第十章電力工業(yè)清潔生產(chǎn)第一節(jié)電力工業(yè)概述隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)絹碓礁械江h(huán)境、資源和人口是日益突出的三大問題，它將決定著地球上人類生活的質(zhì)量。而能源與三者之間有著密切的關(guān)系，能源的消耗取自于資源，服務(wù)于人類，因此如何更好、更合理地開發(fā)和利用能源對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境的改善具有重大意義。一．能源的分類能源，也就是“能量的源泉”，是指可以給我們提供大量能量的物質(zhì)和自然過程，因此能源的種類是形形色色的。對(duì)能源進(jìn)行分類，可以幫助我們了解各種能源的基本性質(zhì)和它們之間的相互關(guān)系。（一）按來源進(jìn)行分類，見表10－1。表10－1根據(jù)能源的來源分類表第一類能源（來自地球以外）太陽(yáng)輻射級(jí)煤、石油、天然氣、油頁(yè)巖、草木燃料、沼氣和其他由于光合作用而固定的太陽(yáng)輻射能。風(fēng)、流水、海流、波浪海洋熱能直接的太陽(yáng)輻射宇宙射線、流星和其它星際物質(zhì)帶進(jìn)地球大氣中的能量第二類能源（來自地球內(nèi)部）地球熱能地震、火山活動(dòng)地下熱水和地?zé)嵴羝ò厝釒r層原子核能鈾、釷、氫等第三類能源（來自地球和其它天體的作用）潮汐能第一類是來自地球以外的天體的能量。其中最主要的是太陽(yáng)輻射能，此外，還有其它恒星或天體發(fā)射到地球上的各種宇宙射線的能量。第二類是地球本身蘊(yùn)藏的能量。如海洋和地殼中儲(chǔ)存著的原子核能以及地球內(nèi)部的熱能。第三類是由于地球和其它天體相互作用而產(chǎn)生的能量，如潮汐能等。（二）按“一次能源”和“二次能源”進(jìn)行分類，表10－2。

表10－2“一次能源”和“二次能源”一次能源再生能源風(fēng)、流水、海流、海洋熱能、潮汐能草木燃料、直接的太陽(yáng)輻射、地震、火山活動(dòng)地下熱水、地?zé)嵴羝ò厝?、熱巖層非再生能源化石燃料（煤、石油、天然氣、油頁(yè)巖）核燃料（鈾、釷、氫）二次能源電能、氫能、汽油、煤油、柴油、火藥、酒精、甲醇、丙烷、苯胺、硝化棉和硝化甘油等等以現(xiàn)成的形式存在于自然界中的能源一般稱為“一次能源”，需要依靠其它的能源來制取或產(chǎn)生的能源則稱為“二次能源”。對(duì)于“一次能源”而言，火電廠是消費(fèi)者，但是，相對(duì)于其它能源使用部門來說，它又是一個(gè)能源的供應(yīng)者，所以通常把電能列為“二次能源”?！耙淮文茉础边€可以按照能否“再生”而進(jìn)一步分類。所謂“再生能源”就是不會(huì)隨著它本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用而日益減少的能源。隨著人類的利用逐漸減少的能源稱為“非再生能源”。當(dāng)然，“再生”和“非再生”之間的區(qū)別只是相對(duì)的。（三）按“含能體能源”和“過程性能源”分類，表10－3。表10－3“含能體能源”和“過程性能源”含能體能源草木燃料、化石燃料、核燃料、地下熱水和地?zé)嵴羝咚凰畮?kù)氫能過程性能源風(fēng)、流水、海流、潮汐地震直接的太陽(yáng)輻射電能能量比較集中的“含能體”是“含能體能源”，能量比較集中的“能量過程”則是“過程性能源”。各種化石燃料（或礦化燃料）和核燃料、地下熱水和蒸汽等都是“含能體能源”，風(fēng)、流水和潮汐等則是“過程性能源”。從某種意義和角度來說，能源是人類生命之根本，是人類進(jìn)行生產(chǎn)和生活賴以維持和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。縱觀歷史，人類學(xué)會(huì)和掌握了鉆木取火技術(shù)，從而籍助火的作用驅(qū)除猛獸毒蛇，并從菇毛飲血向以熟食轉(zhuǎn)化，這可以說是利用能源的起始，這大大加強(qiáng)了人類生存和延息的能力。人類對(duì)能源的認(rèn)識(shí)和利用，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過程。每次新能源的開發(fā)利用和變革，不論從柴薪轉(zhuǎn)向煤炭，還是由煤炭轉(zhuǎn)向石油，可進(jìn)行裂變和聚變反應(yīng)的物質(zhì)，都伴隨著生產(chǎn)技術(shù)的重大突破，使生產(chǎn)力獲得巨大發(fā)展。實(shí)踐表明，人類對(duì)能源資源的開發(fā)利用的歷史，也就是人類認(rèn)識(shí)、改造和征服自然的歷史。二．能源的發(fā)展與消耗隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及能源狀況的改變，世界能耗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也不斷地發(fā)生變化。今天，石油、煤、天然氣、水力和裂變?cè)幽?，?gòu)成了現(xiàn)代世界“一次能源”的五大支柱。展望未來，石油、煤、天然氣相對(duì)來說將愈來愈少的用作能源，而愈來愈多的當(dāng)作寶貴的化工原料來使用，地?zé)崮堋⒘炎兡芤约疤?yáng)能等將構(gòu)成未來世界新的能源支柱。地球上能量的儲(chǔ)存是巨大的，但能量的消耗數(shù)字也是十分驚人的，而且能耗的增長(zhǎng)，特別是近三十年來，極為迅速。按照目前的能耗水平，自然界幾十億年生成的礦化燃料——煤、石油、天然氣，人類幾個(gè)世紀(jì)就可以把它們消耗掉，因?yàn)橄乃俣缺却笞匀簧L(zhǎng)它們的速度要快千萬(wàn)倍。勘探資料表明，目前使用的核燃料的儲(chǔ)存量也是很有限的。以上四種燃料現(xiàn)在約占界能源消費(fèi)的94%。其中煤提供了27%，石油提供了45%。地球上能源的分布情況很不均勻，不同國(guó)家的人均能源消費(fèi)的數(shù)量相差也很懸殊。目前占人口不到四分之一的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家消費(fèi)的能源占全世界總能耗的80%，這種不公平的現(xiàn)象也加劇了南北國(guó)家之間矛盾。一些國(guó)際性機(jī)構(gòu)指出，地球的總?cè)丝谥猩杏薪种坏娜藳]有使用電能，但是，西方工業(yè)化國(guó)家的人均能源消耗量卻達(dá)到了很高的數(shù)值。如果所有國(guó)家的人均能源消耗量都像美國(guó)、加拿大、瑞典那樣高，世界的能源早就枯竭了。印度需要新建數(shù)千座五百兆瓦的發(fā)電廠，其人均電能消耗量才能達(dá)到上述國(guó)家的水平。工業(yè)化國(guó)家大量地消耗地球上有限的能源，而產(chǎn)生有害物質(zhì)的污染卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其本國(guó)的范圍，是極不合理和不道德的現(xiàn)象，現(xiàn)在已成為國(guó)際上一個(gè)非常嚴(yán)重的問題。我國(guó)能源消費(fèi)總量（不包括農(nóng)村非商品能源）1979年為5.86億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，居世界第三位，但平均到每個(gè)人的能源消費(fèi)量只有1.14噸。這個(gè)數(shù)字是非常小的，僅為世界平均水平2.3噸的二分之一。同世界上發(fā)展中國(guó)家相比，屬于中等偏低水平。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家1978年的相應(yīng)數(shù)字（噸標(biāo)準(zhǔn)煤/人·年）是：美國(guó)蘇聯(lián)德國(guó)日本12.86.66.34.7四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)需要大量的能源，但我國(guó)目前的能源利用效率和取得的經(jīng)濟(jì)效果與國(guó)外相比尚有較大差距。以1980年為例，每創(chuàng)造一個(gè)美元國(guó)民生產(chǎn)總值，美國(guó)消費(fèi)能源為零點(diǎn)九二噸標(biāo)準(zhǔn)煤，蘇聯(lián)消費(fèi)一點(diǎn)二二噸標(biāo)準(zhǔn)煤，日本消費(fèi)零點(diǎn)三五噸標(biāo)準(zhǔn)煤，印度消費(fèi)零點(diǎn)七九噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而我國(guó)則消費(fèi)二噸左右標(biāo)準(zhǔn)煤，是世界平均消費(fèi)水平零點(diǎn)八四噸標(biāo)準(zhǔn)煤二點(diǎn)五倍左右。這說明我國(guó)在節(jié)約能源方面有很大的潛力。當(dāng)前，我國(guó)的能源問題：一是能源的開發(fā)，一是能源的節(jié)約。但是，由于能源開發(fā)受到多種因素的限制，在短期內(nèi)不大可能大幅度增長(zhǎng)。對(duì)我國(guó)能源供需進(jìn)行預(yù)測(cè)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（翻兩番）所需能源有相當(dāng)一部分須依靠節(jié)能解決。我國(guó)節(jié)能的途徑應(yīng)當(dāng)是：將節(jié)能政策以法律形式固定下來，也就是制訂相應(yīng)的節(jié)能法，節(jié)能與當(dāng)代最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來，不斷地探索和開發(fā)新能源，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。三．電力工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用電能是能源中最主要的能源之一，它是一種極“靈活”的能，它可以很方便地轉(zhuǎn)變成其它形式的能：如機(jī)械能、熱能、光能、聲能、化學(xué)能以及粒子的動(dòng)能等等；而其它形式的能也可通過一定方式轉(zhuǎn)變成電能。自然界中許多“含能體能源”和“過程性能源”都蘊(yùn)藏著極為豐富的能量，這為電能的大量生產(chǎn)提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。電能便于傳輸，通過升壓設(shè)備和輸送線路可將強(qiáng)大的電源按照人們的要求送至數(shù)十公里、數(shù)百公里、甚至數(shù)千公里處的用戶，而線路損失較小。此外，電能的生產(chǎn)，輸送和使用能夠進(jìn)行有效而精確的控制。由于以上原因，電能已成為最廣泛的一種能量。電能作用于一些物質(zhì)所引起的效應(yīng)，往往被認(rèn)為是很奇妙和用其它方法所不能獲得的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)電能本質(zhì)的深入研究，電能的“奧秘”將愈來愈多地被提出。到目前為止，電能在機(jī)械加工、化學(xué)、生物農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和藥物，以及國(guó)防等各方面的應(yīng)用中，有的已顯示出獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生了巨大的效果，有的則展露出一些苗頭，從發(fā)展上來看，其中某些方面將對(duì)科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)帶來某些根本性的變革。因此，電能在人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中必將發(fā)揮更大的作用。十八世紀(jì)中葉以前，人類對(duì)電還沒有正確的認(rèn)識(shí)。1752年7月，北美一個(gè)普通的印刷工人本杰明·富蘭克林（1706—1790），在一個(gè)雷雨交加的荒野上，冒著生命危險(xiǎn)，利用風(fēng)箏做了一次震動(dòng)世界的吸取“天電”的實(shí)驗(yàn)。