PDF《澳大利亚先进的燃褐煤发电技术》

海外之窗

1 概述 澳大利亚先进的燃褐煤发电技术 D・布罗克威 煤炭是澳大荆豫主要的发电燃料,电煤占全圈 总发电爨的80%.

澳大利亚发电用煤的z/3为高煤 阶(烟煤),t/3为褐煤(水分食量为30蟛~70蹦的低 阶煤).据澳大稠弧电力供应协会(ESAA)硬计,今后15年内澳大利监的电力需求量将增长37%.其 中部分新增的电量将由薪离威尔士州富余的发电窖 量满足,另外需要新建一批发电站.最近,Sinclair Knight Merz(SKM)公司为低阶煤发电新技术合作 研究中心(CRC)提供的研究报告认为,维多利亚州 和南澳大利亚州在今后的40年中需要新建9~1l 座装机容量为1000MW的燃煤电站,以满足最低为 2蟛舶电力需求增长率. 在随后的几十年内,可再生能源和生物能源的 增长率可能比较太,但这些能源对澳犬利亚全部能 源的贡献率相对较小.煤炭仍将是澳太和亚未来主 要的发电燃料.开发嵩效、低廉和清洁的燃褐煤发电 技术对澳大利亚,特别是维多利亚州和南澳大利妲 州有重要的经济战咯意义. 2低阶煤发电新技术合作研究中心(CRC) 该中心子1993年7月成立,其主要任务是研究 和开发发电新技术和新工艺,以解决低阶煤燃烧成 本高和对环境污染严重的问题.发电新技术是减少 发电成本和环境糟染的关键.与CRC中心台作曲公 司和机构有:Loy Yang电力公司、Yatlourn能源公 司、Hazelwood电力公司、Flinders电力公司、联邦 科学和工业研究维织(CSIRO)矿耪部、Transfield 技术服务公司、Lurgi澳太利亚公司、奠纳什大学、 阿德莱缁大学、斯谳伯恩技术大学、工业战略研究基 金会.

56 维多利监州和南澳大利亚州私有或合资的电力 公司是进行精效发电技术研究的有力支持者.这些 公司对维多嗣亚州和南澳大利亚州的长期褐煤发电 市场表示非常乐观,特别在降低发电成本和减小环 境污染方面倍感兴趣. 目前,低阶煤发电新技术合作研究中心正在进 行40项褐煤发电新技术的研究开发项目.在其台作 、 喜(包括工业部门、CSIRO和学术机梅)的禚投参与 下,该中心的研究力案很强.参与该中心研究谦莲的 研究人员包括110多名科学家、王程师和技术管理 人员,其中有35名研究生. 3褐煤发电技术面临的机会和挑战 毋庸置疑,世界燃煤电蛄将继续严重依赖高骱 煤,但据有丰富褐煤资源的国家将积极增加褐煤燃 料的使用量,这些国家包括:德国、俄罗斯、美国、波兰、捷克、希精、±耳其、澳太利韭、中国、罗马尼亚、 加拿大、保加和亚、印度、泰国、匈牙利、西班牙和印 度尼西亚.德得关注的是,许多电力供不应求的亚洲 辫=太平洋鹭家拥有大嚣的损煤储量. 褐煤含有大量水分,一般在运输或出黼之前需 要先进行处理加工.褐煤主要用于坑口电站.据估 算,全世界的证实褐煤健量足够供2100座发电毙力 为1000MW的电站使用30年.按澳大利亚目前的 褐煤消耗速度计算,经济可开采的褐煤储赣可供澳 犬利亚使瘫1000年. 3.1褐蝶发电的战略优越性 褐煤发电的战略优越性,特别对于澳大利亚经 济来讲,在于该燃辩的成率非常{l蠹廉.维多利堑州的 描煤、澳大利亚硬煤和关然气的直接发电成本分别 为3澳元/MWh、11"-'15澳元/MWh和>20澳元/ MWh.维多幂J亚州耦煤坑I:1电蛄发电成奉棼常低的 中睡煤擞第26糟第3期2000年3月 万方数据 原因有t煤层厚度大,60~100ml煤层上覆岩拱较 薄,一般5~10m}采用斗轮式挖掘桃,生产规模犬. 燃料成本仅是发电成本的一个凶索,其他主要 成本有设备费、电站经营和维修费.然而,燃料成本 本身已经显示了揭煤发电寐漠大乖J溉的战略优越 性. 通过采用目前的粉煤喷吹锅炉和允许合理的投 资所得利润,维多乖j亚州描j霭I发电的最终成本为40 澳元/MWh. 3.2褐煤发电的战略性挑战 竭煤的高水分含量和常燧采用粉煤喷吹技术的 电站的低发电热效率,导致褐煤发电遇到了战路性 挑战,即温室气体(GHG)排敷阐题.目前这一闷题 正在通道开发高效发电技术加以解决. 4澳失利亚燃褐煤坑口电站 澳犬剥亚褐煤主要用途是发电.但是,褐煤的物 理特性使其本身的使用面临特殊的挑战.褐煤的物 理特性有;

