基于褐煤高效清洁零取水发电技术集成创新应用的草原生态煤电
来源:中国能源网 2021年12月14日 16:33
2021-12-14 16:33 来源:中国能源网

在我国北方水资源匮乏、煤电发展“卡脖子”问题亟待解决和褐煤提水技术亟待进步的背景下,从能源可持续发展战略出发,以保护自然水资源为前提,坚持绿色发展战略,实施用水安全战略,创新节水标准和生态指标,确定“发电零取水”、“草原吨水生态量”目标,科学评估用水安全风险,协同实施产业创新、集成创新和消化吸收再创新,构建绿色发电节水技术管理体系,最大程度保护了草原生态,成为褐煤发电生态转型的示范标杆。

在我国北方水资源匮乏、煤电发展“卡脖子”问题亟待解决和褐煤提水技术亟待进步的背景下,从能源可持续发展战略出发,以保护自然水资源为前提,坚持绿色发展战略,实施用水安全战略,创新节水标准和生态指标,确定“发电零取水”、“草原吨水生态量”目标,科学评估用水安全风险,协同实施产业创新、集成创新和消化吸收再创新,构建绿色发电节水技术管理体系,最大程度保护了草原生态,成为褐煤发电生态转型的示范标杆。

基于褐煤机组电水联产集成创新,首创高效清洁零取水发电技术,实现大气污染物超超低排放、废水零排放、发电零取水、固体废物100%综合利用。基于灰渣生态化处置、烟气回收水开发,创造草原生态服务价值链。综合利用电厂余热、烟气提水和灰渣试验,种植绿色大棚,消纳二氧化碳,创造了新型草原生态产业。

京能五间房电厂贯彻“两山”理念,开创生态煤电。基于褐煤机组电水联产集成创新,首创高效清洁零取水发电技术,实现大气污染物超超低排放、废水零排放、发电零取水、固体废物100%综合利用。基于灰渣生态化处置、烟气回收水开发,创造草原生态服务价值链。综合利用电厂余热、烟气提水和灰渣试验,种植绿色大棚,消纳二氧化碳,创造了新型草原生态产业。

一、发电更高效。褐煤机组供电煤耗291.01g/kWh,达同类机组国内外领先水平。1、首创应用高参数超超临界褐煤锅炉,蒸汽参数提高到主蒸汽605℃、再热蒸汽623℃、主蒸汽压力29.40MPa,创造了国内外最高参数等级。2、首台660MW空冷高参数(600℃/620℃/28MPa)9级回热高背压汽轮机,排汽背压9kPa(此前660MW空冷汽轮机回热级数最高为8级,排汽背压为10.5kPa等级)。3、发明锅炉尾部高焓值烟气热能集合利用系统,首次实现褐煤锅炉效率93.65%。4、首次集群应用永磁直驱脱硫搅拌器等系列节能关键技术,100%国产化,降低电耗20%以上,可用率100%。

二、电能更清洁。二氧化硫等大气污染物远优于燃气发电,三氧化硫实现趋零排放,指标领先国内外。1、自主创新烟气脱硫提水一体化超超低排放技术,SO3仅为0.08mg/m3,成为大型燃煤火电机组烟气污染物超超低排放技术典范。2、低氮燃烧协同烟气间接热解尿素技术,实现高效脱硝。3、光火互补实现绿电脱硫,装机5.5MWp煤棚光伏发电供给烟气脱硫,产生双重环保效益。

三、本质更安全。消除火电厂三大危险源。世界首次应用660兆瓦双水内冷发电机,消除氢爆风险。创新烟气间接热解尿素脱硝技术,消除氨云爆炸风险。升级标准形成火电厂地下油区,消除油区火灾风险。集成新型中压开关远程可视停送电系统,消除就地操作伤人风险。

四、烟气提水电水联产,首次实现电厂用水自平衡,开创褐煤机组发电零取水时代。自主创新褐煤机组电水联产技术,年节约发电取水量150万吨等级,自2019年5月15日至2020年10月15日,累计512天发电零取水。

五、发展草原生态产业。利用电水联产余水、余热,以水达产,实现工业与农业的生态融合。1、烟气提水开发形成脱硫补水、除盐水、生活补给水、绿色农业补给水等产品链,创造草原节水贡献值。2、试验应用灰、渣、石膏生态化处置,回填废弃矿坑和矿山尾迹,再造草原生态。3、利用电厂余热供暖,利用烟气水灌溉,利用灰渣改良土壤,试验种植有机蔬菜,消纳二氧化碳,形成独特生态产业。

京能五间房电厂开创草原生态煤电,完成了传统煤电的华丽转身。2019年发电量68.21亿度,创造利润2.58亿元,人均153万元。电水联产创造节水贡献值150.55万吨,保护锡盟草原6775亩。固废生态化处置恢复浩鲁布勒吉山,再造草原生态200亩。综合利用余热、烟气水和灰渣试验种植绿色大棚4.4亩,年产有机蔬菜3万余斤。光火互补绿电脱硫年发电668.18万度,减排二氧化硫7932.14吨,减排二氧化碳5622.75吨。

草原生态煤电为煤电生态发展提供了新范式,荣获世界绿色设计组织(WGDO)颁发的2019年绿色设计国际贡献奖。该成果获得美国专利2项、中国发明专利16项、实用新型专利30项,属于节水技术、环境保护技术领域。国际PCT检索查新表明,该项目的烟气提水系统属于国内外首创,具备创造性、新颖性和工业实用性,总体达到了国际领先水平。基于该项目成果培育发展节水型电力工业前景广阔,具有深远的战略意义,可解决我国内陆贫水地区“少水发电”的难题,推动我国电力发展向绿色、生态发展的方向转型。

根据国家生态环境部排污许可证平台数据,我国燃用褐煤(水分 20%~50%)电厂数量约有 162 家,其中内蒙古、东北三省、新疆共计 134家,占全国的 82.7%,应用该技术进行电厂节水开发可创造工业产值达194.4亿元。该项目成果技术研发难度巨大,集成度高,已达到100%国产化和自主知识产权,在新型电水联产关键技术方面取得突破,并取得美国知识产权,总体水平和主要技术指标达国际领先水平,为火电厂实现规模化节水和生态发展做出突出贡献,具有显著示范作用。


机组排放指标

      单位简介

京能(锡林郭勒)发电有限公司(简称“锡林发电”)由北京京能电力股份有限公司和华润电力投资有限公司分别按70%和30%股比投资成立,坐落在内蒙古锡林郭勒盟五间房工业园区,距锡林浩特市、西乌旗政府所在地均约120km。

锡林发电深入贯彻“两山”理念,深化顶层设计,建设、运营的京能五间房一期2×660MW超超临界褐煤清洁高效、零取水“电水联产”发电机组工程,是锡盟至山东1000kV交流特高压输电线路配套的国内首个集清洁能源、生态建设、绿色农业“三位一体”的清洁高效生态煤电综合产业示范项目,是国家能源结构调整和大气环境污染治理行动的重大举措,是西部大开发重点工程。

项目批准概算51.73亿元,竣工决算47.69亿元。自投产以来,每年输出清洁电量近70亿kW·h,烟气提水近150万吨,有机蔬菜10余万斤,减排二氧化碳近万吨,牧民稳定就业岗位200个,年产值达20亿元。


【责任编辑:王长尧 】

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