他把閃電引到地上點(diǎn)燃了酒精，破除了對(duì)“天火”的迷信，打開了近代電學(xué)研究的大門。接著，由于庫(kù)侖、法拉第、麥克斯韋爾、愛迪生等許許多多科學(xué)家的努力，多少年來一直捉摸不定、視若神鬼的電，終于成為人類手中馴服的動(dòng)力。如果說，火是人類發(fā)展史上的一個(gè)路標(biāo)，電則是人類征服自然的又一個(gè)里程碑。從火到電經(jīng)歷了五十萬(wàn)年的時(shí)間，然而從利用電能到現(xiàn)在的二百年多一點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)，則又開發(fā)和利用了許多新的能源，這標(biāo)志著生產(chǎn)水平和科學(xué)技術(shù)前進(jìn)的步伐由于電能的利用而大大地加快了。電能的應(yīng)用，今天已深入到社會(huì)生產(chǎn)和人們生活的各個(gè)方面，與二百年前相比，今日的世界在生產(chǎn)水平、建設(shè)規(guī)模和科研成就，在社會(huì)的物質(zhì)文化生活的各個(gè)方面，都發(fā)生了極大的變化，這是與電能日益廣泛地被應(yīng)用分不開的，電氣化的程度已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。電力工業(yè)是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域提供電能的部門，它能否高速發(fā)展，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著直接的影響。世界各國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)正、反兩方面的經(jīng)驗(yàn)都證明了：電力工業(yè)必須以更快的速度向前發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)才有可能迅速的發(fā)展，也就是說電力應(yīng)當(dāng)先行。第二節(jié)火力發(fā)電廠的基本生產(chǎn)過程火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)，其生產(chǎn)過程分述如下：一．汽水系統(tǒng)火力發(fā)電廠的汽水系統(tǒng)，如圖10－1所示。圖10－1汽水系統(tǒng)流程

汽水系統(tǒng)包括由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器及給水泵等組成的汽水循環(huán)和水處理系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等。水在鍋爐中加熱后蒸發(fā)成蒸汽，經(jīng)過熱器進(jìn)一步加熱成為過熱蒸汽，然后經(jīng)管道送入汽輪機(jī)。在汽輪機(jī)中，蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)的蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在膨脹過程中，蒸汽的壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器。在凝汽器中，汽輪機(jī)的乏汽被冷卻水冷卻，凝結(jié)成水。凝汽器下部的凝結(jié)水由凝結(jié)水泵升壓后流經(jīng)低壓加熱器和除氧器，提高水溫并除去水中的氧（以防止腐蝕爐管等），再由給水泵進(jìn)一步升壓，然后經(jīng)高壓加熱器打回鍋爐（給水泵以后的凝結(jié)水稱為給水）。汽水系統(tǒng)中的蒸汽和凝結(jié)水總有一些損失，必須不斷向系統(tǒng)補(bǔ)充經(jīng)過化學(xué)處理的水或蒸鎦水。補(bǔ)給水通常加入除氧器中。二．燃燒系統(tǒng)鍋爐的燃燒系統(tǒng)，如圖10－2所示。圖10－2燃燒系統(tǒng)流程（煤粉爐）燃燒系統(tǒng)包括鍋爐的燃燒部分及輸煤、除灰系統(tǒng)等。煤由皮帶輸送到鍋爐房煤斗，進(jìn)入磨煤機(jī)中磨成煤粉，然后和經(jīng)過預(yù)熱的空氣一起噴入爐內(nèi)燃燒，煙氣經(jīng)脫硫、除塵后由引風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)煙囪排入大氣。爐渣和除塵器下部的細(xì)灰通常由灰渣泵排至灰場(chǎng)。三．電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)，如圖10－3所示。圖10－3電器系統(tǒng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電除電廠自用部分外，一般由主變壓器升高電壓后，經(jīng)高壓配電裝置和輸電線路向外供電。電廠自用部分通常由電廠用變壓器降低電壓后，經(jīng)廠用配電裝置和電纜供廠內(nèi)各種輔機(jī)及照明等用電。大、中型火電廠消耗的燃料和排出的灰渣等，數(shù)量相當(dāng)大，一座20萬(wàn)瓩火電廠的一些主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如表10－4所示。表10－420萬(wàn)瓩水電廠生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)單位：項(xiàng)目高溫高壓電廠中溫中壓電廠說明燒煤量約110噸約140噸按發(fā)熱量5000大卡/公斤的普通煤計(jì)算排灰量約15～20噸約20～25噸按煤的灰分為15～20%計(jì)算冷卻水量3～4萬(wàn)噸（約9立方米/秒）4～5萬(wàn)噸（約12立方/秒）冬季用水量可以減少40～50%補(bǔ)給水量/h30～40噸35～50噸化學(xué)處理水或蒸餾水，補(bǔ)難率按5%計(jì)算（國(guó)外一般為1%左右）供電量/h約18.2萬(wàn)度約18.4萬(wàn)度發(fā)電20萬(wàn)度，電廠自用按8～9%計(jì)算（國(guó)外燃油電廠為4%左右，燃煤電廠為6%左右）。四．火力發(fā)電廠的效率火電廠生產(chǎn)過程中，各個(gè)環(huán)節(jié)都有能量損失。如果以電廠鍋爐燃用煤的發(fā)熱量作為100%，則各種參數(shù)電廠的能量損失和發(fā)電效率大致如表10－5所示。表10－5電廠的能量損失和發(fā)電效率項(xiàng)目中溫中壓電廠高溫高壓電廠超高壓電廠（中間再熱）超臨界壓力電廠（中間再熱）說明鍋爐熱損失（%）汽輪機(jī)的機(jī)械損失（%）發(fā)電機(jī)損失（%）管道系統(tǒng)損失（%）11111100.50.51.090.50.50.580.50.50.5這四項(xiàng)損失主要與機(jī)組容量有關(guān)，較大的機(jī)組損失的百分?jǐn)?shù)較小，表中所列數(shù)據(jù)為粗略的平均值汽輪機(jī)排汽熱損失（%）61.557.552.550.5主要決定于蒸汽參數(shù)總損失（%）發(fā)電效率（%）75.524.569.530.563376040這里的汽輪機(jī)排汽熱損失，就是排汽在凝汽器內(nèi)凝結(jié)水時(shí)為冷卻水所吸收并帶走的潛熱損失。以中溫中壓電廠為例，每公斤汽輪機(jī)進(jìn)汽的含熱量為790大卡，而每公斤排汽在凝汽器內(nèi)損失的熱量約500大卡。排汽凝結(jié)成水的損失如此大，但不凝結(jié)成水又無法送回鍋爐支，這是火力發(fā)電廠效率低的主要原因。提高火電廠效率的辦法除提高鍋爐、汽輪機(jī)等設(shè)備的制造、運(yùn)行水平外，主要是提高蒸汽參數(shù)和采用中間再熱。進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)越高，它的含熱量也越高，但排汽潛熱損失變化不大。因此，當(dāng)進(jìn)汽參數(shù)提高時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的熱量相對(duì)增加，從而提高了發(fā)電效率。我國(guó)目前已大量采用高溫高壓（90大氣壓、555℃）機(jī)組，比中溫中壓（35大氣壓、435℃）機(jī)組，平均可以節(jié)約燃料25%左右。近年來新建的大型電廠，大多采用超高壓或臨界壓力機(jī)組，可以節(jié)約更多的燃料。進(jìn)一步提高蒸汽參數(shù)會(huì)帶來一些問題。一般當(dāng)汽溫提高到570℃以上時(shí)，需采用一種特殊的不銹鋼（奧氏體鋼），它的價(jià)格很貴，可靠性較差。如果只提高汽壓而不提高汽溫，則非但效率提高很有限，而且使汽壓機(jī)低壓部分蒸汽中的水分增多，影響安全運(yùn)行。因此，超高壓上的機(jī)組普遍采用中間再熱。中間再熱就是把在汽輪機(jī)內(nèi)已經(jīng)部分膨脹后降低了汽壓、汽溫的蒸汽，引入鍋爐內(nèi)的中間再熱器中重新加熱，如圖10－4所示，一般使汽溫提高到初蒸汽溫度，然后再引回汽輪機(jī)中、低壓部分繼續(xù)做功。中間再熱約可提高效率5～6%，同時(shí)可以降低汽輪機(jī)低壓部分蒸汽機(jī)中的水分，有利于安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。我國(guó)已有一批12.5萬(wàn)、20萬(wàn)及30萬(wàn)瓩的中間再熱式機(jī)組投入運(yùn)行。圖10－4中間再熱系統(tǒng)目前國(guó)外大型機(jī)組的汽壓一般采用160～170大氣壓或240～250大氣壓，汽溫535～570℃，中間再熱至535～570℃。過去曾經(jīng)有少數(shù)大型機(jī)組采用兩次中間再熱，可以進(jìn)一步提高效率2%左右，但系統(tǒng)過于復(fù)雜，近年來基本上已不采用。圖10－5為熱電廠生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖。

圖10－5熱電廠生產(chǎn)工藝流程圖

第三節(jié)圖10－5熱電廠生產(chǎn)工藝流程圖一．磨煤機(jī)磨煤機(jī)通常是靠擊碎、壓碎和研碎三種方式把煤磨制成煤粉，每一種磨煤機(jī)往往同時(shí)用上述兩種甚至三種碎煤方式，但以一種方式為主。磨煤機(jī)的型式種類很多，按轉(zhuǎn)速可以分為三類：低速磨煤機(jī)，如筒式鋼球磨煤機(jī)；中速磨煤機(jī)，如平盤磨、碗式磨和E型磨等；高速磨煤機(jī)，如風(fēng)扇磨、豎井磨等。其特點(diǎn)見表10－6。表10－6磨煤機(jī)種類及特點(diǎn)種類項(xiàng)目低速磨煤機(jī)中速磨煤機(jī)高速磨煤機(jī)常用型式鋼球磨煤機(jī)球式和輥式中速磨煤機(jī)錘擊式、豎井式、風(fēng)扇式磨煤機(jī)轉(zhuǎn)速15～25轉(zhuǎn)/分80～100轉(zhuǎn)/分600～1，500轉(zhuǎn)/分特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，但體積大笨重，用鋼材多耗電也多。一般用于貯倉(cāng)式系統(tǒng)體積小，用鋼材少，耗電?。s為鋼球磨煤機(jī)的60～75%），但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。一般用于直吹式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧，用電最省，但磨制的煤粉較粗，部件磨損較快。用于直吹式系統(tǒng)適用煤種各種煤都能磨，特別適用于較硬并要求磨得較細(xì)的煤（如無煙煤）除很硬和水分很高的煤種外都適用主要用于松軟、水份較多、揮發(fā)物較高的煤種（如褐煤和泥煤）使用情況我國(guó)廣泛采用，歐美各國(guó)主要用于磨制無煙煤我國(guó)用得較少，歐美各國(guó)廣泛采用我國(guó)用得較少，德國(guó)和東歐各國(guó)用得較多筒式鋼球磨煤機(jī)簡(jiǎn)稱球磨機(jī)，是目前國(guó)內(nèi)各電廠應(yīng)有最廣泛的一種磨煤機(jī)，它的主體是一個(gè)直徑為2～4米，長(zhǎng)3～8米的圓筒或錐形筒，其容積的20～35％裝著直徑為30～60毫米的鋼球。筒身由兩端空心軸頸支持在軸承上。