從節(jié)能減排角度分析我國火電發(fā)展現(xiàn)狀及前景【Abstract】Currently our country generating station mainly regard thermal power as principle, Not only consume a great deal of coal resource, but also result in a bigger stain for environment like this. The economy energy cuts to consume to not only satisfy the energy needs that increases day by day, but also effectively match with the progress of environmental protection operate. Pass analysis our country the present condition of the generating station, proposed economy energy to reduce a row is our country carry out the important path of short-term strategic object. Tallied up domestic and international fire power station economy energy to reduce the advanced method of row, inquired into our country thermal power plant economy energy reducing the counterplan and measure of row, believed the foreground of thermal power will definitely better diameter.【摘要】目前我國發(fā)電廠主要以火力發(fā)電為主，這樣不僅消耗大量的煤炭資源，而且給環(huán)境造成較大的污染。節(jié)能降耗不僅可以滿足日益增長的能源需求，而且可以有效配合環(huán)保工作的進(jìn)行。通過分析我國發(fā)電廠的現(xiàn)狀，提出了節(jié)能減排是我國實現(xiàn)短期戰(zhàn)略目標(biāo)的重要途徑。總結(jié)了國內(nèi)外火電廠節(jié)能減排的先進(jìn)方法，探討了我國火力發(fā)電廠節(jié)能減排的對策與措施，相信火力發(fā)電的前景一定會更好。【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電 節(jié)能減排 優(yōu)化運行火力發(fā)電及我國火力發(fā)電的現(xiàn)狀：火力發(fā)電（thermal power，thermoelectricity power generation）是指利用煤炭、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能，通過熱能來加熱水，使水變成高溫產(chǎn)生高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動發(fā)電機繼而發(fā)電的一種發(fā)電方式。在所有發(fā)電方式中，火力發(fā)電是歷史最久的，也是最重要的一種。由于地球上化石燃料的短缺，人類正盡力開發(fā)核能發(fā)電、核聚變發(fā)電以及高效率的太陽能發(fā)電等，以求最終解決人類社會面臨的能源問題。最早的火力發(fā)電是1875年在巴黎北火車站的火電廠實現(xiàn)的。隨著發(fā)電機、汽輪機制造技術(shù)的完善，輸變電技術(shù)的改進(jìn)，特別是電力系統(tǒng)的出現(xiàn)以及社會電氣化對電能的需求，20世紀(jì)30年代以后，火力發(fā)電進(jìn)入大發(fā)展的時期?；鹆Πl(fā)電機組的容量由200兆瓦級提高到300600兆瓦級（50年代中期），到1973年，最大的火電機組達(dá)1300兆瓦。大機組、大電廠使火力發(fā)電的熱效率大為提高，每千瓦的建設(shè)投資和發(fā)電成本也不斷降低。到80年代后期，世界最大火電廠是日本的鹿兒島火電廠，容量為4400兆瓦。但機組過大又帶來可靠性、可用率的降低，因而到90年代初，火力發(fā)電單機容量穩(wěn)定在300700兆瓦。目前，火力發(fā)電主要是指使用動力煤發(fā)電，其所占中國總裝機容量約在70以上?；鹆Πl(fā)電按其作用分單純供電的和既發(fā)電又供熱的。按原動機分汽輪機發(fā)電、燃?xì)廨啓C發(fā)電、柴油機發(fā)電。