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北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:德拉克斯發(fā)電站完成了英國歷史上最大規(guī)模的蒸汽渦輪機現(xiàn)代化工程，提高了效率，鞏固了其英國最高效燃煤發(fā)電站的地位。
燃煤發(fā)電作為最傳統(tǒng)的也是應用最廣泛的發(fā)電方式，在人類社會發(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。其缺點是需要額外的設備來分離空氣中的氧氣與氮氣，相較于傳統(tǒng)的燃煤火電廠，這項技術的成本更高。而新型技術試圖通過提高效率，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熱電能源公司和意大利Itea聯(lián)合開發(fā)了一項需要對氧氣加壓的新技術，它可以有效地幫助燃煤火電廠捕獲二氧化碳。該技術已經(jīng)通過新加坡一座小型電廠的驗證，結(jié)果顯示該電廠輸出熱能的功率可達1.5萬千瓦，足以轉(zhuǎn)化5000千瓦電能。
該技術簡化了火電廠對煙道氣的清理：通過高溫燃燒，以玻璃形態(tài)來捕獲污染物。美國熱電能源公司業(yè)務開發(fā)副總裁羅伯特·馬爾斯表示：“這項技術還可以快速改變輸出功率，在30分鐘內(nèi)從裝機容量的10%提升至100%。而傳統(tǒng)燃煤火電廠需要幾小時才能做到這一點。”更加靈活的發(fā)電能力讓電廠可以適應來自風力渦輪機和太陽能電池板等不穩(wěn)定電力所導致的供電波動。
馬爾斯稱，新技術帶來的優(yōu)勢，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，產(chǎn)生的二氧化碳更加易于捕獲。此外，該技術通過捕獲燃燒產(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)合美國最大核電公司愛克斯龍，以及日本東芝和美國紹爾聯(lián)合開發(fā)一項更加創(chuàng)新的技術。據(jù)了解，這項技術可以將燃煤火電廠當前30%的發(fā)電效率大幅提高至50%，甚至更高。
新技術通過將燃燒后廢氣流中的部分二氧化碳重新導回燃氣輪機，再次利用廢熱，這樣就完全不需要蒸汽輪機的幫助。這有助于抵消購置分離氧氣的設備成本。與傳統(tǒng)火電廠排出的廢氣相比，未被重新導回燃氣輪機的二氧化碳相對要純凈，且已經(jīng)處于高壓狀態(tài)，適合封存于地下。
最初開發(fā)該技術時曾考慮使用氣化煤，但以天然氣做示范后，發(fā)現(xiàn)無需氣化煤，就可以將整個流程變得更簡單。美國紹爾公司目前已投資建造一個2.5萬千瓦的示范火電廠，預計2014年中期完工。電廠產(chǎn)生的二氧化碳計劃出售給石油公司，用來幫助提高石油產(chǎn)量。
美國麻省理工學院機械工程學教授艾哈邁德表示，新技術目前僅在理論上可行，在得到驗證之前還存在一定的問題。而技術所涉及的經(jīng)濟效益仍處在猜測階段。
此外，他認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)一個新的市場。但除非二氧化碳排放價格被廣泛采納，否則這兩項新技術不會得到普遍應用。即使二氧化碳捕獲技術被證明是經(jīng)濟劃算的，還需要證明將二氧化碳永久封存于地下是可行且安全的。近期一項研究表明，地震可能會導致二氧化碳外溢。
與此同時，英國人歷時5年之久，耗資達1億英鎊，正在將德拉克斯發(fā)電站打造成英國最清潔、最高效的燃煤發(fā)電站。
德拉克斯發(fā)電站擁有6個發(fā)電機組，升級完成的是其中一個機組的3個低壓渦輪機。改造項目通過升級渦輪機，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：“公司對該項目投資達1億英鎊，完成該項目使公司的渦輪機成為了世界最高效的渦輪機之一，這個成就要歸功于我們與西門子紐卡斯爾和西門子德國總公司的良好協(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)電站必須要擔負的責任，也是一直困擾其的難題。這些升級后的新渦輪機使德拉克斯發(fā)電站能夠在一年中減少排放100萬噸的二氧化碳，這相當于公路上減少了27.5萬輛汽車，同時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用性。
德拉克斯發(fā)電站會更換全部6個發(fā)電機組的所有低壓、高壓渦輪機。新的渦輪機由德國西門子制造，由28個渦輪機轉(zhuǎn)子和8萬多個渦輪葉片組成，這28個渦輪機轉(zhuǎn)子重達2800噸。如果首尾相連放置，這些渦輪葉片的長度可以延伸出一個馬拉松的距離。
西門子紐卡斯爾有限公司石化能源服務部項目負責人達倫·戴維森說：“我們很高興能參與德拉克斯發(fā)公司的關鍵項目，為減少二氧化碳排放、提升效率做出應盡的貢獻。”
目前，包括美國紹爾和意大利工程公司Itea在內(nèi)的很多國際大型工程公司正在與電力供應商合作，利用新型技術來減少燃煤火電廠捕獲二氧化碳的成本，以達到各國環(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月內(nèi)建造讓煤可以在純氧環(huán)境中燃燒的示范電廠。