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置以16～25轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速帶動(dòng)筒體旋轉(zhuǎn)。原煤和干燥劑（一般是熱空氣）從一端經(jīng)過空心軸頸進(jìn)入磨煤機(jī)，當(dāng)筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，鋼球被提升到一定的高度，然后落下，煤在筒中一方面由于鋼球的撞擊，另一方面也受到鋼球移動(dòng)時(shí)的研磨被破碎成煤粉。在此過程中熱空氣對(duì)原煤及煤粉進(jìn)行干燥，磨制成的煤粉靠干燥劑的流動(dòng)從另一端空心軸頸帶出，所以干燥劑也起著輸送煤粉的作用，其流速的大小也影響著被帶出的煤粉的細(xì)度。從磨煤機(jī)被干燥劑帶出的煤粉顆粒是不均勻的，其中含有一部分不合格的粗粉和煤粒，所以在磨煤機(jī)出口處裝有粗粉分離器，把不合格的粗粉和煤粒分離出來，經(jīng)回粉管送入磨煤機(jī)再行磨碎。這種磨煤機(jī)的圓筒是由厚18～25毫米的鋼板制成，筒內(nèi)襯有護(hù)板，護(hù)板由錳鋼鑄成，以增強(qiáng)其抗磨性，護(hù)板的表面呈波浪形或鋸齒形，其作用是使鋼球易于被帶到一定高度，并可保護(hù)筒身，磨損后可以更換，護(hù)板用螺栓固定在筒身上，兩者之間有10～15毫米厚的絕緣石棉襯墊，筒身外包有40～70毫米厚的毛氈，起隔音作用，最外層是2毫米的鋼板做成的保護(hù)殼。磨煤機(jī)的軸承用水冷卻、潤(rùn)滑油由單獨(dú)的油系統(tǒng)供給，該系統(tǒng)包括油箱、油泵和冷油器等設(shè)備。二．鍋爐設(shè)備鍋爐是生產(chǎn)蒸汽的設(shè)備。燃料在鍋爐內(nèi)燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽顾兂烧羝?、?jīng)管道送到汽輪機(jī)。鍋爐的容量和鍋爐設(shè)備的組成1．鍋爐的容量鍋爐的容量也叫蒸發(fā)量，單位是噸/時(shí)。鍋爐的蒸汽參數(shù)就是鍋爐出口處過熱蒸汽的汽壓和汽溫。我國(guó)目前系列生產(chǎn)的鍋爐，如表10－7所示（不包括低溫低壓鍋爐）。表10－7我國(guó)目前系列生產(chǎn)的鍋爐蒸發(fā)量（t/h）汽壓（大氣壓）汽溫（℃）配汽輪機(jī)容量（萬(wàn)瓩）爐型3565751202402204104006709354040404040100100140140170450450450450450540540555/555*540/540555/5550.61.21.22.5551012.52030鏈條爐、煤粉爐鏈條爐煤粉爐煤粉爐煤粉爐煤粉爐煤粉爐煤粉爐煤粉爐煤粉爐＊斜線前為過熱蒸汽溫度，斜線后為中間再熱蒸汽系統(tǒng)。國(guó)外已運(yùn)行的最大鍋爐是美國(guó)的4220噸/時(shí)鍋爐，汽壓247大氣壓、汽溫538.538°C，配130萬(wàn)瓩汽輪機(jī)。2、鍋爐設(shè)備的組成鍋爐設(shè)備的組成，如圖10－6所示。

圖10－6自然循環(huán)鍋爐

鍋爐設(shè)備由鍋爐的汽水部分、燃燒部分，鍋爐附件和鍋爐輔機(jī)組成，如表10－8所示。表10－8鍋爐設(shè)備的組成部分包括的部件或設(shè)備汽水部分燃燒部分鍋爐附件鍋爐輔機(jī)包括水冰壁、汽包、過熱器和省煤器包括爐膛、燃燒設(shè)備和空氣預(yù)熱器水位計(jì)安全門、吹灰器及防爆門等給水泵、制粉設(shè)備（磨煤機(jī)等）、通風(fēng)設(shè)備（送風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)和除塵器等）水冷壁、過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器統(tǒng)稱為鍋爐的受熱面。其中布置在鍋爐尾部煙道中的省煤器和空氣預(yù)熱器，又稱為尾部受熱面。三．汽輪機(jī)汽輪機(jī)設(shè)備包括汽輪機(jī)本體、調(diào)速系統(tǒng)、油系統(tǒng)及附屬設(shè)備（凝汽設(shè)備、回?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)備等）。（一）汽輪機(jī)的容量和種類汽輪機(jī)的容量是以它的發(fā)電能力來表示的，單位是瓩。由于蒸汽流經(jīng)管道產(chǎn)生壓降和熱損失，汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)（進(jìn)口的汽壓和汽溫）比鍋爐出口處的低一些。發(fā)電廠用的汽輪機(jī)主要有凝汽式和供熱式兩種。供熱式又分為抽汽式和背壓式兩種。凝汽式汽輪機(jī)是專門用來發(fā)電的，做完功的蒸汽全部排入凝汽器凝結(jié)成水，重新打回鍋爐。供熱式汽輪機(jī)既發(fā)電又供熱，效率較高。在抽汽式汽輪中，部分膨脹做功后的蒸汽被抽出來向外供熱。在背壓式汽輪機(jī)中，全部排汽都供給工廠生產(chǎn)用，不需要凝汽設(shè)備。我國(guó)目前系列生產(chǎn)的中溫中壓以上的汽輪機(jī)見表10－9。表10－9我國(guó)目前系列生產(chǎn)的中溫中壓以上的汽輪機(jī)容量（萬(wàn)瓩）汽壓（大氣壓）汽溫（℃）類型0.61.22.55.02.55.010.012.520.030.035353535909090135135165435435435435535535535553/550535/535550/550凝汽式、抽汽式、背壓式凝汽式、抽汽式、背壓式凝汽式凝汽式抽汽式、背壓式凝汽式凝汽式凝汽式凝汽式凝汽式國(guó)外近年來已大量采用亞臨界或超臨界壓力的30萬(wàn)至60萬(wàn)瓩的汽輪機(jī)。多數(shù)為一次中間再熱，少數(shù)為兩次中間再熱。目前世界上最大的汽輪機(jī)是美國(guó)的130萬(wàn)瓩機(jī)組。（二）汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)1．原理汽輪機(jī)中能量轉(zhuǎn)換的主要部件是噴嘴（靜葉片）和葉片（動(dòng)葉片）。蒸汽流過固定的噴嘴如圖10－7所示，壓力、溫度降低，體積膨脹，流速增高，熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能；高速蒸汽沖動(dòng)裝在葉輪上的葉片，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，蒸汽流速降低，動(dòng)能又變成機(jī)械能，這就是沖動(dòng)式汽輪機(jī)的基本原理。圖10－7沖動(dòng)式汽輪機(jī)原理還有一種汽輪機(jī)稱為反動(dòng)式汽輪機(jī)，它的能量轉(zhuǎn)換部件也是靜葉片和動(dòng)葉片。在這種汽輪機(jī)中，蒸汽既在靜葉片中又在動(dòng)葉片中降低壓力和溫度，將熱能變?yōu)閯?dòng)能，依靠汽流噴出產(chǎn)生的反作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，與噴氣式飛機(jī)的原理相似，如圖10－8所示。圖10－8反動(dòng)式汽輪機(jī)原理除了容量很小、蒸汽參數(shù)較低的汽輪機(jī)只有一級(jí)噴嘴和葉片外，一般汽輪機(jī)都是多級(jí)式的，有許多級(jí)噴嘴和葉片。例如，國(guó)產(chǎn)高溫高壓50，000瓩汽輪機(jī)有18級(jí)噴嘴和葉片。蒸汽逐級(jí)流過噴嘴和葉片，從每級(jí)噴嘴出來的高速蒸汽都沖動(dòng)葉片使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，最后一級(jí)葉片出口處的蒸汽壓力、溫度、流速均很低。2．結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)本體是由靜止部分（汽缸、噴嘴、隔板等）和轉(zhuǎn)動(dòng)部分即轉(zhuǎn)子（大軸、葉輪、葉片等）組成的，如圖10－９所示。圖10－９汽輪機(jī)部件四．汽輪發(fā)電機(jī)現(xiàn)代汽輪發(fā)電機(jī)都是三相交流發(fā)電機(jī)，它的轉(zhuǎn)速大多為3,000轉(zhuǎn)/分，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，下面將介紹汽輪發(fā)電機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)。（一）基本原理天然磁鐵都有南極和北極，磁鐵周圍有磁力（對(duì)鐵類金屬有吸力和排斥力）的地方稱為磁場(chǎng)。通常用磁力線來表示磁場(chǎng)的存在和強(qiáng)度，如圖10－10所示。圖10－10天然磁鐵如將導(dǎo)線繞在鐵棒上，通以直流電，鐵棒即成為電磁鐵，它同天然磁鐵具有同樣的特性，如圖10－11所示。圖10－11電磁鐵當(dāng)導(dǎo)線在磁場(chǎng)中移動(dòng)，“切割”磁力線時(shí)（或磁場(chǎng)移動(dòng)，磁力線切割導(dǎo)線時(shí)），在導(dǎo)線中就產(chǎn)生電壓，稱為感應(yīng)電壓，此時(shí)如將導(dǎo)線兩端連通，就會(huì)有電流通過，稱為感應(yīng)電流，如圖10－12所示。圖10－12導(dǎo)線切割磁力線汽輪發(fā)電機(jī)即按照上述原理制成，它包括轉(zhuǎn)子和靜子兩部分，分別繞有導(dǎo)線制成的線圈。轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)通以直流電，產(chǎn)生磁場(chǎng)，并形成一對(duì)南北磁極。靜子線圈分成三組（即三相），沿圓周相隔120o布置，如圖10－13所示。圖10－13三相交流發(fā)電機(jī)原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)隨著旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，磁力線順次切割靜子的每相線圈，產(chǎn)生電壓。當(dāng)北極磁場(chǎng)經(jīng)過線圈時(shí)，產(chǎn)生正電壓，當(dāng)南極磁場(chǎng)經(jīng)過線圈時(shí)，產(chǎn)生負(fù)電壓。因此，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，靜子每相線圈的電壓方向變化一次，即從零增加到正的最大值，再?gòu)恼淖畲笾禍p到零，然后改變方向，再?gòu)牧阍黾拥截?fù)的最大值，又從負(fù)的最大值減到零，如圖10－14所示。這樣的變化每秒50次，在三相線圈中，即產(chǎn)生周率為50Hz的三相交流電。圖10－14靜子線圈中電壓的變化（二）結(jié)構(gòu)1．轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由整塊的優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，具有良好的導(dǎo)磁性，其上開有齒槽，放置轉(zhuǎn)子線圈，線圈是由帶有絕緣的銅線繞制成的。絕緣是為了把帶電的銅線與齒槽及其它部分隔離用的，用云母等材料制成。絕緣耐受的溫度有一定的限制，長(zhǎng)期運(yùn)行后，將逐步老化（即絕緣性能逐漸變壞）。轉(zhuǎn)子兩端軸上裝有風(fēng)扇，以加強(qiáng)發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻。2．靜子靜子由鐵芯、線圈及外殼等組成。鐵芯由環(huán)形硅鋼片疊壓而成，其內(nèi)圓開有齒槽，安放靜子線圈。第四節(jié)電力工業(yè)的清潔生產(chǎn)一．改變?nèi)剂戏N類達(dá)到清潔生產(chǎn)每年世界上用于發(fā)電的能量消耗是十分巨大的，在總能耗中所占的比例越來越高，尤其在我國(guó)燃煤火電廠占總發(fā)電量的79.6%，以煤為原料生產(chǎn)電力排放大量的污染物——粉煤灰、廢水、廢氣等，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，它是燃煤型污染區(qū)域的主要污染源之一，另外由于煤資源是一次性資源不可再生，這樣就需要開發(fā)應(yīng)用新的清潔能源代替煤以保護(hù)環(huán)境和資源。