火力发电技术中对于清洁能源的应用研究
叶海
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

叶海,. 火力发电技术中对于清洁能源的应用研究[J]. 能源学报,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.157262.
摘要:
火力发电是我国最为常见的发电方式之一,其具有选址灵活,布厂方便,发电量较为稳定的优势。但与此同时,火力发电也容易造成环境污染。如何在保障发电效率的前提下,保护环境?这是有关部门亟待解决的问题。本文将基于此,分析清洁能源在火力发电技术中的运用方式,希望可以给各火力发电厂工作人员一定的启示
关键词: 火力发电清洁能源环境保护
DOI:10.12721/ccn.2023.157262
基金资助:

前言:随着时代的不断发展,我国人民对于电力的需求越来越大。为了满足人们生产、生活的需要,我国采取了多元化的发电方式,在其中应用最为广泛的就要数火力发电,根据权威部门的调查数据报告,我国火力发电厂的发电量占我国总发电量的69.77%,在2022年一年中,火力发电的发电量就高达58531.3亿千瓦时。从此不难看出,火力发电与我国的建设发展密切相关。在高效稳定的同时,火力发电也有其弊端,即容易对环境造成污染。在火力发电技术中应用清洁能源,必然是火电发展的大趋势。

1.我国火电现状

我国煤炭资源丰富,但天然气、石油资源相对较少,故此,在我国的火力发电厂中,以煤炭为主。根据《碳中和报告》当中的数据,仅在2020年,我国电力行业的煤炭消费,就占全国总煤炭消费的54%。火力发电排出的污染物包括但不限于:颗粒污染物PM2.5、氮氧化物NOx、二氧化硫SO2以及挥发性有机物 VOCs,这些物质严重地威胁了生态环境和我国公民的身体健康安全。故此,通过清洁的新能源替代污染较为严重传统能源是历史的大趋势。

2.我国清洁能源的发展态势

随着人类社会的不断发展,能源危机也日益严重。为了保护全人类的未来,全世界的科研部门都在研究新型的清洁能源,并且取得了一定的进展。在这样的历史大背景下,我国火力发电技术也应该向清洁环保的方向进行改变。就目前而言,我国尚属于发展中国家,在发电技术领域,无论是技术研发,还是投入成本,都与欧美日韩等发达国家有一定差距。但自从步入新世纪以来,我国在发展的过程中逐渐认识到了清洁能源的作用,各科研单位大力发展清洁能源技术,并且取得了一定的成果。

近些年来我国环保部门积极践行“两山”理论,排放标准日益提高,许多污染严重的企业都在进行转型,从传统的石油、煤炭资源转为天然气和风能这样的清洁型能源,减少了火力发电过程中的环境污染的问题。譬如说:我国近些年来,核能发电技术应用越来越广。值得重视的是,核能虽然建设成本低,对环境无害,但是,在运作的过程中却容易造成安全问题(如切尔若贝里事件、福岛核电站事件)。故此,核能在民用发电领域的占有率并不高。而水利发电、地热能发电和太阳能发电等环保发电技术,由于种种原因,依旧无法满足我国社会主义建设需要。由此可见,火力发电在未来很长的一段时间之内,依旧会是我国的最普遍的发电技术。为了保护绿水青山,在进行火力发电的过程当中,有关单位必然会引入更多更先进的清洁能源,抑或是提高清洁能源的使用比例,煤炭、石油等污染较大的传统资源所占有的比例必然会大幅度地下跌。

3.洁净火力发电技术

3.1燃料电池

燃料电池技术是近些年来新兴的清洁能源,该技术主要原理是利用空气与燃料接触所产生的氧化反应来发电,利用这种方式进行发电,具有效率高,污染小的特征,故此,该技术深受有关部门和各个发电企业的喜爱。就目前而言,大部分火力发电企业采取的燃料电池技术,主要以SOFC、MCFC这两种为主,前者是固体氧化物燃料电池,以氧化错和固态氧化剂作为电解质,随后将碳氢化合物和天然气作为主要燃料进行转换,这类燃料电池具有效率高,无污染的优势,深受广大火力发电企业的青睐。后者又被称为熔融碳酸盐燃料电池,发电效率高达45%,在日本已经得到了大规模的推广。