高水分含量、低灰熔点和易结渣性. 由于褐煤的高水分含量和干燥时的易自燃性, 维多利亚州的褐煤用于靠近露天矿的电站.褐煤先 由输送执运送到一个临鞋煤仓,经过煞暂储存(一般 少于24小时)之后,被运到粉煤喷吹锅炉燃烧发电. 褐煤处予高水分状态,所有的水分都经过锅炉,因此 需要采用大型的昂贵的锅炉.由于南漠大利亚州的 褐煤生产干偏远的贫瘠矿区,且矿区缺乏发电时所 需的冷却水,因此该州生产的褐煤需要通过铁路运 送到260kin之外的奥吉薪蟮辩的电站.维多利蓝州 和南澳大利亚州的电力公司每年生产45TWh的电 力,消耗6000万t褐煤. 5先进的燃福煤联合循环发电技术 为了提高燃煤电站的热效率和减少CO:、NO;

和SO;

的摊放董,许多先进发电技术处于不弼的开 发阶段.这些技术包括:循环流化床燃烧技术(CF, BC)、超临界粉煤燃烧锅炉技术(SCPC)、液压流化 床燃烧技术(PFBC)、集中气纯联合德环发电技术 (IGCC)和先进液压流化床循环发电技术 (APFBC).这些先进技术的主要开发方向集中在离 输煤的使用上. 褐煤的高水分含量大大影响了传统粉煤喷吹燃 烧锅炉的发电效事.Loy Yaag电站的现代化锯炉燃 烧水分含量为62%柏褐煤,在离热值(HHV)条件下 澳大利雠先进的燃褐辫发电技柬 获得了约29%的燃烧效率.相比之下,常规锅炉高 阶硬谋的燃烧效率为37%. 6燃褐煤先进循环发电效率 先进的高阶煤联合循环发电技术的总效率已经 得到了许多国际机构的评估,其中国际能源署 (IEA)的评估工作可能最为全面.CRC中心也进行 了一项类似柏先进发巍技术中搦煤利用过程的评倍 工作,评估中考虑了煤炭干燥工艺(采用蒸汽流化床 干燥技术(SFBD))的妊要性,提出了与褐煤利用有 关的褐煤特性. 曝霉鞋耩纂幂用的技术 凰l 低阶煤和高阶煤发电效率比较 图1显示了膏热值条件下褐煤(水分含量 62%)和高阶煤的净燃烧效率.高阶煤的燃烧效率取 自参考文献(包括IEA数据),包括许多不同的值. 计算褐煤数据髓假设炭转化率为100%.由于在流 化床气化炉中进行彻底的炭转化过程不可能,91% 的炭转化率得到了实验,并被证明适合于1GCC技术(此时炭在空气压力锅炉中燃烧). 采用APFBC循环发电技术发电燃烧效率最 高,燃烧褐煤(水分禽量62%)发电时燃烧效率为 44%(高热值条件下).各种燃褐煤发电技术CO.排 放量大幅度降低的情况见图2. 7r先进液莲漉化床燃烧技术 APFBc技术(见图3)涉及到部分气化(炭化) 过程和生成炭的压力燃烧过程.循环过程中产生燃 料气(来自部分气化器)和热烟道气(来矗炭燃烧 器).燃料气和烟遭气混合在一起,与补充的空气在 壤部的燃烧器中共圊寅l|l烧,燃烧生成气膨胀后通过 燃气轮机.生成气的瀛度要控制在允许的燃气轮机 入口温度上,以保证较高的燃烧效率.电能既产生于 联合循环中的燃气轮棍,又产生于高压蒸汽循环(蒸 汽来自液堆流化床燃烧过程)中的蒸汽轮机.

57 万方数据 万方数据 澳大利亚先进的燃褐煤发电技术 作者: D・布罗克威, 李孝尚 作者单位: 刊名: 中国煤炭 英文刊名: CHINA COAL 年,卷(期): 2000,26(3) 被引用次数: 0次 本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgmt200003022.aspx 授权使用:(zhangganguk),授权号:6e94a4a0-ab24-4414-97ec-9e1d008e46f3 下载时间:2010年10月28日