（一）水力發(fā)電水從高處流下，具有能量。能量之大小，由水量和水頭決定。水電站是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姀S的工廠，它的生產(chǎn)流程大致如下，在河川的上游筑壩，提高水位，以造成較大的水頭；水經(jīng)引水機(jī)構(gòu)進(jìn)入電站，驅(qū)使水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)；水輪機(jī)直接拖動(dòng)發(fā)電機(jī)，使后者發(fā)出電來。按照水輪機(jī)的工作原理，可將國(guó)內(nèi)外水電站采用的水輪機(jī)概括地分成沖擊式和反擊式兩種。在沖擊式輪機(jī)工作輪的進(jìn)口前，水流所具有的總能量，基本上可認(rèn)為是動(dòng)能的形態(tài)。而在反擊式水輪機(jī)工作輪的進(jìn)口前，水流的總能量中僅有一部分為動(dòng)能形態(tài)，其余部分則為壓能形態(tài)。兩類水輪機(jī)的這種差別，使它們結(jié)構(gòu)具有許多不同之處。河水的基本來源是陸地降水。在全球范圍內(nèi)，每年降至陸地的水量約為9.9×104立方公里，相當(dāng)于我國(guó)渤海蓄水量的數(shù)十倍。水流是一種“過程性能源”，可以循環(huán)使用。水力發(fā)電不污染環(huán)境，運(yùn)行靈活，發(fā)供電成本低，發(fā)展水電還具有防洪、灌溉、航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和供應(yīng)城市用水等綜合效益。建設(shè)水電站雖然需要的投資較多和時(shí)間較長(zhǎng)，但建成投產(chǎn)后，資金的回收是比較快的。我國(guó)河流年徑流量達(dá)二萬(wàn)七千多億立方米。主要的大江大河多發(fā)源于西部高原，奔騰于高山峽谷之間，上下游往往形成了上千米以至幾千米的落差。我國(guó)的水力資源居于世界各國(guó)的首位，但目前已開發(fā)利用的比例仍然很小，只占總蘊(yùn)藏量的百分之五多一點(diǎn)。水力資源在世界各地的分布以及各國(guó)利用的情況，存在著很大的差異。在開發(fā)利用程度方面，歐洲居于領(lǐng)先的地位，有幾乎百分之六十的水能潛力在發(fā)揮作用。在亞洲，情況就差得多，盡管水能儲(chǔ)量比歐洲多三倍，而水電站發(fā)電量卻比歐洲少百分之五十。在非洲，只利用了水能的極小一部分——百分之五左右，而其中一半是由在東非、埃及和加納的幾個(gè)電站使用的。目前世界上水力發(fā)電較多的國(guó)家有三十幾個(gè)。按水力發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量比例的順序排列，挪威處于領(lǐng)先地位——99%，其它依次是：巴西——87%；瑞士——74%；加拿大——67%。水力發(fā)電的基本生產(chǎn)過程水力發(fā)電是利用江河水流在高處與低處之間存在的位能進(jìn)行發(fā)電。它的基本生產(chǎn)過程是：從河流較高處或水庫(kù)內(nèi)引水，利用水的壓力或流速?zèng)_動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過水輪機(jī)的水流到河流較低處或水庫(kù)下游；水輪機(jī)再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)構(gòu)能變成電能，然后經(jīng)升壓變壓器和送電線，將電能送到負(fù)荷中心，降壓后供給工農(nóng)業(yè)和居民用電需要。械成水能的基本條件，是河水的流量和落差。流量是河流中指定地點(diǎn)每秒時(shí)間內(nèi)流過的水量，單位為秒立米。流量和落差的大小決定水能的大小。水電站所發(fā)電力（瓩），約為利用流量（秒立米）與利用水頭（米）的乘積的8倍。水力發(fā)電的特點(diǎn)1．水能是循環(huán)不息的能源一般江河的水流川流不息，經(jīng)過支流干流匯流入海后，在海洋內(nèi)受太陽(yáng)輻射能而蒸發(fā)成水汽，被大氣吹向大陸形成雨雪降至地面，又流入江河。利用循環(huán)不息的水能發(fā)電，與水電廠相比，可以節(jié)省大量的煤、石油或天然氣等燃料資源，而且沒有污染。2．投資較大，工期較長(zhǎng)，效率較高，成本較低水電的土建工程較大，造價(jià)比火電高，建設(shè)周期比火電長(zhǎng)，但水電生產(chǎn)效率較高（大、中型水電站的發(fā)電效率約為80～90%，小水電站約為60～70%，而火電效率一般為30%左右），發(fā)電成本較低（約為火電的1/3～1/4）。3．機(jī)組起動(dòng)快，宜于擔(dān)任調(diào)峰、備用水電機(jī)組從靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)到滿負(fù)荷運(yùn)行，正常情況下只要4～5分鐘，事故情況下還縮短到1分鐘左右，而火電機(jī)組需要數(shù)小時(shí)，故水電機(jī)組能適應(yīng)負(fù)荷的急劇變化，宜于承擔(dān)系統(tǒng)的峰荷及備用，而高溫高壓大型火電機(jī)組和原子能發(fā)電機(jī)組適宜于承擔(dān)穩(wěn)定的基荷，兩者可相互配合。4．受自然條件影響較大河流中的天然流量，隨著各個(gè)時(shí)期的降水量而變化。我國(guó)河流在夏秋季節(jié)流量較大，冬春季節(jié)流量較小。利用天然徑流發(fā)電，豐水期可以多發(fā)電，而枯水期受到限制。發(fā)電不均衡是利用水能發(fā)電的一個(gè)問題。利用水庫(kù)調(diào)節(jié)徑流，可以把豐水期的多余水量蓄存起來，以補(bǔ)充枯水期的不足，縮小洪枯的差別，使天然水能得到更多更好的利用。在電力系統(tǒng)中，水火電可配合供電；豐水期多發(fā)水電，以便節(jié)省火電廠的燃料消耗；枯水期多發(fā)火電，以彌補(bǔ)水電的不足。壩庫(kù)式水電站（或稱堤壩式、蓄水式），如圖10－15所示。10－15壩庫(kù)式水電站這種形式的水電站比較普遍。在河道中攔河筑壩建水庫(kù)，有兩個(gè)作用：一是擁高水位，集中落差；二是形成水庫(kù)，調(diào)節(jié)徑流，使其適應(yīng)用電要求，并取得防洪、灌溉、航運(yùn)、給水、漁業(yè)、游覽等綜合利用效益。發(fā)電廠房一般設(shè)在壩體的下游，有的設(shè)在壩內(nèi)。（二）原子能發(fā)電1．原子能發(fā)電的原理原子能有兩種，一種是一些重金屬元素如鈾、钚等的原子核發(fā)生分裂放出巨大能量，這就是裂變反應(yīng)，原子彈就是根據(jù)這個(gè)原理制造出來的。另一種是一些輕元素如氫的同位素氘和氚等原子核聚合成較重的原子核如氦，放出巨大的能量，這就是聚變反應(yīng)（又稱熱核反應(yīng)），氫彈就是根據(jù)這個(gè)原理制造出來的。以U235為例，當(dāng)一個(gè)U235受到中子轟擊產(chǎn)生裂變，釋放能量的同時(shí)可以放出2～3個(gè)新中子，而這些新中子又去轟擊周圍其它的U235核，發(fā)生鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，人們通常采用鎘棒作為中子吸收劑來控制其反應(yīng)速度。這個(gè)過程釋放出的能量是巨大的，每千克鈾含有8.3×1013KJ的熱量，而燒去1KJ優(yōu)質(zhì)煤共放出29.4×106KJ熱量，由此可見，每千克鈾核所釋放的核能相當(dāng)于燃燒2700T優(yōu)質(zhì)煤所釋放的能量。原子能發(fā)電就是利用這些能量將水加熱為蒸汽，然后同一般火力發(fā)電廠一樣，用蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。原子能發(fā)電廠與火電廠在構(gòu)成上的最主要區(qū)別是前者用核蒸汽發(fā)生系統(tǒng)（反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、泵和管道等）代替后者的蒸汽鍋爐。2．原子能發(fā)電的反應(yīng)堆類型國(guó)外用于原子能發(fā)電廠的反應(yīng)堆主要有氣冷堆、改進(jìn)型氣冷堆、輕水堆（沸水堆和壓水準(zhǔn)）和重水堆等，正在試驗(yàn)和發(fā)展的有快中子增殖堆。（1）氣冷堆（GCR）這種反應(yīng)堆用石墨作慢化劑，用氣體（二氧化碳或氦）作冷卻劑，原理流程如圖10－16所示。這種反應(yīng)堆用天然鈾作燃料，一次裝入燃料多，反應(yīng)堆體積大、造價(jià)高。燃料元件（裝天然鈾的元件）的覆蓋材料是鋁鎂合金，蒸汽參數(shù)為25大氣壓、410°C，熱效率低。圖10－16氣冷堆原理流程圖過去，英國(guó)首先采用這種堆型，法國(guó)也采用過。（2）改進(jìn)型氣冷堆（AGR）這種反應(yīng)堆的原理流程與上述氣冷堆基本相同，所不同者是用2.5～3%的低濃縮鈾作燃料，一次裝入燃料量只有天然鈾的1/5至1/4（重量計(jì)），因而體積小，更換燃料元件也簡(jiǎn)單，可以在較高的溫度下運(yùn)行，熱交率也較高。近年美國(guó)、德國(guó)還建設(shè)了實(shí)驗(yàn)性高溫氣冷堆。蒸汽參數(shù)可達(dá)180大氣壓、530/530°C。（3）輕水堆（LWR）這種反應(yīng)堆慢化劑和冷卻劑都用水。水在反應(yīng)堆中直接變成蒸汽的稱為沸水堆（BWR），經(jīng)過蒸汽發(fā)生器變成蒸汽的稱為壓水堆（PWR）其原理流程如圖10－17和圖10－18所示。由于用2～3%低濃縮鈾作燃料及水的傳熱效率較高，所以反應(yīng)堆體積小，造價(jià)低，技術(shù)上也較易掌握。圖10－17沸水堆原理流程圖圖10－18壓水堆原理流程圖3．原子能發(fā)電廠建設(shè)造價(jià)、發(fā)電成本和運(yùn)行國(guó)外原子能發(fā)電廠的造價(jià)約比燃煤火電廠的高50～60%，比燃油火電廠的高一倍左右；發(fā)電成本與燃煤火電廠相差不多，比燃油火電廠低很多。原子能發(fā)電廠的運(yùn)行可靠性逐年增高，設(shè)備可用率已與一般電廠接近。4．受控核聚變發(fā)電核聚變反應(yīng)要在極高溫度（例如攝氏一億度）下才能發(fā)生，因此也叫“熱核反應(yīng)”。氫彈爆炸的核聚變反應(yīng)是在一瞬間產(chǎn)生的，釋能過程無法控制，其能量一般在生產(chǎn)上無法利用。20多年來，一些國(guó)家一直在努力探索實(shí)現(xiàn)“受控?zé)岷司圩儭钡姆椒?，以便利用它產(chǎn)生的熱能來發(fā)電?，F(xiàn)有的托卡馬克等裝置都是為了研究人工控制熱核反應(yīng)而設(shè)計(jì)制造的。此外，還在研究用激光、電子束來引發(fā)核聚變。受控?zé)岷朔磻?yīng)成功后，就可以利用無窮無盡的聚變能來發(fā)電。（三）風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電裝置主要包括轉(zhuǎn)子（回轉(zhuǎn)葉片等）、升速裝置、發(fā)電機(jī)、控制裝置、調(diào)速系統(tǒng)以及支撐鐵塔等，如圖10－19所示。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電裝置作為穩(wěn)定電源經(jīng)常供電時(shí)，還必須裝設(shè)儲(chǔ)電裝置（如蓄電池）。轉(zhuǎn)子上的回轉(zhuǎn)片受風(fēng)力沖動(dòng)，將風(fēng)力轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)力，通過升速裝置驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。轉(zhuǎn)子一般為立式，葉片數(shù)一般為2～3片，而以2片的效率最高，葉片的方向與風(fēng)向垂直，轉(zhuǎn)速只有40～50轉(zhuǎn)/分，而發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高（例如1500轉(zhuǎn)/分，50周/秒的發(fā)電機(jī)），必須裝設(shè)升速裝置（齒輪、鏈條和皮帶等）?？