按所用燃料分，主要有燃煤發(fā)電、燃油發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電。為提高綜合經(jīng)濟效益，火力發(fā)電應(yīng)盡量靠近燃料基地進(jìn)行。在大城市和工業(yè)區(qū)則應(yīng)實施熱電聯(lián)供。 火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)（以鍋爐為核心）、汽水系統(tǒng)（主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成）、電氣系統(tǒng)（以汽輪發(fā)電機、主變壓器等為主）、控制系統(tǒng)等組成。前二者產(chǎn)生高溫高壓蒸汽；電氣系統(tǒng)實現(xiàn)由熱能、機械能到電能的轉(zhuǎn)變；控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)安全、合理、經(jīng)濟運行。目前我國的火力發(fā)電廠機組約占總裝機容量的74.5%，而火電機組的70%以上是燃煤機組，這與我國的能源結(jié)構(gòu)有關(guān)，我國是一個多煤、貧油、少氣的國家，預(yù)計一次性能源中，其中90%是煤炭能源。2009年中國統(tǒng)計年鑒中的數(shù)字，2008年我國能源生產(chǎn)總量的構(gòu)成是：原煤75.4%，原油12.6%，天然氣3.3%，水電、核電、風(fēng)電7.7%，清潔能源的總比例不到10%，加之從效益分析，清潔能源投入大產(chǎn)出小，適應(yīng)納入長期能源戰(zhàn)略，而電廠的節(jié)能減排見效快、適應(yīng)當(dāng)今環(huán)境和能源的需求，具有實際意義?；痣姀S生產(chǎn)流程火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能來加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動發(fā)電機來發(fā)電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠統(tǒng)稱為火電廠。 火力發(fā)電站的主要設(shè)備系統(tǒng)包括：燃料供給系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其他一些輔助處理設(shè)備。 火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)（以鍋爐為核心）、汽水系統(tǒng)（主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成）、電氣系統(tǒng)（以汽輪發(fā)電機、主變壓器等為主）、控制系統(tǒng)等組成。前二者產(chǎn)生高溫高壓蒸汽；電氣系統(tǒng)實現(xiàn)由熱能、機械能到電能的轉(zhuǎn)變；控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)安全、合理、經(jīng)濟運行。 火力發(fā)電的重要問題是提高熱效率，辦法是提高鍋爐的參數(shù)（蒸汽的壓強和溫度）。90年代，世界最好的火電廠能把40左右的熱能轉(zhuǎn)換為電能；大型供熱電廠的熱能利用率也只能達(dá)到6070。此外，火力發(fā)電大量燃煤、燃油，造成環(huán)境污染，也成為日益引人關(guān)注的問題。 熱電廠為火力發(fā)電廠，采用煤炭作為一次能源，利用皮帶傳送技術(shù)，向鍋爐輸送經(jīng)處理過的煤粉，煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變?yōu)樗羝?，?jīng)一次加熱之后，水蒸汽進(jìn)入高壓缸。為了提高熱效率，應(yīng)對水蒸汽進(jìn)行二次加熱，水蒸汽進(jìn)入中壓缸。通過利用中壓缸的蒸汽去推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。從中壓缸引出進(jìn)入對稱的低壓缸。已經(jīng)作過功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業(yè)，其余部分流經(jīng)凝汽器水冷，成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經(jīng)過凝結(jié)水泵，經(jīng)過低壓加熱器到除氧器中，此時為160度左右的飽和水，經(jīng)過除氧器除氧，利用給水泵送入高壓加熱器中，其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料，最后流入鍋爐進(jìn)行再次利用。