总的来说,燃料电池具有以下三个优点:第一,燃料电池技术可以显著地提高发电率,根据我国有关部门的统计数据,燃料电池技术能将火力发电厂的电能转换率提高20%;第二,由于我国公民生产生活的需要,容易出现限电的情况,而燃料电池技术则可以有效地弥补电网供应不够的问题,减少了因为停电而造成问题的几率;第三,燃料电池还具有方便个人携带的特点,可以为抗震救灾等特殊情况提供电力。

3.2煤炭加工技术

上述的燃料电池技术,可以被视为一种化学处理方式,而煤炭加工技术则是基于物理原理而运行的。火力发电站首先要对煤炭进行充分清洗处理,通过这种方式可以减少二氧化硫等污染物的形成。但是,这门技术也有巨大的缺陷,那就是容易造成煤炭资源的浪费。故此,有关部门需要根据我国的实际情况,对该技术进行持续性的优化与改良。同时,不同发电厂的设备、环境迥然不同。有关部门在采用煤炭加工技术时,应当利用现代管理手段,对于不同火电发电厂的不同的情况进行分析,根据分析出的结果对煤炭展开深度加工,进而减少煤炭资源对生态环境的负面影响,提高资源的利用率。

3.3烟气净化技术

烟气净化技术是一种常见于火力发电厂的清洁技术,其包括但不限于煤炭脱硫、重金 属脱离以及煤炭除尘等等,笔者下面以较为常见的活性焦干法烟气净化技术作为案例,尝试进行分析。该技术根本原理在于活性焦物理结构上的独特性与化学稳定性,吸附在煤炭中经常产生的氮氧化物与二氧化硫。减少煤炭在燃烧时产生的污染物,降低环境污染。

3,4煤炭转化技术

所谓的煤炭转化技术指的是将原煤通过气化剂、有机质等原料,进行充分的化学反应,使煤炭资源可以在短暂的时间内,成为可燃气体。在煤炭气化后,工作人员排查原煤当中蕴含的污染气体,并且通过高压蒸汽的驱动,增加发电的效率,通过这种方式,可以极大程度地减少污染物的数量,进而达到环保的目的。

3.5风力和火力的协调

风力是一种常见的发电方式,虽然清洁环保,但效率不高,稳定性相对较差,难以满足我国日益攀升的电力需求。故此,将风力发电与火力发电结合,是相关学者研究的重点。通过两种发电方式的结合的方式,不但可以提高风力发电的效率,也可以减少火力发电对于生态环境的危害,从根本上实现共赢。

3.6天然气发电技术

就目前而言,天然气由于具有易燃烧,热量高的特点,成为了我国火力发电的重要清洁能源,起到至关重要的作用。天然气发电技术的具体原理是,以天然气为主要原料,保障燃气轮机等设备的正常运行。在为企业生产电力的同时,系统运行时产生的余热可以一些用户提供供冷、供热服务,这种技术被称为天然气冷热电三联供技术。一般而言,该技术通常运用在大型园区、商业办公楼、居民小区等地,从而使资源利用最大化。和传统的集中式能源供给相比,该技术可以在安全的状态获得之源的高效应用,为企业创造经济利益。与此同时,该技术的污染物排放明显小于传统的火力发电技术,可以有效的保卫生态环境。

结语:总而言之,在未来很长一段时间内,火力发电都会是我国重要的发电方式,有关部门应该积极地将清洁能源运用于火力发电技术当中,在保障人民用电的同时,维护我国的绿水青山,维护广大人民群众的生命健康安全。

参考资料:

[1]陈立平. 火力发电环保设备管理及应用[J]. 神州,2017(17):282.

[2]尹梅. 现代环保技术在火力发电厂中的设计应用[J]. 资源节约与环保,2021(9):7-8.

[3]刘海龙. 探讨火力发电厂环保设备的管理及应用[J]. 百科论坛电子杂志,2020(14):1877-1878.

[4]李海涛. 火力发电企业环保成本的控制措施[J]. 环境与发展,2019,31(12):254,256. 

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。