刂蒲b置包括定向裝置（將轉(zhuǎn)子調(diào)整對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向）、起動(dòng)和停機(jī)裝置、調(diào)整風(fēng)機(jī)裝置（調(diào)整葉片角度以調(diào)整接受的風(fēng)力）和保護(hù)裝置（在過高風(fēng)速時(shí)停機(jī)以及發(fā)電機(jī)保護(hù)等）。調(diào)整裝置用來維持發(fā)電機(jī)定速回轉(zhuǎn)，支撐鐵塔用來支撐和提高轉(zhuǎn)子位置，使回轉(zhuǎn)葉片能接受較大風(fēng)速，因風(fēng)速隨高度而升高。圖10－19風(fēng)力發(fā)電裝置示意圖風(fēng)力發(fā)電裝置分為小型（9瓩以下）、中型（10到99瓩）和大型（100到3000瓩）三類。風(fēng)力發(fā)電裝置適于供一個(gè)小地區(qū)（如農(nóng)村的居民）用電之用。利用風(fēng)力發(fā)電在本世紀(jì)初即已開始，迄今為止，單位容量一般僅限幾個(gè)瓩到幾十瓩。二次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)曾安裝過一臺(tái)1250瓩的風(fēng)力的發(fā)電機(jī)（風(fēng)速為13.4/秒），但運(yùn)行不久，因機(jī)件損壞而終止試驗(yàn)。法國(guó)有一臺(tái)8000瓩的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，總共（1958～1960年）運(yùn)行18個(gè)月，因葉片損壞而停送。風(fēng)力發(fā)電的主要問題是造價(jià)太高和蓄能問題。美、加、法等國(guó)仍在繼續(xù)研究目標(biāo)為幾千瓩級(jí)的風(fēng)力發(fā)電裝置。（四）太陽(yáng)能發(fā)電太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)可分為太陽(yáng)熱發(fā)電和太陽(yáng)光發(fā)電兩類。前一類是將太陽(yáng)熱能傳遞給介質(zhì)，由介質(zhì)熱能變?yōu)殡娔?；后一類是由太?yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于人造地球衛(wèi)星和宇航設(shè)備的太陽(yáng)能電池上。太陽(yáng)熱發(fā)電的研究正在進(jìn)行，目前還只有一些小型試驗(yàn)性電站。建設(shè)太陽(yáng)能電站，技術(shù)上雖已可能，但占地大，造價(jià)高，受氣候、緯度、晝夜的影響很大，需要龐大的蓄能設(shè)備，因而用于供電在近期尚難實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在國(guó)外除法國(guó)已建成一座100瓩的太陽(yáng)能電站并已試運(yùn)行外，美國(guó)能源桑迪亞研究所正在大西洋城建設(shè)一座400瓩的太陽(yáng)能電站，在加利福尼亞州計(jì)劃建設(shè)一座一萬(wàn)瓩的太陽(yáng)能站，現(xiàn)已正常運(yùn)行。1．太陽(yáng)熱發(fā)電太陽(yáng)熱發(fā)電方式有直接轉(zhuǎn)換和間接轉(zhuǎn)換兩種。如溫差發(fā)電、熱離子發(fā)電、磁流體發(fā)電等，均屬于熱電直接轉(zhuǎn)換，而集中型和分散型太陽(yáng)熱發(fā)電站均屬于間接轉(zhuǎn)換，即將太陽(yáng)熱能聚集起來，通過熱交換器加熱工質(zhì)，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，與火電廠的發(fā)電原理相同。（1）集中型太陽(yáng)能電站塔式太陽(yáng)站集中型的一種，這種電站的全貌，如圖10－19所示。即地面上敷設(shè)大量的定日鏡（即反光鏡）陳列，在陳列中適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)建一高塔，在塔頂設(shè)置吸熱器（即鍋爐），從定日鏡（圖10－20）來的陽(yáng)光熱聚到吸熱器上，使器內(nèi)的傳熱介質(zhì)達(dá)到高溫，變成蒸汽，通過管道送到地面上的汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。其熱力系統(tǒng)，如圖10－21所示。圖10－20塔式太陽(yáng)能電站全貌

圖10－21定日鏡圖10－22塔式太陽(yáng)能電站熱力系統(tǒng)圖塔式太陽(yáng)能電站電容量與定日鏡所占場(chǎng)地面積的關(guān)系，如表10－10所示。10－10塔式太陽(yáng)能電站電容量與定日鏡所占場(chǎng)地面積的關(guān)系發(fā)電容量（kw）場(chǎng)地面積（m2）1.00010.000100.000500.000110×110350×350950×9502100×2100（2）分散型太陽(yáng)能電站分散型太陽(yáng)能電站的集熱裝置的特點(diǎn)是以一個(gè)鏡體配合一個(gè)吸熱器組成一個(gè)獨(dú)立單元。根據(jù)發(fā)電容量的設(shè)計(jì)要求，串、并聯(lián)若干單元組成電站。這種電站的熱力系統(tǒng)，如圖10－23所示。集熱裝置的結(jié)構(gòu)型式很多，常見的有柱形拋物鏡的集熱裝置、曲面鏡的集熱裝置、平面拋物鏡的集熱裝置等。圖10－23分散型太陽(yáng)能電站熱力系統(tǒng)2．太陽(yáng)光發(fā)電太陽(yáng)光發(fā)電又稱太陽(yáng)電池或太陽(yáng)能光狀技術(shù)，隨著世界能源的日益短缺和宇宙飛行的需要，從1954年第一個(gè)太陽(yáng)電池問世到1983年兆瓦級(jí)太陽(yáng)電池發(fā)電站的落成，經(jīng)歷三十多年的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用的歷程，特別是1973年兩次石油危機(jī)的沖擊，利用光伏技術(shù)發(fā)電受到世界各國(guó)和光伏專家們的高度重視，制訂發(fā)展規(guī)劃，投資逐年增加，建立相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)團(tuán)體，利用太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)已在航天站]、人造衛(wèi)星以及微波通信、燈塔、鐵路信號(hào)及家用電器等方面得到廣泛地應(yīng)用。其應(yīng)用領(lǐng)域包括從空間到地面、從工業(yè)從農(nóng)業(yè)、從國(guó)防到人民生活，全世界至今已發(fā)射3960多顆飛行器其中90%是以光伏發(fā)電系統(tǒng)作為電源。發(fā)電系統(tǒng)價(jià)格，單晶硅已降到8-20美元/瓦，2-硅電池降到6～12美元/瓦?，F(xiàn)已形成一門新的光伏科學(xué)，作為新興能源已初具規(guī)模。中國(guó)是一個(gè)太陽(yáng)能資源豐富，應(yīng)用市場(chǎng)潛力很大發(fā)展中國(guó)家。從1958年開始研究，四十多年來，特別是近20年來，中國(guó)光伏技術(shù)的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用得到很大發(fā)展。衛(wèi)星能源用的太陽(yáng)電池方陣已達(dá)到國(guó)際同類衛(wèi)生方陣的水平，現(xiàn)已形成一支從事研究和生產(chǎn)的技術(shù)隊(duì)伍。（1）太陽(yáng)電池原理當(dāng)太陽(yáng)光（或其它光）照射到太陽(yáng)電池上時(shí)，電池吸收光能，產(chǎn)生光生電子－空穴對(duì)。在電池的內(nèi)建電場(chǎng)作用下，光生電子和空穴被分離，光電池的兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏打效應(yīng)”。若在內(nèi)建電場(chǎng)的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載，則負(fù)載中就有“光生電流”流旱災(zāi)，從而獲得功率輸出。這樣，太陽(yáng)的光能就能直接變成了電能。（2）太陽(yáng)電池的分類太陽(yáng)電池按結(jié)構(gòu)分類，可以分為四類。a同質(zhì)結(jié)電池由同一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)p-n結(jié)的電池。如硅太陽(yáng)電池、砷化鎵太陽(yáng)電池等。b異質(zhì)結(jié)電池用兩種不同的半導(dǎo)體材料，在相接的界面上構(gòu)成一個(gè)異質(zhì)結(jié)的太陽(yáng)電池。如氧化銦錫/硅電池、硫化亞銅/硫化鎘電池等。如果兩種異質(zhì)材料晶格結(jié)構(gòu)相近，界面處的晶格匹配較好，則稱為異質(zhì)面電池，如砷化鋁鎵/砷化鎵電池。c肖特基結(jié)電池用金屬和半導(dǎo)體接觸組成一個(gè)“肖特基熱壘”的電池，也稱MS電池。目前已發(fā)展成金屬-氧化物-半導(dǎo)體電池（MOS）和金屬-絕緣體-半導(dǎo)體電池（MIS）。這些又總稱為導(dǎo)體-絕緣體-半導(dǎo)體（CIS）電池。d光電化學(xué)電池用浸于電解質(zhì)中的半導(dǎo)體電極構(gòu)成的電池，又稱液結(jié)電池。太陽(yáng)電池按材料分類也可以分為四類。a硅太陽(yáng)電池以硅材料為基體的太陽(yáng)電池，包括單晶、多晶電池。b硫化鎘太陽(yáng)電池以硫化鎘單晶或多晶為基體材料的電池，如硫化亞銅/硫化鎘、碲化鎘/硫化鎘電池等。c砷化鎵太陽(yáng)電池d無定形材料太陽(yáng)電池如以無定形硅為基體的MIS太陽(yáng)電池、pin太陽(yáng)電池等。以上材料可以是元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體或有機(jī)半導(dǎo)體等。（3）太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)電池方陣，蓄電池組（貯能裝置），調(diào)節(jié)控制裝置，以及阻塞二極管所組成，如圖10－24虛線左邊部分所示?，F(xiàn)將各部分功能分述如下：阻塞二級(jí)管調(diào)節(jié)控制器阻塞二級(jí)管調(diào)節(jié)控制器用電負(fù)載太陽(yáng)用電負(fù)載太陽(yáng)電池方陣蓄電池組蓄電池組圖10－24太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)方框圖=1\*GB3①太陽(yáng)電池方陣太陽(yáng)電池方陣將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，按要求它應(yīng)有足夠的輸出功率和輸出電壓。單體太陽(yáng)電池是將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的最小單元，一般不能單獨(dú)作為電源使用。作電源用時(shí)應(yīng)按用戶使用要求和單體電池的電性能將幾片或幾十片單體電池串、并聯(lián)連接，經(jīng)封裝，組成一個(gè)可以單獨(dú)作為電源使用的最小單元，即太陽(yáng)電池組件（或稱太陽(yáng)電池組合板）。太陽(yáng)電池方陣則是由若干個(gè)太陽(yáng)電池組件串、并聯(lián)連接構(gòu)成的陳列。在有陽(yáng)光照射時(shí)，太陽(yáng)電池方陣對(duì)負(fù)載供電，同時(shí)提供一引起電能貯存在蓄電池中。太陽(yáng)電池方陣的功率，需根據(jù)使用現(xiàn)場(chǎng)的太陽(yáng)總輻射量、太陽(yáng)電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率以及所用電器裝置的耗功情況來確定。