燃氣輪機聯合循環 (CCGT)發電,可減少環境污染嗎?
中國霧霾很嚴重,如果國內的火電廠都用這種:Combined cycle 燃氣輪機聯合循環 (CCGT)
發電機,會不會解決環境污染?據說這種發電機效率提高50%,燃料是天然氣,還可以燒煤。如果用這種機器燒煤,對環境污染有多大?聽說德國,美國的火電廠也是燒煤的,而德國繼續增加燃煤火電;是不是處理的好,所以不會對環境造成太大污染?
首先明確一個概念,只要人類從事生產生活活動就會對環境造成污染,這個污染是絕對的,我們所討論的是如何將這種污染的量和影響降低到最低。
燃氣輪機聯合循環 (CCGT),我們一般叫燃機發電。他的特點是因為他使用的燃料是天然氣,所以燃燒後排放物中的二氧化硫、氮氧化物以及粉塵很少(不是沒有)。有一些地方政府處於政策性原因和政績考慮會上馬燃機項目,但就目前的形勢和條件,燃機發電還不會成為主流發電模式,更不會取代燃煤發電機組。原因如下:
一是經濟性,具體數據我忘記了,但是每發一度電,燃機所用的天然氣成本是燃煤機組的好幾倍(希望知道的知友指正)。雖然有政府的政策補貼(不一定能落實)但基本上就是賠本賺吆喝。電是現代生產生活的基礎,牽一髮動全身,所以經濟高效仍然是首先需要考慮的。
二是環保上並無絕對優勢。近期國家環保部出台了一個新的政策,就是東部沿海地區,大型燃煤機組允許按照燃機排放標準減排上報。(這裡解釋一下,如果一個地方要新建機組,那麼該地必須減掉新建機組將排放的污染物總量指標,也就是總量是不允許增加的,你想上馬項目就要關停其他的,或者佔用你的總量指標)燃機排放標準我們一般叫做「近零排放」,這個國外一直都有,日本就搞的很好,技術上沒有難度,只不過初期建設成本增加而已。單機容量100萬的燃煤機組通過增設環保設備,完全能夠達到同等燃機排放的標準(或者接近),而生產成本要低的多。
三是氣源不穩定。天然氣運輸無外乎兩個途徑,管道和LNG船,這兩個方式都不是你想怎麼運就怎麼運的。管道每單位時間的運輸量就那麼多,LNG更是需要專用碼頭。燃機發電用的燃氣量極大,而天然氣不僅僅用來發電,更是我們日常生活的需要,如果一個地區建設燃機項目必然要佔用燃氣供給的大量指標,可能會對居民用氣造成影響。
CCGT是非常高效清潔的,熱效率可以做到54%,單循環只有35-42%,現在是燒天然氣的首選技術。不算上熱效率改進,燒天然氣比燒煤本來就少排一半CO2。
中國的問題在於多煤少氣。燃煤上CC要先氣化,這就變成IGCC了。IGCC技術難度非常高,電站的資金成本也很大,全世界一共只有六座在商業運行。美國因為天然氣便宜,IGCC現在沒有競爭力。西歐和日本因為頁岩氣和核電的環保問題,比較有動力搞IGCC。三菱重工從汽化到汽輪機一整套技術都有。
中國華能有一個試點,看報道一直有技術問題。未來IGCC在中國的發展一個是技術困難,一個是同核電競爭。謝邀,簡單說兩句,手上正有一個燃機的項目,不過是單循環的,大概了解一些,聯合循環最主要的是增加效率,因為聯合循環是增加了餘熱鍋爐,利用燃燒天熱氣廢氣進行二次發電,從燃燒天然氣的角度上說,聯合循環並沒有減少污染(問題中提到的煤作為燃料還真不了解)。現在比較熱的是IGCC(煤氣化聯合循環),利用清潔煤的技術來產生天熱氣,再此過程中減少了污染。具體可以百度一下IGCC或者清潔煤技術。
單身學渣熱動狗…
燃氣-蒸汽聯合循環是個好東西。目前燃氣一般都是指天然氣,當然天津正在搞整體煤氣化聯合循環IGCC,將煤變成煤氣。
燃燒天然氣涉及到一個叫做布雷頓循環的原理,原理不贅述,結果就是目前熱效率偏低。
魚唇的人類,哦不,是聰明的科學家為了將燃燒燃氣的產物煙氣的熱量利用起來,想到了一個餿(hao)主意,就是將煙氣引到餘熱鍋爐里,加熱水變成水蒸汽,推動汽輪機,帶動發電機發電,從而提高效率,從理論上來說,一台某進口390MW燃機(39萬千瓦,目前使用較為廣泛)理論上達到56%,我們廠的學長口述說大概5萬立方氣發三十多萬度電。
既然是白富美,肯定也很傲嬌。最傲嬌的就是燃機的核心技術掌握在三家國外公司手裡:通用電氣GE,三菱和西門子,三家擁有各子的技術壁壘,目前這玩意不能國產啊……建設維護什麼的只能請國外的專家,燃機材料也是公司核心技術,只能買,一個葉片的價格,呃…相當於在中國別摸我730…總之就是設備貴貴貴…接下來就是價格比較高昂的天然氣了,我當時面試了兩家燃氣電廠,一個是從澳洲買LNG簽約價是1.8元/方,另一個不知道氣源,聽HR說簽約價估計是2.8元/方。因此,用燃氣發電,如果國家不補貼,肯定虧成汪汪汪了。
么得辦法撒,中國是個氣少煤多的地方哦Σ( ̄。 ̄?)?
