北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:德拉克斯發(fā)電站完成了英國(guó)歷史上最大規(guī)模的蒸汽渦輪機(jī)現(xiàn)代化工程，提高了效率，鞏固了其英國(guó)最高效燃煤發(fā)電站的地位。

燃煤發(fā)電作為最傳統(tǒng)的也是應(yīng)用最廣泛的發(fā)電方式，在人類社會(huì)發(fā)展歷史上起到了不可磨滅的作用。而在傳統(tǒng)能源向新興能源轉(zhuǎn)變的過程中，燃煤火電廠仍將繼續(xù)處于不可取代的地位。

在純氧環(huán)境中燃燒化石燃料的基本理論并不是首次提出。其缺點(diǎn)是需要額外的設(shè)備來分離空氣中的氧氣與氮?dú)猓�相較于傳統(tǒng)的燃煤火電廠，這項(xiàng)技術(shù)的成本更高。而新型技術(shù)試圖通過提高效率，減少燃煤火電廠在其他方面的成本，來抵消分離空氣所產(chǎn)生的額外成本。

日前，位于馬薩諸塞州的美國(guó)熱電能源公司和意大利Itea聯(lián)合開發(fā)了一項(xiàng)需要對(duì)氧氣加壓的新技術(shù)，它可以有效地幫助燃煤火電廠捕獲二氧化碳。該技術(shù)已經(jīng)通過新加坡一座小型電廠的驗(yàn)證，結(jié)果顯示該電廠輸出熱能的功率可達(dá)1.5萬千瓦，足以轉(zhuǎn)化5000千瓦電能。

該技術(shù)簡(jiǎn)化了火電廠對(duì)煙道氣的清理：通過高溫燃燒，以玻璃形態(tài)來捕獲污染物。美國(guó)熱電能源公司業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁羅伯特·馬爾斯表示：“這項(xiàng)技術(shù)還可以快速改變輸出功率，在30分鐘內(nèi)從裝機(jī)容量的10%提升至100%。而傳統(tǒng)燃煤火電廠需要幾小時(shí)才能做到這一點(diǎn)。”更加靈活的發(fā)電能力讓電廠可以適應(yīng)來自風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽能電池板等不穩(wěn)定電力所導(dǎo)致的供電波動(dòng)。

馬爾斯稱，新技術(shù)帶來的優(yōu)勢(shì)，再加上可以幫助電廠將熱能轉(zhuǎn)化為電能的高效率，使得其成本效益可以滿足環(huán)保法規(guī)中減少溫室氣體排放的要求。同時(shí)，產(chǎn)生的二氧化碳更加易于捕獲。此外，該技術(shù)通過捕獲燃燒產(chǎn)生的水蒸汽，并加以循環(huán)利用，能減少燃煤火電廠的能源凈消耗，這對(duì)于較干旱的地區(qū)來說將更具吸引力。

除此之外，一家新銳公司NetPower正在聯(lián)合美國(guó)最大核電公司愛克斯龍，以及日本東芝和美國(guó)紹爾聯(lián)合開發(fā)一項(xiàng)更加創(chuàng)新的技術(shù)。據(jù)了解，這項(xiàng)技術(shù)可以將燃煤火電廠當(dāng)前30%的發(fā)電效率大幅提高至50%，甚至更高。

新技術(shù)通過將燃燒后廢氣流中的部分二氧化碳重新導(dǎo)回燃?xì)廨啓C(jī)，再次利用廢熱，這樣就完全不需要蒸汽輪機(jī)的幫助。這有助于抵消購置分離氧氣的設(shè)備成本。與傳統(tǒng)火電廠排出的廢氣相比，未被重新導(dǎo)回燃?xì)廨啓C(jī)的二氧化碳相對(duì)要純凈，且已經(jīng)處于高壓狀態(tài)，適合封存于地下。

最初開發(fā)該技術(shù)時(shí)曾考慮使用氣化煤，但以天然氣做示范后，發(fā)現(xiàn)無需氣化煤，就可以將整個(gè)流程變得更簡(jiǎn)單。美國(guó)紹爾公司目前已投資建造一個(gè)2.5萬千瓦的示范火電廠，預(yù)計(jì)2014年中期完工。電廠產(chǎn)生的二氧化碳計(jì)劃出售給石油公司，用來幫助提高石油產(chǎn)量。