=2\*GB3②蓄電池組蓄電池組是太陽(yáng)電池方陣的貯能裝置。在無日照的夜間或陰雨天氣時(shí)，它對(duì)負(fù)載供電。另外，當(dāng)負(fù)載有短時(shí)間脈沖功耗時(shí)，即使有很強(qiáng)的太陽(yáng)光照射，太陽(yáng)電池方陣也不能滿足負(fù)載所需的全部電能，這時(shí)，蓄電池也將給以補(bǔ)充。如果負(fù)載對(duì)電源電壓要求的漂動(dòng)范圍較寬，電源系統(tǒng)中可以不附設(shè)穩(wěn)壓裝置，蓄電池將能起到一定的穩(wěn)定電壓作用和確定太陽(yáng)電池方陣工作點(diǎn)的作用。但是，太陽(yáng)電池方陣的貯能裝置不僅是蓄電池，還有其他貯能方式。例如用太陽(yáng)電池方陣的電能來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和水泵，以提供灌溉或飲用水，那末，建造有一定高度的蓄水池就是它的貯能裝置。=3\*GB3③調(diào)節(jié)控制器調(diào)節(jié)控制器往往由電子線路和繼電器（或無觸點(diǎn)的電子繼電器）等組成的。它的作用、線路形式其復(fù)雜程度，應(yīng)按發(fā)電系統(tǒng)的功率要求和重要程度來確定。最簡(jiǎn)單的太陽(yáng)電池/蓄電池電源系統(tǒng)可不用調(diào)節(jié)控制器。如果是太陽(yáng)電池發(fā)電站，其電力是并入電網(wǎng)使用，那末控制、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換等裝置必須設(shè)置。調(diào)節(jié)控制器采用不同的線路形式可以起到如下幾個(gè)作用：a當(dāng)蓄電池過充電或過放電時(shí)，可以報(bào)警或自動(dòng)切斷線路，保護(hù)蓄電池；b按需要給出高精度的恒電壓或電流；c當(dāng)蓄電池有故障時(shí)，可以自動(dòng)切換，接通備用蓄電池，以保證負(fù)載正常用電；d當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，可以自動(dòng)斷開。阻塞二級(jí)管的作用是避免太陽(yáng)電池方陣不發(fā)電或出現(xiàn)短路故障時(shí)蓄電池通過太陽(yáng)電池放電。它串接在太陽(yáng)電池方陣電路中起單向?qū)ǖ淖饔?。要求它能承受足夠大的電流，而且正向電壓降要小，反向飽和電池要小，因此，?yīng)選擇合適的整流二級(jí)管。太陽(yáng)電池作為新潔凈能源，它的使用范圍將越來越廣，就其如何延長(zhǎng)使用壽命、減少投資和提高光電轉(zhuǎn)化率進(jìn)行了大量研究，目前幾種主要太陽(yáng)電池效率見表10－11。表10－11幾種主要太陽(yáng)電池效率電池類型電池效率研究%生產(chǎn)%MgPVSC電池20.5單品硅太陽(yáng)電池15.610－13BSFR太陽(yáng)電池13－14多晶硅太陽(yáng)電池139－11砷化鎵GaSIAs/GaAS電池18－19硫化鎘太陽(yáng)電池8－9a-Si太陽(yáng)電池9.8－105CdSCulnSe電池5.4Ge/GaAs/EnSe電池30%表中由河北科技大學(xué)李國(guó)昌教授研究的Ge/GaAs/EnSe復(fù)合太陽(yáng)電池，拓寬了光電響應(yīng)，將光電效率提高到30%，該技術(shù)為太陽(yáng)電池的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。二．改革工藝達(dá)到清潔生產(chǎn)目的（一）改革除灰方式火力發(fā)電廠燃煤機(jī)組的除灰方式有機(jī)械、水力、氣力三種。大多數(shù)電廠以水力除灰為主，近年來，有部分廠家煙道的除灰已采用氣力除灰。在我國(guó)現(xiàn)有電廠的水力除灰系統(tǒng)中，尤其是南方，水源充足，多數(shù)采用灰水比為1∶15的低濃底輸灰系統(tǒng)。北方由于水資源缺乏，為減少水的用量及廢水排放，目前一些發(fā)電廠采用灰水比1∶15～1∶2.5的高濃度輸灰系統(tǒng)。油隔離泵、水隔離泵和柱塞泵為高濃度輸灰系統(tǒng)的主要設(shè)備。為了節(jié)約用水，許多缺水地區(qū)的電廠還采用濃縮池，將回收的廢水用在除塵器中，使除灰系耗水量大大降低。圖10－25為水力除灰系統(tǒng)流程圖。水力除灰系統(tǒng)的主要設(shè)備有：撈渣機(jī)（或刮板機(jī)）、碎渣機(jī)、灰漿泵、軸封水泵、沖灰水泵、濃縮機(jī)、容積泵、箱式?jīng)_灰器、攪拌器等。圖10－25水力除灰系統(tǒng)流程圖在水力除灰系統(tǒng)中，低濃度水力除灰系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備少。高濃度水力除灰系統(tǒng)設(shè)備較多，相對(duì)復(fù)雜些。圖10－26為低濃度水力除灰流程示意圖，圖10－27為高濃度水力除灰示意圖。圖10－26低濃度水力除灰流程示意圖圖10－27高濃度水利除灰流程示意圖在圖10－26和圖10－27可以看出：高、低濃度的水力除灰系統(tǒng)均有廢水回收的功效。低濃度水力除灰系統(tǒng)的廢水從灰場(chǎng)回收，管線較長(zhǎng)，但系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單。高濃度水力除灰系統(tǒng)的廢水回收管線短，距離近，但系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大。干式排灰系統(tǒng)干式排灰系統(tǒng)又稱氣力除灰系統(tǒng)，它可分為負(fù)壓系統(tǒng)和正壓系統(tǒng)兩種。在負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)中，用蒸汽噴嘴或水噴嘴在灰管中產(chǎn)生負(fù)壓，將鍋爐除塵器下邊灰斗中的細(xì)灰回收，存于中間貯灰斗中，就地使用或裝車運(yùn)走，送灰距離一般不超過150米。在正壓力氣除灰系統(tǒng)中，先將細(xì)灰從除塵器下面放到灰倉(cāng)（稱為倉(cāng)式泵，如圖10－28所示）中，然后通入2～3個(gè)大氣壓的壓縮空氣將灰經(jīng)灰管吹送至綜合利用加工廠，吹送距離可達(dá)1,000米左右。圖10－28倉(cāng)式泵該種輸送方式完全避免了廢水的排放，節(jié)約了水資源，而且有利于粉煤灰的利用，但它可輸送的距離較短，易造成二次揚(yáng)塵污染，車運(yùn)輸任務(wù)大等缺點(diǎn)，在我國(guó)火電廠采用較少。（二）改進(jìn)除塵設(shè)備，增加脫硫裝置在鍋爐的燃燒過程中，要產(chǎn)生大量飛灰和灰，兩者的比例由于燃燒形式不同往往相差很大，對(duì)煤粉爐來講，飛灰占絕大部分約為90%左右，另外煙氣中還有大量的SO2、NO等有害氣體，這些物質(zhì)若不進(jìn)行治理將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。如某熱電廠每年向大氣中排放粉塵10231噸，SO24014噸，對(duì)周圍環(huán)境造成污染。因此，對(duì)煙氣必須進(jìn)行處理。煙塵的去除通?？梢圆墒╋L(fēng)除塵，水膜除塵，電除塵等方式。施風(fēng)除塵較適用于捕捉粒經(jīng)較大的飛灰效率一般為70～85%，七十年代前我國(guó)多采用該種方式。水膜除塵器是一個(gè)具有立式的、帶有錐底的中空?qǐng)@筒（或錐形體），由溢流槽或環(huán)形噴嘴形成水膜沿園筒內(nèi)壁自上而下均勻流動(dòng)，煙氣以切線方向進(jìn)入園筒底部，旋轉(zhuǎn)上升與液體接觸，灰粒與水一道流入灰斗。水膜除塵效率一般為85～95%，若在水中加入一定的堿性物質(zhì)，該裝置可具有一定的脫硫作用。電除塵器是一種較理想的除塵設(shè)備。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）除塵效率高，可以達(dá)到99%以上。（2）阻力小，一般在150～300pa之間。（3）能耗低，處理1000m3煙氣大約需要0.2～0.6KW。（4）處理煙氣量大，單臺(tái)電除塵器的煙氣處理量可達(dá)106m3／h。它還有以下幾條缺點(diǎn)：（1）鋼材消耗量大，建造時(shí)的投資大。（2）占地面積大。（3）對(duì)制造、安裝、運(yùn)行的要求比較嚴(yán)格。（4）對(duì)煙氣特性反應(yīng)敏感。其裝置如圖10－29所示，目前大中型電廠多采用電除塵裝置。圖10－29電除塵器總圖1—陽(yáng)極板排；2—芒刺陰極線；3—扶梯平臺(tái)；4—陰極振打裝置；5—進(jìn)氣煙箱；6—頂蓋；7—陰極振打傳動(dòng)裝置；8—出氣煙箱；9—星形陰極線；10—陰極振打裝置；11—陽(yáng)極振打裝置；12—陽(yáng)極振打傳動(dòng)裝置；13—底盤；14—灰斗；15—卸灰裝置三．加強(qiáng)粉煤灰綜合利用能源結(jié)構(gòu)決定了我國(guó)發(fā)電量主要是以燃煤電廠為主，占總發(fā)電量的80%左右，一年燒煤近3億噸，排放粉粉灰7000多萬(wàn)噸。粉煤灰是電廠的主要廢物，它即占良田，又污染環(huán)境，全國(guó)累計(jì)已堆存5億多噸，占地18萬(wàn)多畝，而且現(xiàn)在每年仍以4000～5000萬(wàn)噸的數(shù)量遞增，因此大力開展粉煤灰綜合利用，將有重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。粉煤灰的綜合利用方式主要分為：粉煤灰中漂珠等有用物質(zhì)的選取及應(yīng)用，粉煤灰在建才工業(yè)中的應(yīng)用，粉煤灰在水利、交通工程中的應(yīng)用，粉煤灰在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用及其它方面的應(yīng)用。（一）粉煤灰蒸養(yǎng)磚我國(guó)蒸制粉煤灰磚始于1958年，現(xiàn)在已經(jīng)建成一批粉煤灰磚廠，每年可“吃掉”廢渣100萬(wàn)噸。起初認(rèn)為這種磚不宜用于基礎(chǔ)、外墻、承重墻和兩層以上的建筑物。經(jīng)過不斷實(shí)驗(yàn)、革新，近年來逐步解決了生產(chǎn)技術(shù)上的幾個(gè)關(guān)鍵問題，已使磚的質(zhì)量日趨穩(wěn)定，產(chǎn)量大大提高。研究和實(shí)驗(yàn)都已證明，粉煤灰硅酸鹽混凝土是一種水硬性材料使用這種材料并采用蒸汽養(yǎng)護(hù)制成的粉煤灰磚，在大氣或有水的介質(zhì)中使用，其后期強(qiáng)度不但不會(huì)下降，反而有所提高，粉煤灰磚可以用于基礎(chǔ)、外墻，以及建造二層以上建筑物。目前我國(guó)蒸制粉煤灰磚的生產(chǎn)和應(yīng)用有了很大發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步上升。生產(chǎn)的機(jī)械化程度逐步提高，使用范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大?，F(xiàn)在有些地區(qū)不僅將其用于五層樓的建筑和工業(yè)廠房，而且還用于基礎(chǔ)、人防、水塔等工程，效果都很好。1．蒸制粉灰磚的意義隨著我國(guó)四化建設(shè)的高速發(fā)展，對(duì)墻體和屋面材料要求將越來越高。如果仍然沿用舊法生產(chǎn)粘土磚瓦，往往需要?dú)锶⊥?。影響農(nóng)業(yè)發(fā)展。而發(fā)展蒸制粉煤灰磚等墻體材料，可以解決毀田制磚這一矛盾。隨著我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，粉煤灰等工業(yè)廢渣的排出量將日益增多。而發(fā)展蒸制粉煤灰磚，可以大量利用粉煤灰，既能節(jié)省堆渣用地和廢渣處理費(fèi)用，又有利于保護(hù)環(huán)境。目前我國(guó)已頒布相關(guān)法規(guī)推動(dòng)粉煤灰及固體廢物的綜合利用。生產(chǎn)粉煤灰磚較生產(chǎn)普通粘土磚具有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）為電廠處理了大量廢料，為建材工業(yè)生產(chǎn)開辟了新資源；（2）節(jié)約大量農(nóng)田。北京地區(qū)每生產(chǎn)一億塊粘土磚則要開挖良田100畝，在銀川地區(qū)每生產(chǎn)1億塊粘土磚則要開挖良田1000畝。而建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)54萬(wàn)塊磚的粉煤灰磚廠，每年可節(jié)約農(nóng)田五十畝，增產(chǎn)糧食約四萬(wàn)斤：（3）節(jié)省資金。生產(chǎn)粘土磚，往往需要買田燒磚，而采用粉煤灰代替粘土，就可以節(jié)省大批資金；（4）燃料消耗低，因?yàn)闊o需焙燒僅需要提供蒸汽；（5）工廠布置緊湊，生產(chǎn)周期短；（6）機(jī)械化程度比較高，勞動(dòng)生產(chǎn)率高；（7）產(chǎn)品容量輕，導(dǎo)熱系數(shù)小，對(duì)改善建筑性能，降低建筑成本有利。2．蒸制粉煤磚基本工藝流程粉煤磚的生產(chǎn)，一般包括原料處理攪拌消化、輪輾、成型、養(yǎng)護(hù)和成品堆等工藝過程。圖10－30是生產(chǎn)粉煤灰磚的基本工藝流程：