目前中國正大力發展核電,還有落實煤電上大壓小政策,以減少環境的污染。核電我就不多說了,反正就是有自主技術了,牛逼哄哄的。煤電上大壓小是因為大機組總體煤耗比小機組少,而且大機組肩負著非常嚴格的脫硫脫硝甚至是以後的脫碳使命。目前66萬和100萬屬於大機組,也有部分地方搞125萬或者是搞二次再熱,搞這些技術目的還是在於減少煤耗,增大發電效益,節能減排。現在大機組每度電可以控制在300克以內,有的達到280g,在遙遠的未來,說不定可以達到半斤煤…
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手機碼字,實在不容易,我是學渣,就匿了吧。說錯的地方請大神指教,我會改正,內容源自我上課的時候抄的筆記,在這裡非常感謝我的燃機主講姚老師。
可以
…………分隔一下………………
但是若是連碳排放都規划進去,那就是另一個問題了,請連線哥本哈根丁院士和柴女士的視頻。
下面是之前的回答。
火電廠除了運煤和磨煤以及儲存煤的時候偶爾飄一些粉塵~其他污染可以忽略不計。
煙囪里飄的大多數是水汽O(∩_∩)O
GTCC更加不錯,甲烷加氧氣~水加二氧化碳O(∩_∩)O
除了啟機不完全燃燒那一點氮氧化物~其他忽略不計O(∩_∩)O
ccgt這個簡稱法很少聽到,一般是ccpp聽得多一點,combined cycle power plant。
燃氣熱電聯產(或熱電冷聯產)這個行業我前前後後搞了7年了,是個人非常看好的領域,堅持之中放棄過一些更好的發展機會。 我認為其好在以下方面:
1,在中國這種站在國際利益集團鬥爭前端的大國,戰時能源安全必須考慮,中小型的獨立電廠在能保證自身生存的前提下是一種大電網之外的優秀補充。
2,排放低(只要燃氣組分好,有的小機型尾氣甚至可以安全呼吸)、節水(是燃煤電廠的1/6)、省面積(以300mw為例,雙機組配置,佔地不到5000平)。
3,燃氣輪機所需燃料是熱值達標的可燃氣體,不管目前公布的天然氣儲量比其他國家低多少,高爐煤氣、焦爐煤氣、垃圾填埋氣、沼氣、煤層氣、頁岩氣、進口管道氣、LNG了、深海可燃氣,都是燃料源,從長久來看,當前不可儲存的燃料和可以進口的燃料都是值得利用的。2014年中國電力構成中火電比例是67%,總體氣體燃料使用越多,燃煤使用就越少,污染就越少。
4,從能源結構來看,水電可利用的大多已開發到位,風電有局部地方因為輸電線路不成熟還待開發,核電建設牽扯厲害較大不宜大規模開發,太陽能在持續發展但規模增長有限,燃氣發電比例還大大低於國際發達國家水平。
5,我國目前已有的燃氣電廠成功的案例多為調峰電站和鋼廠自備電廠,調峰電站數量不詳但大多城市都有配置,鋼廠自備電廠ccpp類大約有40餘套機組,這兩年因為鋼鐵不景氣停了一些。
6,大型的聯合循環發電雖然發電效率高,但一次投資較大,項目風險不小,取而代之的是國家對中小型分散式能源的大力推動,6mw以內的熱電冷三聯供,電力併網不上網,追求的是較高的綜合熱效率,以及對城市周邊燃煤鍋爐改造替代的效果,這兩年的增長形式確實如火如荼,是諸多能源投資商桌上的優秀方案。暫時想到這麼多,做飯去了。
我是大富答得已經很全面的,我補充一下。
1、美國、德國的火電廠是不是控制得好。
查了下NOX的排放標準。歐盟的標準是小機組600以下,50萬以上的機組200以下,美國的火電廠排放標準是新建機組135以下,改造機組是185以下。而中國標準是100以下,達到所謂「近零排放」,也就是50以下,有補貼。
明顯,中國的火電廠環保標準比德國、美國要高。
2、如果用燃氣機組燒煤,污染有多大。
燃氣機組不能燒煤,只能燒氣體或液體燃料,這是由它的原理和結構決定的(燃料和高壓空氣混合,燃燒後推動透平做功)。