以上就是一次生產(chǎn)流程?；痣姲l(fā)電利弊及對環(huán)境的影響1、環(huán)境問題 火力發(fā)電過程中，排出大量煙氣、灰渣，發(fā)出噪聲等，都會對環(huán)境造成污染(見火電廠污染)。因此，在選擇火電廠的廠址時，應(yīng)充分考慮火力發(fā)電引起的環(huán)境問題。一般規(guī)定，新建、擴建和改建的火電廠工程，在初步可行性研究階段，應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響分析，提出環(huán)境影響報告書。在初步設(shè)計階段，還應(yīng)提出防治環(huán)境污染和有關(guān)工業(yè)衛(wèi)生的設(shè)計文件。防治污染的設(shè)施應(yīng)與主體工程同時設(shè)計、施工和投產(chǎn)。火電廠環(huán)境影響分析評價，一般分大氣環(huán)境、水體、噪聲和其他環(huán)境影響，如對土壤、生物和人體健康的影響等。對有超高壓(330765千伏)升壓站和超高壓輸電線路出線的電廠，還應(yīng)考慮電磁噪聲和電暈對無線電、電視等的干擾以及出線走廊內(nèi)線路下靜電場對人體和其他設(shè)施的影響（電磁污染）。環(huán)境影響分析評價的具體內(nèi)容，一般包括現(xiàn)狀的調(diào)查和評價、污染產(chǎn)生的影響及防治措施等。 2、其他問題 熱能與動力工程是以工程熱物理學(xué)科為主要理論基礎(chǔ)，以內(nèi)燃機和正在發(fā)展中的其它新型動力機械及系統(tǒng)為研究對象，運用工程力學(xué)、機械工程學(xué)、自動控制、計算機、環(huán)境科學(xué)、微電子技術(shù)等學(xué)科的知識和內(nèi)容，研究如何把燃料的化學(xué)能和液體的動能安全、高效、低（或無）污染地轉(zhuǎn)換成動力的基本規(guī)律和過程，研究轉(zhuǎn)換過程中的系統(tǒng)和設(shè)備的自動控制技術(shù)。隨著常規(guī)能源的日漸短缺，人類環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強，節(jié)能、高效、降低或消除污染排放物、發(fā)展新能源及其它可再生能源成為本學(xué)科的重要任務(wù)，在能源、交通運輸、汽車、船舶、電力、航空宇航工程、農(nóng)業(yè)工程和環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用，在國民經(jīng)濟各部門發(fā)揮著越來越重要的作用。 這方面人才在加強學(xué)生基礎(chǔ)理論和綜合素質(zhì)教育的同時，加強計算機及自動控制技術(shù)的應(yīng)用，強化專業(yè)實踐教學(xué)，注重全能訓(xùn)練，全面提高自己的實踐動手能力和科學(xué)研究潛力. 我國能源動力類專業(yè)形成于20世紀(jì)50年代。以交通大學(xué)為例，1952年院系調(diào)整時，當(dāng)時設(shè)在機械系中的動力組就單獨成立了動力機械系。由于受當(dāng)時蘇聯(lián)教育體制的影響，在該學(xué)科的發(fā)展過程中，專業(yè)面曾一度越分越細(xì)。50年代初期只有鍋爐、氣輪機、內(nèi)燃機等專業(yè)，以后又先后辦起制冷專業(yè)與風(fēng)機專業(yè)，制冷專業(yè)又細(xì)分出壓縮機，制冷及低溫專業(yè)。在50年代末又創(chuàng)辦了核能專業(yè)，在6070年代有些學(xué)校先后設(shè)立了工程熱物理專業(yè)。這樣能源動力學(xué)科中的專業(yè)就先后包括有鍋爐、渦輪機、電廠熱能、風(fēng)機、壓縮機、制冷、低溫、內(nèi)燃機、工程熱物理，水力機械以及核能工程等11個專業(yè)，形成了明顯的以產(chǎn)品帶教學(xué)的基本格局。 熱能與動力工程專業(yè)中包含的水利水電動力工程專業(yè)的前身為水電站動力裝置專業(yè)。該專業(yè)形成于20世紀(jì)50年代。新中國成立以后，隨著國家對水患的治理和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，國家設(shè)立了華東水利學(xué)院、武漢水利水電學(xué)院、華北水利水電學(xué)院等一些專門的水利院校，1958年起在這些院校和西安交通大學(xué)水利系（西安理工大學(xué)水電學(xué)院的前身）設(shè)立了水電站動力裝置專業(yè)，以滿足國家對水電建設(shè)人才的迫切需求。