圖10－30蒸制粉煤灰磚生產(chǎn)工藝流程3．蒸制粉煤灰磚原材料介紹：（1）粉煤灰=1\*GB3①活性前已述及，在式中，h越大，粉煤灰的活性越高。為了保證磚的強(qiáng)度，生產(chǎn)中要求粉煤灰中應(yīng)含氧化鋁15%以上，含二氧化硅40%以上。=2\*GB3②未燃炭粉煤灰的未燃炭的根據(jù)微鏡下觀察。多數(shù)是以多數(shù)以多孔焦炭或半焦炭與煤的混合體存在。這種顆粒表面比較暗，顏色由淺到深不一，含炭量越高。色度越深，這種顆料粒有大的吸水性，這就增加了磚坯成型時(shí)的加水量。成型水分的增大，使磚坯在蒸制過程中容易發(fā)生激烈的濕熱交換破壞力，脫水后又會(huì)使磚內(nèi)部不密實(shí)而降低強(qiáng)度。此外，由于未燃炭能在大氣作用下氧化形成孔隙，吸水后又會(huì)顯著軟化，造成體脹，降低磚的強(qiáng)度，影響磚的耐久性能，因此對(duì)未燃炭含量要求控制在15%以下。=3\*GB3③可溶性鹽粉煤灰中的可溶性鹽是指堿金屬（鉀、鈉）的硫酸鹽以及硫酸鎂等。過量的可溶性鹽的存在會(huì)導(dǎo)致磚的嚴(yán)重鹽析現(xiàn)象，由此會(huì)使磚的體積發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)受到破壞，影響磚的耐久性能。生產(chǎn)中要求三氧化硫含量在4%以下，氧化鉀和氧化鈉在2.5%以下。=4\*GB3④硫化物粉煤灰中的硫化物主要是硫化亞鐵及硫化鈣，是原煤中的硫鐵礦和石膏經(jīng)煅燒得到的產(chǎn)物，在常溫和有水分存在的條件下，它們很不穩(wěn)定，極易水解。水解伴隨著體積的膨脹，有損于磚的耐久性。CaS+2H2O＝Ca（OH）2+H2SFeS+2H2O＝Fe（OH）2+H2S干容重和細(xì)度：生產(chǎn)中通常用干容重及細(xì)度評(píng)定粉煤灰的物理性能，生產(chǎn)中要求松散干容重應(yīng)大于600公斤/米3，粉煤灰的顆粒以粗些為好。（2）骨料骨料在蒸制粉煤灰磚中的主要作用是改善混合料顆粒的級(jí)配、成型性能及增加密實(shí)度，從而達(dá)到提高強(qiáng)度減少收縮的目的。顆粒細(xì)而均一的粉煤灰物料，在成型時(shí)容易產(chǎn)生層裂，磚的強(qiáng)度特別是抗折強(qiáng)度偏低，在用顆粒細(xì)而均一的粉煤灰生產(chǎn)磚時(shí)，應(yīng)摻入一定量的粗顆粒含硅材料，使混合料具有適宜的顆粒級(jí)配，以改善磚坯的成型性能。（3）生石灰生石灰在蒸制粉灰磚中起激發(fā)粉煤灰活性的作用，使粉煤灰中的活性氧化鋁與活性氧化硅跟消化后的石灰產(chǎn)生水化反應(yīng)，生成物中的有效氧化鈣不能低于60%，其中的氧化鎂須在5%以下。（4）石膏石膏在蒸制粉灰磚的生產(chǎn)中，起加速水化反應(yīng)、提高水化物結(jié)晶度，提高磚的早期強(qiáng)度，特別是抗折強(qiáng)度等作用。制磚工藝要求石膏中含有硫酸鈣量不少于65%，當(dāng)采用磷石膏時(shí)，其五氧化二磷含量不應(yīng)大于3%。4．消化、碾練和成型（1）消化在采用生石灰配制混合料時(shí)，需進(jìn)行消化處理，使磚坯在蒸制前，其中的生石灰基本消化完成，消化的時(shí)間長(zhǎng)短與生石灰的質(zhì)量、粉磨細(xì)度，以及氣溫變化等因素有關(guān)，也與消化方式有關(guān)。（2）碾練消化后的混合料要用輪碾機(jī)進(jìn)行碾練處理，以便使混合料壓實(shí)，排除料中的部分空氣，并使混合料中的活性物質(zhì)的活性得以充分發(fā)揮。因?yàn)檩気喤c碾盤間的重力和剪力作用，會(huì)不斷地把物料破碎碾磨，使原材料的微粒之間，以及這些微粒與水之間發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，活性的二氧化硅和三氧化二鋁與氫氧化鈣起化學(xué)反應(yīng)形成新的膠凝物質(zhì)，這些物質(zhì)僅容易產(chǎn)生于微粒表面，而在輾過程中，這些物質(zhì)不斷被擠擦，微粒表面一直在剝落，從而出現(xiàn)新鮮表面，使微粒的水化深度增加，反應(yīng)過程得以繼續(xù)進(jìn)行，粉料中的潛在活性得以大量發(fā)揮出來，也就是大大提高了制品的強(qiáng)度。（3）成型采用機(jī)械外力的作用，把松散的混合料加工成具有一定規(guī)格形狀和初始強(qiáng)度的磚坯，叫做成型，粉煤灰磚的極限成型壓力為60公斤/厘米2～120公斤/厘米2左右。5．蒸汽養(yǎng)護(hù)蒸制粉煤灰磚成型后的一個(gè)重要工序便是對(duì)磚坯進(jìn)行濕熱處理，通常是在飽和蒸汽的濕熱介質(zhì)中進(jìn)行處理。一般稱為蒸汽養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)的目的，在于加速成型坯體中膠結(jié)料的凝結(jié)硬化過程，也就是加速粉煤灰中的活性成分（SiO2和Al2O3）和石灰（Ca（OH）2）之間的水化和水熱合成反應(yīng)，以生成具有強(qiáng)度的水化產(chǎn)物，增加制品的結(jié)晶度，縮短硬化時(shí)間，使磚坯在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度和其它物理力學(xué)性能指標(biāo)。生產(chǎn)中采用的養(yǎng)護(hù)方式有常壓養(yǎng)護(hù)和高太蒸汽養(yǎng)護(hù)兩種，常壓養(yǎng)護(hù)用的飽和蒸汽表壓力為零，溫度95～100°C，高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)用的蒸汽表壓力8～15個(gè)大氣壓，溫度174～200°C。常壓養(yǎng)護(hù)用磚或鋼筋混凝土構(gòu)筑的蒸汽養(yǎng)護(hù)室，高壓養(yǎng)護(hù)則用密閉的園形金屬高壓容量——高壓釜（也稱蒸壓釜）。在蒸汽養(yǎng)護(hù)過程中，由于溫度和濕度作用，使磚坯發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化。氫氧化鈣和可溶性的二氧化硅、可溶性的三氧化二鋁通過液相相互作用而使制品硬化。高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)能加速水熱合反應(yīng)，增加制品中水化產(chǎn)物數(shù)量，提高水化產(chǎn)物結(jié)晶度，因此，在配合比相同時(shí)，高壓養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚的強(qiáng)度比常壓養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚高。當(dāng)粉煤灰磚強(qiáng)度要求一定時(shí)，高壓養(yǎng)護(hù)的石灰摻量低，可使成本下降。同時(shí)，在干燥收縮、抗干濕循環(huán)和抗凍性方面，高壓養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚要比常壓養(yǎng)護(hù)煤灰磚優(yōu)越，其它性能同無多大差別。但高壓養(yǎng)護(hù)需配置高壓釜，耗費(fèi)鋼材量較大（每臺(tái)高壓釜耗350噸），基建投資大。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)廠采用常壓養(yǎng)護(hù)，少數(shù)廠采用高壓養(yǎng)護(hù)。6．蒸制粉煤灰磚性能目前我國(guó)各粉煤灰磚廠的制品強(qiáng)度大都波動(dòng)在75～150公斤/厘米2之間，其抗凍性能一般都能經(jīng)受15～25次凍融循環(huán)，高壓養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚的抗炭化性能優(yōu)于常壓養(yǎng)護(hù)煤灰磚，當(dāng)粉煤摻用量為40%左右時(shí)，磚的吸水率為22%。（二）粉煤灰硅酸鹽砌塊當(dāng)前墻體材料的發(fā)展方向是輕質(zhì)、高強(qiáng)、空心和大塊。以粉煤灰作原料可以制成具有這些特點(diǎn)的大型硅酸鹽砌塊。這是一種新型墻體材料，與磚相比它具有工效高，投資省，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。蒸養(yǎng)粉煤灰硅酸鹽砌塊主要原料是粉煤灰，再摻入少量的石灰、石膏作為膠凝材料，并用煤渣作粗骨料。為了提高砌塊的質(zhì)量和強(qiáng)度，要求采用細(xì)度好，活性三氧化二鋁和二氧化硅的含量高，含碳量低的粉煤灰。膠結(jié)材料中有效氧化鈣含量要求在15～20%范圍內(nèi)，石膏的摻入量占膠凝材料的2～5%比較適且。粗骨料煤渣的粒徑不大于40毫米，生產(chǎn)流程，如圖10－31所示。圖10－31粉煤灰硅酸鹽水泥生產(chǎn)流程二十多年的實(shí)踐表明，蒸養(yǎng)硅酸鹽砌塊在我國(guó)東北或南方使用都具有良好的耐久性，經(jīng)大氣中的二氧化碳和凍融交替作用，不會(huì)引起酥松和粉化。（三）粉煤灰硅酸鹽水泥和粉煤灰無熟水泥粉煤灰的又一條途徑是生產(chǎn)水泥。它可與水泥熟料混合細(xì)磨制成粉煤灰硅酸鹽水泥，也可以不在加熟料的情況下生產(chǎn)無熟料水泥。1．粉煤灰硅酸鹽水泥在生產(chǎn)硅酸鹽水泥時(shí)加入30%或15%的粉煤灰和15%的液態(tài)爐渣制成粉煤灰硅酸鹽水泥，流程如圖10－32所示。圖10－32粉煤灰硅酸鹽水泥生產(chǎn)流程因?yàn)橐话汶姀S的粉煤灰是采用濕法排出的，所以需要先行烘干，使水份降至6～８%后，與水泥熟料及石膏混合，送入球磨機(jī)進(jìn)行粉磨。這樣可制得400～500號(hào)粉煤灰硅酸鹽水泥。永登水泥廠利用西固電廠的粉煤灰生產(chǎn)出粉煤灰大壩水泥，供劉家峽水電工程澆筑大壩使用。我國(guó)在1977年8月將粉煤灰硅酸水泥列為國(guó)家水泥標(biāo)準(zhǔn)（GB-1344-77）。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定粉煤灰作水泥混合料摻入量為20～40%。粉煤灰硅酸鹽水泥具有水化熱低，抗摻性和抗熱性好，后期強(qiáng)度高、抗拉強(qiáng)度高、抗硫酸鹽性能好等優(yōu)點(diǎn)。它比普通硅酸鹽水泥多摻15%的混合材料，相應(yīng)地節(jié)約了15%的水泥熟料，也相應(yīng)節(jié)約了一部分用煤。利用粉煤灰生產(chǎn)粉煤灰硅酸鹽，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，擴(kuò)大了水泥原料的來源，并能利用工業(yè)廢料，降低水泥成本和增加水泥產(chǎn)量。2．粉煤灰無熟料水泥粉煤灰中的大量活性AL2O3和SiO2與水拌合時(shí)在生石灰的作用下具有水硬性，特別是當(dāng)AL2O3含量較高時(shí)，水化更快，早期強(qiáng)度較高，因而可以用來生產(chǎn)無熟料水泥。