3、如果新建機組是燃氣的能不能減少排放。
肯定是可以的,畢竟燃機效率高,9H的燃氣蒸汽聯合循環總效率是60%多,國內最大的燃機是9F的,也能達到58%。相比較而言,煤機效率最高只有40%多。更高的效率,代表了更少的碳排放。
SOX方面,由於天然氣中幾乎沒有硫,煤中有硫,所以在這方面燃機比煤機排放要低很多(即使是煤機普遍上脫硫裝置,但SOX還是高於燃機)。
NOX方面,因為環保標準的提高,煤機都上了脫硝裝置,排放控制在100以下,穩定在50以下很難(要不然怎麼有補貼呢)燃機不脫硝就可以達到100以下,上脫硝肯定能控制在30以下。
但建電廠要考慮很多問題,不是只考慮環保一方面。比方說:燃料的成本、技術的可靠性、設備的國產化率……等等,目前新建的燃機電廠也很多,但和煤機相比還是很少,而且大多集中在沿海和氣田。
其實,燃機除了燃料成本高、設備國產化率低以外,優點還是很多的,雖然和主題無關,我順便說一下。
1、環保(題主已經說過了)
2、佔地面積小。
3、節水(主要是循環水量小)
4、建設周期短(燃機1年多,煤機2年)
5、單位千瓦時投資小(2台9F燃汽蒸汽聯合循環機組,大概80多萬千瓦,投資大概30億元左右,2台100萬千瓦的煤機,投資大概80多億元。)
6、開機快、負荷響應快,適合調峰。(全冷態開機,燃機大概8小時左右,煤機大概2天)
7、自動化程度高,人員精簡且勞動強度低。
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綜上所述,燃機雖然有很多優點、但其缺點也是致命的,因此不適合全國範圍大規模推廣,但在發達地區進行試點,前景還是很樂觀的。
這也是為什麼我國的燃機大多分布在沿海發達地區和氣田附近的原因。
刨開其他,效率提高,同等燃料發更多的電。污染是減少了
燃氣蒸汽聯合循環主要是燒天然氣,不會產生大量的灰,所以不像燃煤電站需要對灰進行後處理,也就沒有灰場。聯合循環的意義在於利用底循環的朗肯循環可以對燃氣輪機排氣餘熱進行利用,所以效率高。但是現在新的燃煤機組基本能夠實現近零排放,有些電站的排放確實比燃機電站還好。中國盛產煤而相對缺乏天然氣和石油,而且燃煤機組可以把優質煤和劣質煤摻燒,這樣可以利用許多原本不能作為燃料的劣質煤,通過脫硫脫硝除塵,排放不比燃機差,煤灰可以拿來燒磚,其實污染也沒什麼,總的算下來成本還低。而且國內蒸汽輪機的製造水平可以說世界數一數二,裡面的技術基本都掌握了,而燃氣輪機基本還要靠國外的技術,燃氣輪機燃燒室和透平葉片經常需要修理更換,不如蒸汽輪機皮實,備件價格也要高得多,對於中國來說,在燃煤機組可以實現近零排放的前提下其實繼續發展燃煤機組並無不妥。
我們是江蘇坤太新能源科技有限公司;想建天然氣燃氣輪機發電聯合循環利用項目。
誰能幫搞此項目,謝謝!
我從另外的角度說一下這個問題。
1.霧霾的主要原因並不是大型火電廠造成的。
2.目前火電的污染物處理技術已經相當完善,造成的污染相當有限。
看第二遍才發現你說的是ccgt,oh,我們一直都叫做gtcc。
-a-a-a-這傳統火電效率高一點也就45%,而重型H級聯合循環的效率已經能達到62%。
即使從碳排放講效率提升也就意味著減少了碳排放。
另外火電相比燃機還是存在硫化物 氮氧化物 以及粉塵等污染。
總結一下:gtcc是趨勢,但這幾年氣價比煤價高出太多導致大家上gtcc的幹勁沒那麼大
燃氣輪機環保這塊,還是要靠燃燒調整比如燃燒過程中注水,達到降低排氣硫氮氧化物含量的目的
主要在於提高熱效率,節能就是環保,再一個,充分燃燒減少污染物排放。道理簡單,做好難。
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