燃?xì)獍l(fā)電在節(jié)能減排中的作用論文
摘要：我國(guó)目前的燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)可通過(guò)最傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)、以氣體為燃料的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)三種技術(shù)方式得以實(shí)現(xiàn)。本文主要介紹了燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)方式，指出了現(xiàn)在的使用現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：燃?xì)獍l(fā)電；節(jié)能減排；內(nèi)燃機(jī)
由于溫室效應(yīng)導(dǎo)致的全球氣候變暖帶來(lái)的氣候問題越來(lái)越嚴(yán)重，為了解決這個(gè)問題，就必須想辦法實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。相較于二氧化碳，甲烷在溫室效應(yīng)的行程中，做出的“貢獻(xiàn)”更加突出。然而，甲烷因?yàn)闊嶂蹈撸绻芎煤玫睦茫彩且环N比較好的燃料。如果要減輕由于甲烷引起的溫室效應(yīng)給全球氣候帶來(lái)的負(fù)面影響，燃?xì)獍l(fā)電是一個(gè)非常有力的手段。利用燃?xì)獍l(fā)電，不僅可以治理環(huán)境污染，還能夠提高能源利用率、節(jié)約資源。目前我國(guó)正面臨著電力、煤炭資源供應(yīng)緊張的局面，加強(qiáng)對(duì)甲烷的利用，通過(guò)燃?xì)獍l(fā)電，也可以促進(jìn)我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
1 我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)應(yīng)用
1.1蒸汽發(fā)電機(jī)組
蒸汽發(fā)電機(jī)組由鍋爐、凝汽式汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，其工作原理是通過(guò)蒸汽鍋爐對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行加熱，利用燃?xì)猱a(chǎn)生的高溫高壓蒸汽來(lái)帶動(dòng)汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組發(fā)電。這種技術(shù)的工藝和設(shè)備卻相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，所需要的運(yùn)轉(zhuǎn)投資資金也比較大，廠房的建設(shè)方面不僅周期長(zhǎng)而且可移動(dòng)性不強(qiáng)，所能轉(zhuǎn)換的能量少卻需要消耗大量的水，作業(yè)效率也不高。在啟動(dòng)的時(shí)候，要完全啟動(dòng)好至少得需要2個(gè)小時(shí)，并且在處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的情況的狀態(tài)下，會(huì)影響機(jī)組的運(yùn)行效率。檢修工作量大，需要的人員多，機(jī)組自耗電量達(dá)12%，機(jī)組綜合熱利用率僅為20%左右。
1.2往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)
往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)主要包括兩種，一種是火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，一種是壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，兩者的區(qū)別主要在于點(diǎn)火方式不同。往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)在于內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)核心區(qū)域的工作最高可以達(dá)到14000C，所以其發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率比較高，其發(fā)電率可以達(dá)到30%-40%，高發(fā)電率是其最突出的優(yōu)勢(shì)，另外設(shè)備集成度高，安裝也比較方便，在運(yùn)行中對(duì)其中粉塵的要求不那么苛刻，而且基本不耗費(fèi)水源。但其也有自身的一些缺點(diǎn)，首先是費(fèi)用高，不管是一次性投資還是后期的運(yùn)維費(fèi)用，都比較高；其次，其在運(yùn)行過(guò)程中，為了保持運(yùn)行的穩(wěn)定會(huì)，會(huì)需要經(jīng)常更換機(jī)油與火花塞，這樣一來(lái)其正常運(yùn)行不僅要消耗大量的維修費(fèi)，還要有大量的材料做支撐。另外，高頻度的更換機(jī)油和火花塞還會(huì)大大降低設(shè)備的利用率，比如燃?xì)鈨?nèi)含有腐蝕性成分時(shí)，就有可能腐蝕內(nèi)燃機(jī)設(shè)備，但是如果有相應(yīng)的措施能降低對(duì)內(nèi)燃機(jī)設(shè)備的腐蝕，這也是一種比較合適的技術(shù)選擇，而且現(xiàn)在應(yīng)對(duì)這個(gè)問題的技術(shù)已經(jīng)比較嫻熟，所以利用這種技術(shù)的企業(yè)也不在少數(shù)。在陜西，山西省晉城市的寺河煤礦就需要制造出60臺(tái)卡特彼勒G3520系列的發(fā)電機(jī)組，不出意外，這個(gè)項(xiàng)目有可能會(huì)位列同類發(fā)電項(xiàng)目的前列。
1.3燃?xì)廨啓C(jī)