根據(jù)粉煤灰含氧化鈣40%左右的特點(diǎn)，在粉煤灰中加入適量外加劑，磨細(xì)至比表面積500厘米2/克以上，制得400號(hào)純粉煤灰水泥。粉煤灰水泥可以用于一般工業(yè)的民用建筑，如予制板、梁、基礎(chǔ)、地面及農(nóng)田水利等。粉煤灰水泥用量大、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、便于推廣。四．火電廠煤清潔燃燒脫硫技術(shù)燃煤火力電廠是排放二氧化硫的主要污染源之一，目前我國(guó)SO2污染較為嚴(yán)重，全國(guó)被統(tǒng)計(jì)的280個(gè)城市中SO2超過國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市達(dá)149個(gè)，超標(biāo)率53.2%。對(duì)人類健康和環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，因此，煤的清潔燃燒技術(shù)引起廣大學(xué)者的重視和研究，而且我國(guó)對(duì)SO2的控制有了嚴(yán)格的規(guī)定和措施?；痣姀S的清潔燃燒脫硫技術(shù)主要分為燃燒前脫硫，燃燒中固硫和煙氣的脫硫。1．燃燒前脫硫a浮選脫硫浮選是在氣-液-固三相界面的分選過程，它包括在水中的礦粒粘附到氣泡上，然后上浮到煤漿液面并被收入泡沫產(chǎn)品的過程。硫粒能否粘附到氣泡上取決于水對(duì)該礦粒的潤(rùn)濕性。當(dāng)水對(duì)礦粒表面只有很小的潤(rùn)濕性，該表面稱為疏水表面，這時(shí)氣泡能粘附到該表面上。反之，潤(rùn)濕性強(qiáng)的表面，稱為親水表面，氣泡就難以或甚至不粘附在其上面。煤是具有天然可浮性的礦物之一，但是煤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含著非極性、雜極性和極性的物質(zhì)，因而各處的極性或疏水性不同，在曝露出芳香網(wǎng)面上，特別是各種碳?xì)浠衔锏牟课?，水化作用弱，疏水性?qiáng)。在有各種含氧官能團(tuán)的地方（如—OH—COOH等）水化作用強(qiáng)，是親水部位。微細(xì)地嵌布于有機(jī)質(zhì)中的無機(jī)礦物，如石英、石灰石或粘土之類，水化作用很強(qiáng)，也是親水的。煤中的黃鐵礦，其水化程度比其他成灰礦物弱，歷而具有一定的疏水性。利用其疏水性不同選用不同的捕收劑，用浮選的方法將煤中黃鐵礦脫除。b磁性分選脫硫煤的磁性分選脫硫技術(shù)，在國(guó)外于20世紀(jì)70年代就已開始研究應(yīng)用，并取得了一定的成果。煤中的硫一般可分為有機(jī)硫和無機(jī)硫，有機(jī)硫即與有機(jī)物以化不鍵結(jié)合的硫，為逆磁性；無機(jī)硫包括黃鐵礦（FeSO4）或白鐵礦、硫酸鹽等，它們都有較強(qiáng)的磁性，為順磁性物質(zhì)。我國(guó)高硫煤中的硫大多以黃鐵礦的形式存在，硫酸鹽硫含量極少。磁性分選脫硫可分為干法和濕法兩種形式。干法脫硫就是以空氣為載流體，使煤粉均勻分散于空氣中，然后使其通過高梯度強(qiáng)磁分離區(qū)。在該區(qū)域內(nèi)，順磁性黃鐵礦等礦物質(zhì)被聚磁基質(zhì)捕獲，其他有機(jī)物通過分離區(qū)后成為精煤新產(chǎn)品。濕法脫硫是以水（油、甲醇）等作為載流體，基本方法同干法分選。由于濕法脫硫具有流程簡(jiǎn)單，脫硫效果好等優(yōu)點(diǎn)，因而多采用以水煤漿為原料的脫硫工藝。磁性分選煤脫硫是在磁場(chǎng)中進(jìn)行的。當(dāng)被分離的物質(zhì)顆粒（黃鐵礦）進(jìn)入磁場(chǎng)的有效分選空間后，將受到磁場(chǎng)力Fm和F∑（包括Fg，流體拖電力Fd，摩擦力Ff以及靜電力等）的作用。不同磁性產(chǎn)品的顆粒受到不同的磁力，從而導(dǎo)致它們運(yùn)動(dòng)路徑的不同，產(chǎn)生磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品。對(duì)于某一個(gè)磁性顆粒，在磁分離過程中能否成為磁性產(chǎn)品，是由其所受磁力Fm和機(jī)械合力F∑的比值決定的。為保證磁性顆粒的有效分離，必須要求磁力Fm＞F∑。c微波輻射法脫硫微波能照射煤時(shí)，煤中黃鐵礦中的硫最容易吸收微波，有機(jī)硫次之，煤基質(zhì)基本上不吸收微波，量子物理學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為：物質(zhì)受到微波能電子作用后，分子受到一定程度的激發(fā)，發(fā)生一系列微效應(yīng)，如電子自旋共振、核自旋、大分子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等，其總的結(jié)果是使分子具有較大的化學(xué)活性，有利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。煤微波脫硫的原理是煤和浸提劑組成的試樣在微波電磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生極化效應(yīng)，從而削弱煤中硫原子和其他原子之間的化學(xué)親和力，促進(jìn)煤中硫與浸提劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性硫化物，通過洗滌從煤中除去。浸提劑可以是酸或者是堿，此法可以脫去煤中無機(jī)硫、有機(jī)硫，其中無機(jī)硫去除率＞90%，有機(jī)硫去除率＞20%，據(jù)報(bào)告該法總脫硫率可達(dá)50%以上。d微生物法脫硫煤炭中的硫分為無機(jī)硫和有機(jī)硫兩大類，兩者的比例視煤炭種類而異。無機(jī)硫以礦物質(zhì)態(tài)存在，其中大部分是黃鐵礦（FeS2）形態(tài)存在，還會(huì)有少量的硫酸鹽和單質(zhì)硫。有機(jī)硫在煤中與碳原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，以噻吩型、硫化物型和硫醇型等形態(tài)存在；其中又以噻吩型為主。煤炭中無機(jī)硫大多以黃鐵礦（FeS2）的形態(tài)存在。在微生物的作用下，無機(jī)硫被氧化、溶解而脫硫，該過程涉及兩個(gè)方面的作用：一是微生物的直接作用，一是中間產(chǎn)物引起的純粹化學(xué)作用。無機(jī)硫的部除機(jī)理：首先是微生物附著在黃鐵礦（FeS2）表面發(fā)生氧化溶解作用，生成硫酸和Fe2+；而且Fe2+被氧化為Fe3+；由于Fe3+具氧化性，又與其他的黃鐵礦發(fā)生化學(xué)氧化作用，自身被還原成Fe2+，同時(shí)生成單質(zhì)硫；單質(zhì)硫在微生物作用下被氧化成硫酸而除去，顯見，在這一循環(huán)氧化還原反應(yīng)過程中，鐵離子是中介價(jià)，由于微生物、氧化相互作用，加速了黃鐵礦（FeS2）的溶解，微生物的重要作用在于使Fe2+變成Fe3+的鐵氧化作用以及使單體硫變成硫酸的硫氧化作用。而中間產(chǎn)物（Fe2+和單質(zhì)硫）又能被微生物用作能源，促進(jìn)微生物繁衍。目前已知能脫除無機(jī)硫的微生物有氧化亞鐵硫桿菌（Thiobacil-lusferrooridans）、氧化硫硫桿菌（Thiobacillrethiooxidans）以及能在（Srlfolobrsacidocardarius,Acid-ianusbrierleyi）。這些細(xì)菌自鐵和硫等無機(jī)物氧化中獲取能量，并能固定空氣中SO2而繁殖，屬自養(yǎng)菌。有機(jī)硫脫除機(jī)理煤中有機(jī)硫煤中是以與碳原子鍵合存在，比無機(jī)硫難脫除，而且脫硫機(jī)理無亦全然不同。根據(jù)二苯并噻吩（DBT）的分解研究結(jié)果推測(cè)，脫硫微生物具有酶的作用，使C—S鍵斷裂。在微生物的作用下DBT分解主要途徑：該分解途徑不破壞骨架，將硫變成硫酸而脫除。已知經(jīng)人工變異遺傳因子的假單胞菌屬能按此途徑分解DBT。此類細(xì)菌不能以硫?yàn)槟茉?，而以分解的有機(jī)物為源能而繁殖，屬異養(yǎng)菌。有機(jī)硫的最大脫除率為57%（12h）或91%（212d）。通過上述煤的燃燒前清潔脫硫技術(shù)可將煤中硫含量降低50%以上，為我國(guó)高硫煤的利用創(chuàng)造了良好的條件，減少了后工序的脫硫負(fù)荷，具有顯著的社會(huì)環(huán)境效益。2．燃燒中固硫煤在燃燒過程中固硫通常采用石灰/石灰石直接噴射法和型煤固硫法，對(duì)于火電廠適用石灰/石灰石直接噴射法，該方法是將磨細(xì)的石灰/石灰石在混煤時(shí)或爐爐膛中加入，使發(fā)生如下反應(yīng)過到脫硫目的。CaCO3=CaO+CO2CaO+SO2=CaSO3CaCO3+SO2=CaSO3+CO2CaSO3+0.5O2=CaSO4CaO+SO2+0.5O2=CaSO4CaCO3+SO2+0.5O2=CaSO4+CO24CaSO3=3CaSO4+CaS當(dāng)采用白云石或石灰石中含有碳酸鎂時(shí)還會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：MgCO3=MgO+CO2MgO+SO2+0.5O2=MgSO4石灰石噴入鍋爐高溫區(qū)時(shí)，首先進(jìn)行煅燒。CaCO3的分解溫度與平衡濃度有一定的關(guān)系。煙氣中SO2高時(shí)，CaCO3的分解溫度相應(yīng)升高，例如煙霧氣中CO2濃度為10%、溫度在750℃以上，CaCO3才能分解。一般鍋爐煙氣中CO2濃度在14%左右，CaCO3的分解溫度約為765℃，低于此溫度，CaO會(huì)吸收CO2再度變?yōu)镃aCO3。白云石或云石灰?guī)r則不同，MgCO3分解，其分解溫度遠(yuǎn)較CaCO3為低，僅約344℃。在鍋爐溫度下，CaCO3+SO2===CaSO3+CO2推動(dòng)力（負(fù)自由能變化）很低，可不考慮。CaO與煙氣中SO2和O2反應(yīng)，并生成CaSO3或CaSO4。但是，反應(yīng)式CaO+SO2===CaSO3在大約1038℃時(shí)逆向，而且溫度必須低于650℃左右，氣相中SO2平衡濃度才能低到滿足煙氣脫硫要求。因此在鍋爐內(nèi)煙氣脫硫主要按反應(yīng)式CaO+SO2+0.5O2=CaSO4進(jìn)行。反應(yīng)式的平衡常數(shù)K可按下式計(jì)算。LnK=–△G0/RT式中△G0——標(biāo)準(zhǔn)自由能，cal/mol；R——?dú)怏w常數(shù)1.99，cal,mol；T——絕對(duì)溫度，K。K可按下式表示。式中（CaSO4）、（CaO）——CaSO4、CaO固體濃度；Cso2、Co2——SO2、O2的摩爾百分?jǐn)?shù)。常壓時(shí)P=1atm，（CaSO4）=（CaO）=1，上式簡(jiǎn)化為：CaO、MgO、Ca（OH）2與SO2反應(yīng)時(shí)的SO2平衡濃度如表10－12所示。從表中可以看出，在石灰石的場(chǎng)合下，O2濃度2.7%，溫度1160℃左右，SO2平衡濃度達(dá)1000×10-6，因此煙氣溫度超過1160℃就不能發(fā)生脫硫反應(yīng)。從表10－12中還可以看出，在理論上溫度低時(shí)，脫硫反應(yīng)率高，但溫度低反應(yīng)速度太慢，實(shí)際反應(yīng)是在較高溫度下進(jìn)行的，一般CaO的有效反應(yīng)溫度為950～1,100℃。表10－12CaO、MgO、Ca（OH）2與SO2反應(yīng)時(shí)的SO2平衡濃度反應(yīng)式O2濃度%溫度℃平衡常數(shù)K/atm-3/2SO2平衡濃度×10-6CaO+SO2+0.5O2=CaSO42.78709259801040109013702.61×1082.54×1073.12×1064.62×1058.15×10497.050.020.242.01375630001.087098010901370043.21201000005.0870980109013700.021.45546000MgO+CO2+0.5O2=MgSO42.75906507007608158701.33×1085.96×1063.81×1053.34×1043.78×1035.40×1020.051.016180160011000Ca（OH）2+SO2=CaSO4+h2O*2.71502603704257.7×10-181.1×10-8