1977年恢復(fù)高考招生后，該專業(yè)更名為水電站動力設(shè)備專業(yè)。1984年該專業(yè)更名為水利水電動力工程專業(yè)，涵蓋了原水能動力工程、水電站動力裝置、水電站動力設(shè)備、水能動力及其自動化、機電排灌工程、水能動力與提水工程等專業(yè)，昆明工業(yè)學(xué)院、成都科技大學(xué)等一些院校都設(shè)置了該專業(yè)。1998年，按照國家教育部頒布的新的專業(yè)目錄，水利水電動力工程專業(yè)并入熱能與動力工程專業(yè)，新的熱能與動力工程專業(yè)包含了原來的熱力發(fā)動機、流體機械及流體工程、熱能工程與動力機械、熱能工程、制冷與低溫技術(shù)、能源工程、工程熱物理、水利水電動力、工程冷凍冷藏工程等9個專業(yè)。 客觀上說，這種專業(yè)劃分與當(dāng)時我國計劃經(jīng)濟的體制以及工業(yè)發(fā)展的實際情況，在一定程度上是相適應(yīng)的。過窄的專業(yè)面，但卻培養(yǎng)了專業(yè)工作能力較強的學(xué)生。因此，在當(dāng)時對我國經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)體系的重建，曾經(jīng)起到過積極的作用。但隨著社會經(jīng)濟向現(xiàn)代化方向的發(fā)展和高新科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是我國改革開放以后，國外先進(jìn)科技、管理體系的大量引進(jìn)，學(xué)科的交叉融合不斷產(chǎn)生新的經(jīng)濟增長點，當(dāng)時實際存在的過細(xì)過窄的工科專業(yè)設(shè)置，總體上已不能適應(yīng)新的形勢和發(fā)展對人才的需要，必須進(jìn)行專業(yè)調(diào)整。因此，在1993年原國家教委進(jìn)行的專業(yè)目錄調(diào)整中，將能源動力學(xué)科的上述前10個專業(yè)壓縮為4個專業(yè)，即熱能工程，熱力發(fā)動機，制冷與低溫工程，流體機械與流體工程，核工程與核技術(shù)保留。1998年，教育部頒布了新的專業(yè)目錄，將上述前4個專業(yè)進(jìn)一步合并為熱能與動力工程專業(yè)，核工程與核技術(shù)專業(yè)單獨設(shè)立，而在引導(dǎo)性的專業(yè)目錄中，則建議將熱能工程與核能工程合并。但當(dāng)時我國大多數(shù)學(xué)校還是采用了熱能工程與核能工程單獨設(shè)專業(yè)的方案。因此，在2000年教育部設(shè)立的新一輪教學(xué)指導(dǎo)委員中，在能源動力學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會下分設(shè)了三個委員會：熱能動力工程，核工程與核技術(shù)以及熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會。 能源動力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟與國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)和支柱型產(chǎn)業(yè)，同時也是涉及多個領(lǐng)域高新技術(shù)的集成產(chǎn)業(yè)，在國家經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展中一直起著極其重要的作用。近年來，隨著我國各個方面改革的深化發(fā)展，包括市場經(jīng)濟的逐步建立，國有大中型企業(yè)機制的轉(zhuǎn)換，加入WTO后面臨的挑戰(zhàn)，以及能源動力領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，并考慮到我國核科技工業(yè)“十一五”以及到2020年發(fā)展所面臨的形勢與任務(wù)，我國能源動力類以及核相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 能源動力及環(huán)境是目前世界各國所面臨的頭等重大的社會問題，我國能源工業(yè)面臨著經(jīng)濟增長、環(huán)境保護(hù)和社會發(fā)展的重大壓力。我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國，煤炭占商品能源消費的76，已成為我國大氣污染的主要來源。已經(jīng)探明的常規(guī)能源剩余儲量(煤炭、石油、天然氣等)及可開采年限十分有限，2000年的統(tǒng)計資料表明，我國化石能源剩余可儲采比煤炭為92年，石油20.5年，僅為世界儲采比的一半；天然氣為63年，優(yōu)質(zhì)能源十分匱乏。