中，在电厂内或电厂附近一般难以找到足够的稳定的热用户，必须远距离集中供热，用大型高温水大温差水源热泵吸收冷凝热。以充分利用冷凝热和提高系统的经济性为目标合理配置热泵机组。吸收式热泵制热能效比COP可达1.7以上利用水源热泵吸收汽机排汽中的冷凝热，吸收式热泵将集中供热60℃的回水加热到90℃以上，再用换热器将水温提高到热网供水温度，对城市集中供热。热泵对电厂冷却水制冷，回收冷凝热，冷却水无需在冷却塔冷却，可减少能耗、水耗及其它运行费用。热泵对热用户制热，冬季供暖，夏季供冷，四季提供生活热水。 （8）.凝汽器螺旋纽带除垢装置技术在凝汽器每根换热管内，放置一条可以围绕轴心旋转的螺旋纽带除垢装置，纽带在一定流速的冷却水流动能带动下，产生自动旋转和振摆。在周向刮扫剪切和径向振摆碰撞的共同作用下，达到对管内已有水垢的连续清洗作用，对无垢的传热面则有很好的防垢保洁作用。在换热管内纽带的旋转导流下，冷却水呈螺旋线流动。连续自转和不断振摆，侧刃对近管壁的边界滞流层产生有效的扰动，从而使装置有一定的传热强化作用。 （9）.烟气余热深度回收电站锅炉排烟余热深度回收利用系统安装在除尘器之后、脱硫塔之前的烟道中，可以最大程度地降低烟气温度，使烟气温度再降低40～50℃。在一些采用湿烟囱或烟塔合一等最新烟气排放技术的电厂，脱硫塔入口烟温可降低到85℃左右，使烟温达到最佳脱硫效率状态，大大减少脱硫塔的冷却水耗。排烟余热回收系统所吸收的能量可以用来加热凝结水，或通过暖风器加热空气提高送风温度，从而减少低压加热器或者暖风器的抽汽量，增加汽轮机做功，提高机组效率。 （10）.凝汽器真空保持节能系统技术本技术利用胶球清洗，并能长期保持95%以上的收球率，能确保凝汽器所有的冷却管都能得到清洗，使凝汽器时刻保持最佳的清洁状况，彻底免除停机人工清洗。凝汽器真空保持系统依靠压缩空气作为动力，在微电脑控制程序的控制下，间歇地将清洁球瞬间同时一次性发射入凝汽器的入口，对凝汽器所有的冷却管进行擦拭清洗，清洗后的胶球由回收装置收回。凝汽器真空保持系统与凝汽器冷却水系统一同工作。其工艺流程为每隔30～60min清洗运行一次，每次的清洗流程包括：压缩空气储气罐加压，压力释放，发球装置瞬间将胶球发射入凝汽器入口，数量众多的胶球对凝汽器冷却管进行清洗，清洗过后，胶球通过回收装置被收集回主体柜中的集球器，启动主体柜内的胶球清洁程序，对胶球进行清洗去污，随后一次清洗流程结束。 （11）.高压变频调速高压变频调速技术采用单元串联多电平技术或者IGBT元件直接串联高压变频器等技术，实现变频调速系统的高输出功率（功率因数>0.95），同时消除对电网谐波的污染。对中高压、大功率风机、水泵的节电降耗作用明显，平均节电率在30%以上。 （12）.电除尘器节能提效控制技术采用电力电子技术，将工频交流电转换为电压70kV以上、电流峰值4～6A、时间宽度为20μs以下的脉冲电流给电除尘器供电。通过对电流脉冲采取一定的控制模式，增加电除尘器内烟尘带电荷量，增加带电烟尘收集移动速度，并减少无效的能量供给，达到提高电除尘器除尘效率，大幅度减少供电电能的效果。 （13）.电站锅炉空气预热器柔性接触式密封技术将空气预热器扇形板调节在某一合理位置，柔性接触式密封组件安装在空气预热器转子径向隔仓板上，在未进入扇形板时，接触式密封滑块高出扇形板8mm 。当柔性接触式密封滑块运动到扇形板下面时，合页式弹簧发生形变。密封滑块与扇形板接触，形成严密无间隙的密封系统。当该密封滑块离开扇形板后，合页式弹簧将密封滑块自动弹起，以此循环进行。 3. 为什么传热理论和技术在节能领域具有重要作用？举例说明，不少于三个。 答：热力学第一定律告诉我们：能量既不能产生，也不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式。能量的使用过程是能量从一种形式转换为另一种形式，最终转换成难以被利用的形式（通常是以热的形式散失到环境中），传热理论和技能够大大减少这部分能量，在节能领域有重要作用。