“綠煤”的另一種路徑是水煤漿。國內水煤漿的生產能力發展很快,自主設計生產的水平也有了顯著提高。2005年國內第一條年產50萬t水煤漿成套生產線在廣東建成投產。據不完全統計,截至2010年底,全國各類制漿廠(燃料用)的設計生產能力已突破5000萬t/年,生產和使用量已達到3000萬t/年。隨著水煤漿應用規模的不斷擴大,制漿用煤正在從價高、量少、易成漿的中等變質程度的煙煤向較難成漿的低煤階煙煤擴展。國家水煤漿工程技術研究中心成功開發的“低階煤高濃度制漿技術”使制漿濃度提高3%~5%。
隨著近幾年國際油價的持續上漲以及國內環保意識的逐步加強,節能、環保的水煤漿在我國得到迅速的推廣應用。由于國家政策、鍋爐效率等方面的原因,水煤漿的利用應集中在中、小型工業鍋爐及窯爐上。
水煤漿在推廣應用過程中存在的主要問題是缺乏適合目前市場需求的水煤漿國家強制性標準。現行國家標準《水煤漿技術條件》GB/T18855—2008為非強制性標準,執行情況不佳,而且某些數值已不適應制漿用煤及工藝技術實際生產的需要,也無法適應當前環保需要。同時水煤漿鍋爐的設計、安裝、運行必須遵守一定的規范,才能達到較高的熱效率和較低的排放水平。
另一方面,動力配煤可以充分利用各種煤炭資源,結合動力煤用戶對煤質要求確定動力煤煤質評價指標。電廠鍋爐、工業鍋爐及窯爐采用動力配煤后,實現了供煤質量穩定且符合設計要求,燃燒時可提高效率,節約燃料費用,減少SO2和TSP排放量,有很好的經濟效益與環境效益。
我國已經在棗莊、連云港等城市建成300萬t/a動力配煤工程,提供的配煤產品性能穩定,發熱量、揮發分、水分、硫分及灰分煤質指標等可以根據需要進行調節和控制。
另外,型煤也能夠節約能源,促使煤炭變綠。型煤主要有鍋爐型煤、氣化型煤、窯爐型煤等產品,型煤用量達到4000萬t/年以上。型煤技術較成熟,工藝較簡單,型煤生產的投資和運行成本比較低。燃用型煤可代替散煤和塊煤,節煤在10%以上,可減少煙塵排放量,在配入脫硫劑后,還能脫除燃煤煙氣中的二氧化硫。減排、節能、經濟效益都很顯著。但在推廣應用中由于缺乏相關標準,型煤產品質量難以保障。
清潔煤發電
燃煤發電是我國煤炭的主要利用方向,從2000年以來發電用煤逐年增長,由5.58億t增長到2008年的13.4億t,發電用煤占煤炭消費總量的比重也由2000年的42%上升到近年來的50%左右。
煤電是我國電力供應的主導,在我國電力結構中的比重一直占80%左右,2009年,我國電力裝機總容量為8.74億kW,年發電總量為3.68萬億kWh。其中,火電發電量為3.01萬億kWh,占80.3%。
近年,我國燃煤發電的效率逐年增加,但仍比國際先進水平低,NOx和CO2排放造成的環境問題依然比較突出。因此,提高能效,減少污染物排放,特別是減少CO2的排放是煤炭高效潔凈發電技術發展的主要方向。
煤炭高效清潔發電主要通過提高發電效率,減少煤炭消耗,減少污染物排放和溫室氣體排放,也包括減少污染物排放的脫硫和脫氮等后處理技術。
超臨界火電技術已經進入推廣應用階段,具有機組容量大、發電效率高和環保性能好等特點。我國已擁有自主知識產權的60萬kW超臨界機組。2008年,60萬kW級超臨界濕冷機組的供電煤耗為315.14gce/kWh,最低可達299.77gce/kWh。2008年華能上安電廠的60萬kW超臨界直接空冷機組投產,節水率達75%~85%。截至2009年底,全國已投運的100萬kW超臨界機組達21臺。
超超臨界發電技術是在超臨界燃煤發電技術的基礎上,進一步提高主蒸汽的溫度和(或)壓力等級來不斷提高發電效率。以2006年華能玉環電廠100萬kW等級超超臨界機組投產為代表,我國開始擁有100萬kW超超臨界機組。截至2009年底,全國已投產運行的100萬kW機組達到16臺,還有14臺百萬千瓦超超臨界機組新開工或續建。60萬kW級超超臨界機組的供電煤耗為300.18gce/kWh(統計9臺機組的平均值),最低可達到293.10gce/kWh。
目前,超(超)臨界機組目前存在材料及裝備研制不足、大型機組工程化經驗不足等問題。
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