我國已成為世界第二大石油進(jìn)口國，對國際石油市場的依賴度逐年提高，能源安全面臨挑戰(zhàn)，存在著十分危險的潛在危機，比世界總的能源形勢更加嚴(yán)峻?，F(xiàn)在，能源資源的國際間競爭愈演愈烈，從伊拉克戰(zhàn)爭及戰(zhàn)后重建，到中日雙方在俄羅斯輸油管線走向上的角逐等一系列國際問題，無不是國家間能源戰(zhàn)略利益沖突、斗爭的具體反映。因此開發(fā)利用可再生能源、實現(xiàn)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有應(yīng)該說更加迫切、更具重大意義。我們應(yīng)該清楚地認(rèn)識到：我國的能源資源是有限的，我國現(xiàn)有能源開發(fā)利用程度與效率很低，在清潔能源開發(fā)、能源綜合高效利用和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)，與發(fā)達(dá)國家存在著較大的差距：我國水能資源理論蘊藏量（未包括臺灣?。?.76億KW，可開發(fā)容量3.78億KW,相應(yīng)年發(fā)電量19200億KWh，均居世界第一；至2003年底水電裝機容量達(dá)到9139萬KW，年電量2710億KWh，開發(fā)率按電量算只有14，按裝機容量算只有24.2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國、加拿大、西歐等發(fā)達(dá)國家，也落后于巴西、埃及、印度等發(fā)展中國家。高耗能產(chǎn)品能源單耗比發(fā)達(dá)國家平均水平高40%左右，單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2.3倍。同時，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對能源發(fā)展提出了更高的要求。長期以來，粗放型的增長方式使能源發(fā)展與保護(hù)環(huán)境、資源之間的矛盾日益尖銳。未來能源發(fā)展中，如何充分利用天然氣、水電、核電等清潔能源，加快新能源與可再生能源開發(fā)，推廣應(yīng)用潔凈煤技術(shù)，逐步降低用于終端消費煤炭的比重，實現(xiàn)能源、經(jīng)濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展將是十五以及中長期能源發(fā)展面臨的重要選擇。特別地，我國核科技工業(yè)是國家的戰(zhàn)略行業(yè)。完善的核科技工業(yè)體系是確立一個國家核大國地位的基本條件。它既是國家戰(zhàn)略威懾力量和國防科技工業(yè)的重要組成部分，是國家政治、國防安全的重要保障和外交利益所在，同時又是國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)。核軍工、核能、核燃料和核應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是我國核科技工業(yè)的主要組成部分。與此相適應(yīng)，如何培養(yǎng)適應(yīng)上述21世紀(jì)社會需要的能源動力類以及核相關(guān)專業(yè)人才，是每個大學(xué)相關(guān)專業(yè)以及每位從事能源動力類專業(yè)教育的工作者需要解決的重要問題。 常規(guī)化石能源的使用是能源動力學(xué)科專業(yè)教學(xué)的主要內(nèi)容之一，而常規(guī)化石能源的使用與環(huán)境問題密切相關(guān)。目前，煤炭、石油、天然氣等化石能源仍在整個能源構(gòu)成中占據(jù)主導(dǎo)地位，而且估計在今后幾十年地時間內(nèi)這一局面還不會改變。這些常規(guī)化石能源主要直接應(yīng)用于火力發(fā)電，這會帶來一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題，比如硫氧化物、氮氧化物等的大氣污染、固體廢物、水污染和熱污染等。據(jù)最近的報載，當(dāng)前我國每年火力發(fā)電的煤炭耗量超過8億噸，電廠的煙塵排放量約為350萬噸，占全國煙塵排放量的35。其中微細(xì)粒子（小于10微米）排放量超過250萬噸，是影響大城市大氣質(zhì)量和能見度的主要因數(shù)，并嚴(yán)重危害人體健康。因此，對能源動力生產(chǎn)過程中的這些環(huán)境問題必須進(jìn)行妥善處理和控制，實現(xiàn)其環(huán)境友好化，才能保證人類的生存和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。環(huán)境問題