美國(guó)麻省理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)教授艾哈邁德表示，新技術(shù)目前僅在理論上可行，在得到驗(yàn)證之前還存在一定的問題。而技術(shù)所涉及的經(jīng)濟(jì)效益仍處在猜測(cè)階段。

此外，他認(rèn)為出售二氧化碳以提高石油采收率可以為其抵消額外成本，而改造舊火電廠可能有助于開創(chuàng)一個(gè)新的市場(chǎng)。但除非二氧化碳排放價(jià)格被廣泛采納，否則這兩項(xiàng)新技術(shù)不會(huì)得到普遍應(yīng)用。即使二氧化碳捕獲技術(shù)被證明是經(jīng)濟(jì)劃算的，還需要證明將二氧化碳永久封存于地下是可行且安全的。近期一項(xiàng)研究表明，地震可能會(huì)導(dǎo)致二氧化碳外溢。

與此同時(shí)，英國(guó)人歷時(shí)5年之久，耗資達(dá)1億英鎊，正在將德拉克斯發(fā)電站打造成英國(guó)最清潔、最高效的燃煤發(fā)電站。

德拉克斯發(fā)電站擁有6個(gè)發(fā)電機(jī)組，升級(jí)完成的是其中一個(gè)機(jī)組的3個(gè)低壓渦輪機(jī)。改造項(xiàng)目通過升級(jí)渦輪機(jī)，用燃燒可持續(xù)生物來代替煤炭,從而大量減少二氧化碳的排放。這次改造可以稱為德拉克斯公司現(xiàn)代化工程的一座里程碑。

德拉克斯公司生產(chǎn)總監(jiān)彼得·埃默里說：“公司對(duì)該項(xiàng)目投資達(dá)1億英鎊，完成該項(xiàng)目使公司的渦輪機(jī)成為了世界最高效的渦輪機(jī)之一，這個(gè)成就要?dú)w功于我們與西門子紐卡斯?fàn)柡臀鏖T子德國(guó)總公司的良好協(xié)作。”

據(jù)了解，如何大幅削減二氧化碳的排放不僅是德拉克斯發(fā)電站必須要擔(dān)負(fù)的責(zé)任，也是一直困擾其的難題。這些升級(jí)后的新渦輪機(jī)使德拉克斯發(fā)電站能夠在一年中減少排放100萬噸的二氧化碳，這相當(dāng)于公路上減少了27.5萬輛汽車，同時(shí)使電廠的整體效率提高了幾近40%，提高了發(fā)電輸出的可靠性和實(shí)用性。

德拉克斯發(fā)電站會(huì)更換全部6個(gè)發(fā)電機(jī)組的所有低壓、高壓渦輪機(jī)。新的渦輪機(jī)由德國(guó)西門子制造，由28個(gè)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和8萬多個(gè)渦輪葉片組成，這28個(gè)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子重達(dá)2800噸。如果首尾相連放置，這些渦輪葉片的長(zhǎng)度可以延伸出一個(gè)馬拉松的距離。

西門子紐卡斯?fàn)栍邢薰�司石化能源服�?wù)部項(xiàng)目負(fù)責(zé)人達(dá)倫·戴維森說：“我們很高興能參與德拉克斯發(fā)公司的關(guān)鍵項(xiàng)目，為減少二氧化碳排放、提升效率做出應(yīng)盡的貢獻(xiàn)。”

目前，包括美國(guó)紹爾和意大利工程公司Itea在內(nèi)的很多國(guó)際大型工程公司正在與電力供應(yīng)商合作，利用新型技術(shù)來減少燃煤火電廠捕獲二氧化碳的成本，以達(dá)到各國(guó)環(huán)保法規(guī)中減少溫室氣體排放的要求。這些大公司都已宣布將在未來幾個(gè)月內(nèi)建造讓煤可以在純氧環(huán)境中燃燒的示范電廠。