试论山西煤电工业循环经济研究(3)

时间:2020-08-02 12:45:56 论文范文 我要投稿

试论山西煤电工业循环经济研究


  3.水资源紧缺,制约煤电工业发展
  山西是以煤电和冶金为主的重工业经济结构,电力、冶金、煤炭、化工和机械行业的取水量占到全省规模以上工业取水量的90.9%。废水排放量逐年增加,而目前的处理能力还不到一半,大部分未经处理的污水直接排人河道或渗入地下,污染由点向面扩展,使90%以上的河道遭受污染,近80%的河流已丧失水体自净功能。另外,山西对煤炭的大量开发造成水资源的破害,平均开采一吨煤要排漏水2.5吨,致使地下水位下降,动态平衡破坏,地表塌陷,泉水减少,同时还污染河道,使水资源和生态环境受到严重破坏。

  四、促进山西煤电工业发展循环经济的主要措施

  促进山西煤电工业发展循环经济,需要企业与政府职能部门共同以循环经济为指导核心思想,大力推行循环经济战略措施。具体来说,山西煤电工业发展循环经济主要有以下几方面措施。
  (一)提高燃煤发电效率(减量化Reduce)
  1.发展整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)
  加快整体煤气化联合循环电站建设,采用IGCC技术改造现有中小火电机组,促进火电产业技术升级。整体煤气化联合循环发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统,既有高发电效率,又有极好的环保性能。同样是传统煤炭能源,IGCC集高发电效率和环保性能于一体,弥补了煤炭利用单项技术难以同时满足效率、成本和环保等多方面的不足,因此,IGCC应当成为山西煤电工业未来发展的主要方向。
  2.继续实施“上大压小”,提高机组整体容量
  通常,发电机组单机容量越大,发电效率越高。如前所述,山西煤电系统中,10万千瓦以下机组的装机容量占12.32%,因此,山西省有必要进一步加大实施“上大压小”的措施,提高发电机组的整体容量,促进超临界循环流化床发电技术、超超临界燃煤发电技术等高效洁净的燃煤发电技术大规模商业化。
  (二)综合利用煤电工业的废弃物(再利用Reuse)
  1.对煤矸石进行综合利用
  在目前世界能源紧缺的情况下,在诸多煤矸石综合利用途径中,煤矸石发电是经济效益和社会效益最好的一种途径。对于煤矸石中碳的含量大于20%的,因其发热量高而宜作为燃料发电。对于铝硅比大于0.5的煤矸石,铝含量高,硅含量低,其矿物含量以高岭石为主,可作为制作高级陶瓷、煅烧高岭土及分子筛选的原料。对于含硫量大于6%的煤矸石可用作回收硫精矿。
  2.煤矸石的工程应用
  (1)用作公路路基。由于煤矸石具有良好的工程性能,在工程应用方面几乎涉及各类工程,如作为充填材料替代一般土石构筑公路和铁路的路基与路堤、水工建筑的坝体和护层,以及其他地基的垫层等。
  (2)复垦及回填矿井采空区。对逐渐风化的、不便利用的矸石山,可进行复垦、绿化;对表面已风化成土的大矸石山,可直接种树或开垦为牧场;另外,还可以利用煤矸石充填沟谷、塌陷区等低洼的建筑工程用地,或用于回填矿井采空区及废旧矿井,既可使采煤破坏的土地得到恢复,又可减少煤矸石的占地及对环境的污染。
  3.利用煤矸石制砖和生产高附加值产品
  煤矸石烧结砖是以煤矸石为主要原料,替代部分或者全部粘土烧制而成的一种新型建筑墙体材料,煤矸石用量一般占坯料量的80%以上,有的甚至全部以煤矸石为原料。山西省的煤矸石品味好,可用于增白和超细高岭土、铝盐系列化学品等高附加值产品的生产上。利用煤矸石煅烧的高岭土白度高、细度纯、高分散性、高遮盖力、可塑性、电绝缘性、化学稳定性等特点,在多种行业广泛采用。
  (三)发展空冷机组发电,实施节水措施(再循环Recycle)
  1.发展空冷机组电厂
  燃煤电站采用空冷系统是解决山西富煤贫水矛盾的有效措施。空冷机组在水耗上有着很大的优势:①空冷机组水耗指标是常规自然冷却机组水耗指标的1/3.5~1/5之间;②机组规模越小空冷机组节水能力相对越强,如30万千瓦空冷机组的水耗指标约是带冷却塔的二次循环冷却机组的1/5;60万千瓦的空冷机组的水耗指标约是带冷却塔的二次循环冷却机组的1/4.5;100万千瓦的空冷机组的水耗指标约是带冷却塔的二次循环冷却机组的1/3.5。因此结合山西特有的煤炭资源优势和水资源劣势,大力发展空冷机组技术是山西煤电工业长期持续发展的必然选择。
  2.提高火电厂水循环用水效率
  (1)火电厂废水的再利用
  现代燃煤火力电厂的废水来源主要有:冲灰水、锅炉排污水;主厂房生产排污水、辅助设备与机械冷却水的排水;凝结水净化设备的排水;凝汽器的冷却排水或冷却设备的排污水;水处理装置的排污水;生活污水;输煤系统的清洗水、贮煤场排水及厂区雨水排水等。火电厂废水回用不仅可以补充水资源,而且可以减轻水体污染,保持水体的生态平衡和良好的环境。火电厂还可以从实施废水再生回用的收益中补偿其部分投人,降低企业的生产成本,最终形成废水回用率逐年提高的良性循环局面。
  (2)提高冷却塔效率,降低循环冷却水用量
  火电厂耗水主要是冷却塔水量损失(约为全厂耗水的70%),包括蒸发损失、风吹损失和排污损失。冷却塔损失水量的大小主要取决于循环水量的大小。为了提高冷却塔效率,减少循环冷却水用量,可以采取以下措施:①将水泥填料更换为高性能塑料填料,瓷嘴瓷碟喷淋装置更换为塑料反射型喷淋装置。②加强维护,定期对冷却塔进行清理,修复损坏设备,更换已损坏的填料和喷淋装置,保证有效的淋水面积和淋水密度。③加装收水器,减少风吹损失。④冷却塔水池设置水位计,将水位信号与弱酸处理系统联锁,根据水池水位的高低,相应增减弱酸处理系统水量。⑤冷却塔补水管设置定水位控制阀门,避免循环水溢流。

  五、结语

  社会经济的发展客观要求电力工业采用更节能、环境更友好的绿色电力。山西以煤电为主的能源供应格局,决定了发展煤电工业必须走循环经济的途径,使之走上可持续发展之路。同时,对于山西这样一个工业占很大比重尤其是重化倾向严重的省份来说,推行循环经济具有特别重要的意义。

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