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固廢利用率100%,這家“花園電廠”是如何做到的?

江蘇省泰州市永安洲鎮坐落著一座“花園電廠”。在高110米的操作平台上,記者看到,電廠內矗立的大煙囪排出的煙氣潔淨如雲。

“我們現在能看到的煙氣都是水蒸汽。”國家能源集團泰州發電有限公司總經理陳旭偉對第一財經記者說。

長江之畔的國家能源集團泰州發電有限公司,總裝機容量400萬千瓦,擁有自主知識產權的世界首台百萬千瓦級超超臨界二次再熱燃煤發電機組。這裡不僅創造過多項“世界之最”,還時刻踐行著循環經濟的內涵。

技術首創挑戰“三無”難題

“煙塵濃度2.37mg/Nm³、二氧化硫濃度12.87mg/Nm³、氮氧化物濃度24.03mg/Nm³……”在國家能源集團泰州電廠集控室內大螢幕上,跳動著實時變化的燃煤發電機組汙染物排放濃度數,反映了泰州電廠二期工程3號機組汙染物排放值遠遠低於超低排放標準。

超低排放是指通過技術創新,使火電機組改造後的煙氣排放達到天然氣燃氣機組標準。對火力發電廠來說,二次再熱技術就是在常規一次再熱的基礎上又增加了一次熱循環,進一步提高循環效率。

是不是熱力循環次數增加越多,效果就越好呢?陳旭偉介紹稱,熱力循環次數並不是越多越好。綜合技術經濟分析,二次再熱性價比較高,是可取的。此外,發展二次再熱更為重要的目的是為我國700℃超超臨界鍋爐材料成熟後,開發更高參數、更加高效的發電機組做好技術儲備。對進一步提升燃煤發電效率、減少煤炭消耗、降低汙染物排放具有重要意義。

然而,大容量高參數二次再熱發電技術是世界性難題,在美國高參數二次再熱發電技術遭遇瓶頸後,日本、丹麥等國選擇了降參數技術路線。也就是說,百萬千瓦二次再熱機組在國際上沒有先例、沒有任何參考資料。

面對這一無總體方案設計、無重大裝備、無控制系統的“三無”難題,國家能源集團研發團隊經過多年反覆論證評審後,終於在百萬千瓦超超臨界二次再熱機組系統集成設計、汽機及鍋爐製造、機組控制策略等關鍵技術研究方面取得多項重大突破和自主知識產權。

機組投產後,發電煤耗比當今世界最好水準低近6克/千瓦時,比國內常規一次再熱百萬機組平均水準低近14克/千瓦時,發電效率達到47.82%,處於世界最好水準。碳排放量每年可比常規百萬機組減排達5個百分點,煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放均實現超低排放。截至2018年底,項目成果已在國內21台機組上得到應用。

循環經濟扮靚“綠色電廠”

見空栽樹,見縫種花,四季常青,月月有花……穿梭在泰州電廠仿佛置身花園之中。

與此同時,泰州電廠所銷售的灰、渣等固廢物還用在了港珠澳大橋的建設上——“變廢為寶”的理念已經深深植入這座“綠色電廠”的基因中。

陳旭偉對第一財經記者說,電廠自投產以來,注重開發利用煤炭燃燒後產生的廢棄物,實現了燃煤發電全過程資源的高效、綜合利用。電廠所銷售的灰、渣、石膏等產品大量用於道路、高鐵、橋梁以及市政建設等方面,節約了大量建築原材料,綜合利用率達到100%。與此同時,廠內應急備用灰場常年不存灰、不見灰,減少了無組織排放。

據陳旭偉介紹,煤粉燃燒後產生的煙氣,經過除塵處理,收集到的灰粒就是粉煤灰。粉煤灰按照細度分為一級粉煤灰、二級粉煤灰和粗灰。一、二級粉煤灰作為製作商品混凝土的重要配料,廣泛應用到高鐵、地鐵、高速、橋梁等基礎設施建設和房地產建設。在摻加了粉煤灰後,其混凝土拌合物顆粒級配有了較大改善,有助於提高混凝土的力學性能和耐久性能;粗灰可以代替粘土作為水泥生產的重要原料,減少水泥生產所需天然粘土的開採和對環境的破壞,實現變廢為寶。

資料顯示,泰州公司每年生產、銷售粉煤灰、爐渣約100萬噸,脫硫石膏約30萬噸,生產的粉煤灰用於泰州大橋、江蘇沿海高鐵、五峰山長江大橋、常州地鐵等一批重點工程,所供產品檢測未發生一例質量問題。

在水環境治理方面,泰州公司建設靜電絮凝處理設備和回用水池,解決了輸煤系統沖洗水回收治理的問題。創新提出低品位余熱濃縮、高品位熱源乾燥的廢水處理技術路線,實現低成本脫硫廢水零排放,其中2號機脫硫廢水排放系統已投入運行,實現了廢水零外排。

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