湖北火电大机组采用多种新技术“节碳”

火电装机容量3323万千瓦，主力都是大型燃煤机组。面对“碳达峰、碳中和”的历史使命，湖北火电如何更绿色、更高效？

为煤炭添加“特殊伴侣”，一个机组一年节煤1.8万吨；装上传感器，让机组运行效率走向最优；烟气、煤灰成“抢手货”，“废物”得到循环利用……眼下，湖北省已经实现超低排放的火电大机组，仍在钻天打洞，想方设法，采用新技术降低排放。

秸秆助燃，一年节煤1.8万吨

火力发电机组搭配生物质发电会怎样？

2018年，湖北华电襄阳发电有限公司6号机组旁，建成了全国首个生物质气化耦合发电项目，已稳定运行两年多。

湖北日报全媒记者在该公司看到，占地40多亩的场地上有一座可装1400吨原料的仓库。走进仓库，里面堆放着大量已经粉碎的秸秆以及谷壳、木屑。据介绍，这些原料都会用来帮助6号机组发电，每年要用掉5万多吨。

但火电机组并不直接“烧”。仓库外，一条传送带将秸秆等送入循环流化床气化装置。“在800℃的厌氧环境下，秸秆等转化成为氢气、甲烷、一氧化碳等可燃气体，再送进对应耦合锅炉。”公司生物质运维部主任刘三举说。

据介绍，每吨生物质原料可产生2000标方可燃气体，气化装置每小时可向6号机组输送16000标方可燃气体，发电折合发电功率为10.8兆瓦，每年可发电5900万千瓦时。国家电力规划设计总院评估其综合发电效率可以达到33%，比直燃式生物质项目发电效率高出5到10个百分点。

如此，机组烧煤减少。据测算，64万千瓦的6号机组配上生物质气化耦合发电装置后，发同等数量的电，每年少消耗标煤约1.8万吨，年减排二氧化碳约5万吨。

刘三举介绍，目前该项目以电厂周边的玉米、小麦、水稻秸秆等农林残余废弃物为主要原料，原料气化后有10%残留物，即通常俗称的草木灰，是非常好的农业肥料，这就形成了“生物质—高温燃气—电—肥料还田”的循环经济产业链。

由于生物质气化耦合发电效果好，目前此类装置在荆门等地的电厂也有应用。华电襄阳发电公司透露，今年将建设生物质气化耦合发电二期工程。

一个“点子”值10万

去年底，大别山电厂二期扩建工程4号机组通过168小时满负荷试运行，标志着该扩建项目开始商业运行。

4号机组是国产高效机组，采用了低温省煤器、烟气脱硝、脱硫及高效电除尘装置等，经济性、环保性已很优秀。今年3月，该机组上又加配了一套电厂智慧运行系统。

这套系统由国网湖北电科院电源技术中心动力室和热工及自动化室联合研发，让大型火电机组更智能。“通过机组和设备上的传感器，采集机组运行数据，根据这些数据对机组和设备的运行状况实时诊断。” 国网湖北电科院项目负责人黄辉说。

如果没有这套系统，机组性能指标只能靠人工收集和测试，因为时间滞后，不能实时诊断机组状况，因此无法及时调整机组运行，更难以及时发现安全隐患。

现在，新系统不仅能实时出数据，还能提“操作建议”。如显示出最佳的锅炉燃烧总风量、一次风压配比、燃尽风比例等，照此操作就能进一步降低机组和设备的能耗水平。

据测算，根据系统给出的操作建议，仅锅炉侧重要辅助设备总电流就可以减小10安培，单台机组全年至少可以节省30万千瓦时用电，经济效益超过10万元，而锅炉效率、煤耗等优化建议的经济效益更为可观。

黄辉透露，该系统目前只是提出建议，下步可实现全自动控制，并增加碳排放实时监测功能。

烟气煤灰成“抢手货”

火电机组运行时，会产生粉煤灰、炉渣、石膏等副产品。以往白送都没人要的“包袱”，如今却成了抢手货。

2000年起，湖北省开始禁用黏土砖，推广新型建材。粉煤灰等副产品，开始成为新型建材的重要原料。“粉煤灰等副产品总是早早就被预定一空。”湖北华电襄阳发电有限公司除灰脱硫部主任王鑫说，今年一季度销售粉煤灰、炉渣、石膏等40多万吨。

据了解，粉煤灰等的销售半径一般不超过50公里，在汉川、鄂州、阳逻等有大型火电厂的地方，已形成了区域性市场，其销售额成为火电厂的一项重要收入。

除了变废为宝，湖北省还“以废治废”。鄂州发电厂的两台30万千瓦机组，应用了华科研发的“团聚强化除尘协同脱硫废水零排放”技术，利用高温烟气以废治废，三氧化硫脱除效率达54.3%。

目前，湖北全省火电装机占全省电厂总装机的40%。湖北省能源局表示，未来湖北省将进一步推动燃煤火电绿色转型发展，发展大容量、高参数超超临界燃煤机组，推进现有机组灵活性改造。