燃?xì)廨啓C(jī)的`工作原理是，首先利用壓氣機(jī)渦輪壓縮空氣，然后利用壓縮的高壓空氣在燃燒室燃燒燃料，利用熱脹冷縮的原理推動(dòng)動(dòng)力渦輪旋轉(zhuǎn)做功，發(fā)電機(jī)在這種驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行發(fā)電。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的組成部分主要是燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制屏等等，但看燃?xì)廨啓C(jī)其發(fā)電率并不高，僅能達(dá)到30%-35%，但其產(chǎn)生的廢熱煙氣卻可以進(jìn)行二次發(fā)電，提升發(fā)電率。其產(chǎn)生的廢熱煙氣溫度可以達(dá)到450-5500C，這種余熱可以促使鍋爐對(duì)產(chǎn)生的熱能進(jìn)行二次回收，二次回收后可以通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)轉(zhuǎn)換成能以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的蒸汽，相當(dāng)于形成了一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)—蒸汽輪機(jī)發(fā)電的循環(huán)，通過(guò)對(duì)廢熱煙氣的循環(huán)利用，普通機(jī)組的發(fā)電率可以提升到45%-50%，大型機(jī)組可以提升到55%以上。其優(yōu)勢(shì)在于燃料的適應(yīng)性很強(qiáng)，即便是燃料中含有硫、塵的比例高一些也不會(huì)有大影響，另外，發(fā)電損耗率比較低，甚至因?yàn)槿剂线M(jìn)氣量增加而有所增加。其劣勢(shì)主要在于燃?xì)廨啓C(jī)檢修時(shí)必須運(yùn)回制造廠檢修，所以對(duì)備品備件的數(shù)量要求比較多，而且對(duì)操作工人的技術(shù)能力要求也較高。燃?xì)廨啓C(jī)在我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電方面上已經(jīng)取得了不少的成功經(jīng)驗(yàn)。GE公司，阿爾斯通公司，索拉公司等國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)公司機(jī)組均已在國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)內(nèi)投入使用，以其成熟的技術(shù)和設(shè)備穩(wěn)定可靠的性能，在國(guó)內(nèi)燃?xì)獍l(fā)電領(lǐng)域占有一席之地。
2 燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)和熱電聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的作用
熱電聯(lián)產(chǎn)是熱能和電能聯(lián)合生產(chǎn)的一種高效能源生產(chǎn)方式，發(fā)電的同時(shí)，為工業(yè)和家庭提供廉價(jià)的取暖用熱，與熱電分產(chǎn)相比，可以顯著提高燃料利用率。隨之出現(xiàn)的冷熱電三聯(lián)供，是傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)的一種進(jìn)化和發(fā)展。同時(shí)向用戶輸出冷、熱、電能，是一種技術(shù)成熟的能源供應(yīng)方式。冷熱電三聯(lián)供被視為21世紀(jì)最具經(jīng)濟(jì)潛力的組合方式。熱電聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)—蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán):這是世界各國(guó)最為鼓勵(lì)的發(fā)電方式。首先由燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行首次能源利用，燃?xì)饨?jīng)加壓后去燃?xì)廨啓C(jī)燃燒并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃燒后排出的煙氣排入余熱鍋爐以回收能量，余熱鍋爐產(chǎn)出蒸汽。蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)推動(dòng)蒸汽輪機(jī)作功發(fā)電(蒸汽也可直接進(jìn)入廠區(qū)蒸汽管網(wǎng)以供生產(chǎn)和生活使用)，并將功后乏汽進(jìn)入凝汽器，通過(guò)凝結(jié)水泵經(jīng)過(guò)相關(guān)工藝處理后再次送入余熱鍋爐，也可將乏汽直接用于供熱二燃?xì)廨啓C(jī)—蒸汽輪機(jī)熱電聯(lián)合循環(huán)的整體效率高，有效能量轉(zhuǎn)換率高，因此經(jīng)濟(jì)效益也較好。
3 結(jié)語(yǔ)
在能源供應(yīng)緊張和環(huán)保問題日益突出的今天，開發(fā)出清潔能源、促進(jìn)節(jié)能減排成為可持續(xù)發(fā)展的主題。在這一形勢(shì)下，燃?xì)獍l(fā)電應(yīng)運(yùn)而生，將煤層氣、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等可燃?xì)怏w作為燃料，產(chǎn)生新型綠色環(huán)保的動(dòng)力，不僅可以變廢為寶，而且還具有安全方便、低投入高產(chǎn)出的優(yōu)勢(shì)。這不僅能夠很好的相應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，同時(shí)形成了資源綜合利用的分布式能源格局，更有利于緩解目前的資源供應(yīng)緊張的局面。
參考文獻(xiàn)：
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