电厂锅炉汽轮机系统的绿色设计探讨

邢玫

摘要：电力作为经济发展中不可或缺的能源之一，自我国改革开放以来对电力的消耗水平持续升高，为了应对这一问题，电力行业以及电力企业推行改革，引进先进技术和管理，电力工程建设不断涌现。锅炉汽轮机作为当前电厂建设中重要的组成部分，对于电厂发电效率以及经营效益有着较为深远的影响。由此，为了能够更有效的提升能源，加强电厂锅炉汽轮机系统的研究，对于绿色、节能，可持续发展是十分有必要的。

关键词：锅炉；汽轮机；绿色设计；可持续发展

电作为一种重要的资源，近年来，我国社会对电的消耗不断加大。为了满足当代社会发展对电力资源的需求，电力企业及电力工程纷纷建起。锅炉汽轮机作为现代电厂发电系统中的重要组成部分，电厂锅炉汽轮机对电厂的发电效率有着重大影响。随着我国节能经济、绿色经济的发展，在电厂锅炉汽轮机系统中，为了更好地提高能源的利用效率，降低能耗及环境的危害，对其进行绿色设计有着重要的作用。

1电厂锅炉汽轮机系统绿色设计的重要性

在当前社会发展形势下，我国电厂规模不断扩大，锅炉汽轮机的使用也越来越多，越来越普遍。电厂锅炉汽轮机作为一种能源转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，同时，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。通过燃烧燃料，锅炉产生蒸汽，然后通过管道流向汽轮机，驱动汽轮机带动发电机发电。然而在锅炉汽轮机运作的过程中，受多种因素的影响，会使得能源的消耗不断加快，同时能源的利用率降低，对环境的污染也较大。在我国当前电厂发电主要用的燃料有煤、油、气，而这些能源的消耗不仅会加大我国能源紧缺的局面，同时还会加剧我国环境问题，进而影响到我国经济的可持续发展。随着可持续发展战略的提出，发展绿色经济、节能经济已成为我国现代社会发展的主要内容。

2传统电厂锅炉汽轮机存在的环保问题

2.1 SO2高浓度排放

我国能源消耗以煤炭为主，煤炭中84%用于燃烧，以2000年为例，我国火电厂用煤达5亿t，煤炭平均含硫量达1%，我国SO2排放达2500万t，其中电厂排放占30%。SO2是一种腐蚀性气体，严重影响人体健康、动植物生长和生態环境，SO2是造成酸雨的主要污染物，当酸雨落到地面时，使水质下降，土壤贫化，森林、作物枯萎，鱼类死亡，腐蚀金属和建筑物等。排放到大气的SO2在日光催化下，与烟尘结合形成硫酸烟雾，其毒性比SO2大10倍以上，如1952年的伦敦烟雾事件，造成上千人死亡。

2.2火电厂锅炉汽轮机系统排放的二氧化碳气体问题

火电厂锅炉汽轮机系统还会排放较多的二氧化碳气体，二氧化碳气体的过度排放会导致全球变暖现象加剧，现在人类面临的最主要的环境问题就是由于二氧化碳过度排放导致的全球变暖问题，火电厂在生产时会燃烧较多的煤炭资源，产生较多的二氧化碳气体，二氧化碳气体的增多，就导致温室效应加剧，对于全球的温室效应来说，主要就是由于二氧化碳气体造成，只有较少一部分是由其它的温室气体造成，现在随着经济建设的快速发展，对各种能源的利用增加，使得二氧化碳气体排放增加，特别是对于火电厂来说，生产所用的煤炭资源高达十几亿吨，排放了大量的二氧化碳气体，使得整体大气的温度上升了许多，我国二氧化碳排放主要是由于一些火电厂或者燃煤的电站等，二氧化碳会引起全球的温度上升，而全球变暖还会引发冰川融化，海平面上升，这样会极大的影响到沿海地区的生存与发展。

3电厂锅炉汽轮机的绿色设计

3.1二氧化碳的回收利用

二氧化碳的大量排放会增加温室效应，进而威胁到人类赖以生存的地球环境。同时二氧化碳也是一种重要的资料，在可持续发展战略中，发展节约经济、加大资源的再回收利用是可持续发展战略的重要内容。为此，在电厂锅炉汽轮机绿色设计中要重视二氧化碳的回收利用工作，对二氧化碳进行回收利用既可以降低二氧化碳的排放，同时还可以缓解我国能源紧缺问题。例如，烟气余热回收技术，利用换热器将烟气中的热量回收利用，提高锅炉效率。同时通过对锅炉尾部受热面进行改造，采用扩展受热面来增加换热面积，增强换热效果，达到降低排烟温度的效果，实现节能减排。

3.2CO2的处置技术

早在70年代能源危机时美国就曾利用CO2溶于油可减少石油粘度的性质来强化采油，增加石油产量。挪威科学家甚至计划建一艘1000MW的大型发电船，以海底石油、天然气为原料，采用高效燃油气蒸汽组合循环发电并将燃烧排放的CO2冷却、压缩后送入海底油气田中。向地下含水层深井注入CO2的方法与深井注射处置液态有害废物的方法相似。虽然注入的CO2不会严重污染地下水，却会降低地下水的pH值，从而腐蚀岩石。此外，对于CO2深井注入是否会造成地面的不稳定尚未定论。CO2的性质使之非常适于海洋处置。因为在水下500m深处水温10℃左右时CO2就能变成液态，在3000km以下，C22密度变成大于海水能沉入海底，相当安全地保存起来，而且海洋储存CO2的潜力很大，即使把人类排放的全部CO2储入海中，海洋含碳量每年仅增加0.016%。故科学家们考虑把CO2以固态或液态形式埋入海中或海底含水层。1996年9月迄今为止最大的海床CO2处置工程在挪威启动。CO2被注入北海海床以下800m处多孔充满盐水的砂石地层中，每年注入量100万t，占挪威CO2年排放量的3%左右。然而目前海洋处置仍然存在着费用昂贵、可能会危及海洋生态等问题。

综上，随着我国经济的发展，对于环境造成的污染愈加严重，人们环保意识同时增强。电能作为人们日常工作、生活和学习中不可或缺的能源，电厂建设中应遵循可持续发展战略，推行绿色设计，引进先进发电技术和设备，降低二氧化碳等温室气体排放，对二氧化碳等回收利用，提升能源利用效率，推动我国经济的健康持续发展。