遼寧讓工業副產品為我所用 煤鋼“廢料”變身“新能源”
在調兵山市兩臺單機裝機容量為300兆瓦的煤矸石發電廠施工現場,只聽得機器轟鳴作響,只看見車輛穿梭往來不斷,千余名工人正頂著7月的驕陽在緊張施工。位于廠區最遠處的兩座混凝土攪拌站也已建成使用。設計為210米高的煙塔已經完成了地下基礎和地上部分筒壁(35米)的建設。兩臺發電機組的鍋爐和汽輪機基礎建設也在有序地進行當中。據介紹,該項目設計燃料以煤矸石為主,主補給水源采用調兵山市污水處理廠的中水,項目具有節約能源、改善環境、增加電力供應等綜合效益。目前工程總體進度已經完成了30%,第一臺機組有望明年9月并網發電。
把上游企業的“廢料”變成下游企業的生產原料,讓長期為患成災的工業副產品化害為利,作為能源消耗大省的遼寧,為應對當前全球能源緊張的不利局面,正積極探索,努力讓從前隨手丟棄的“廢料”實現最小化、資源化和無害化。其中,煤矸石、煤層氣和高爐煤氣的利用在遼寧省已初具規模,并顯示出誘人的發展前景。目前,遼寧省利用這些“放錯了地方的資源”來發電的裝機容量已近百萬千瓦,在未來3年內,還將再增加百萬千瓦。
“吃掉”矸石山,保住環境換來能源
過去,在鐵法礦區堆積著十多座矸石山,這些矸石山占用大量的土地,還產生一定的粉塵和大氣污染。近幾年,鐵法煤業集團(簡稱鐵煤集團)向矸石山發起沖擊,要讓煤矸石變廢為寶。“煤矸石是煤炭加工后產生的‘廢料’,以前煤矸石免費送都沒人要。”鐵煤集團的一位技術人員告訴記者,“雖然煤矸石的發電能效并不高,但是成本低。如果用燃煤發電的話,一度電的成本是三四毛錢,但利用煤矸石發電成本可以降低到一毛多。”如今正在興建的總投資30億元,由中國大唐集團、遼寧能源投資(集團)有限公司和鐵煤集團三方合資建設的調兵山煤矸石發電項目,待全部完工后,每年將會“吃掉”數千萬噸的煤矸石。讓當地居民吃盡苦頭、占地2762公頃的矸石山,將從調兵山徹底消失。
在遼陽市紅陽熱電廠,以往為患成災的煤矸石、煤泥、焦化余熱,如今已實實在在地變成了寶貝。這個廠一期工程利用煤矸石發電,二期工程利用焦化余熱發電,三期工程利用煤泥發電。三期加起來,屆時年上網電量可達2.4億千瓦時,供熱面積250萬平方米,年可節省燃料費用4000多萬元。僅一期工程每年就可“吃掉”25萬噸煤矸石。阜新市也把煤矸石當成拓展煤炭資源綜合利用的著力點,在清河門區建設一座較大型煤矸石熱電廠——— 金山熱電廠,年發電量超過30億千瓦時,相當于阜新發電廠年發電量的近80%,而且每年還消耗煤矸石300多萬噸。阜新市的另外兩座煤矸石熱電廠,年發電量可達33億多千瓦時,除基本滿足了礦區用電外,每年還能供應遼寧電網電量27億千瓦時。
有專家說,遼寧曾是我國重要的煤炭生產基地,歷年所產生的煤矸石近億噸,形成上百座矸石山,每年還新增煤矸石500萬噸左右。如果這些煤矸石都能用來發電,將非常可觀。
開發煤層氣,打破城市“氣源瓶頸”
在鐵煤集團熱電廠小青瓦斯電站,3臺500千瓦的低濃度瓦斯發電機組正在有節奏地運轉。電站負責人說:“別看這個電站不大,每年可發電900多萬度(千瓦時),減少排放低濃度瓦斯純量300萬立方米。我們還給發電機組安裝了尾氣余熱鍋爐,可提供1.5萬平方米的冬季供暖及長期熱水供應。”據了解,鐵煤集團現已建成大興、小青、曉南、大明4個瓦斯發電站,還有3個正在建設當中,預計今年10月份竣工。
煤層氣又稱“瓦斯”,甲烷成分占90%以上,熱值與天然氣相當。鐵法礦區煤層氣資源儲量為293億立方米,上世紀,為了安全生產,這些資源多數被抽放排空,不但浪費了大量的資源,還影響了當地及附近區域的大氣質量。近幾年,鐵煤集團加大了對煤層氣綜合開發利用的力度,不僅實現了向鐵嶺市居民供氣,還能為法庫縣陶瓷工業城提供工業用氣。
煤層氣與煤相伴而生。遼寧省的阜新、朝陽、鐵嶺、撫順、沈陽等市存在8個比較大型的煤層氣塊,據保守估計,煤層氣蘊藏量至少在700億立方米。過去,遼寧省煤炭開采之后,煤層氣大都棄置不用,形成了資源的巨大浪費。事實上,煤層氣是一種高效潔凈的新能源,在使用過程中不產生二氧化硫,大幅增加的煤層氣能源在促進經濟發展的同時,不僅不會帶來絲毫的二氧化硫污染增量,還能在一定程度上替代現有煤炭的消耗,為二氧化硫排放總量的削減作出直接貢獻。
近年來,遼寧省不斷加大對煤層氣的開發利用。2005年,年發電量8000萬千瓦時的阜新五龍燃氣發電站正式運行,實現了遼寧省煤層氣發電“零”的突破。去年底,撫順的煤層氣輸送到了沈陽,沈陽市又與鐵煤集團、阜新礦業集團、沈陽煤業集團、本溪彩屯煤礦有限責任公司簽約,更大規模地開采和利用煤層氣。
沈陽理工大學煤層氣學院院長李善杰說,目前沈陽市有燃氣民用用戶130萬戶,燃氣工業用戶6000余戶,年需燃氣3億立方米,缺口約6000萬立方米。到2010年燃氣年缺口預計達到2億立方米左右。而目前沈陽周邊地區的常規氣源已全部利用到最大限度。開發利用煤層氣,已經成為沈陽解決城市燃氣短缺的唯一有效途徑。煤層氣大規模開發利用實現之后,煤層氣將成為沈陽市的主要氣源之一,長期以來制約城市發展的“氣源瓶頸”將被徹底打破。據初步測算,沈陽市周邊地區的煤層氣資源約為480億立方米,按照50%的可采率估算,可供沈陽及周邊城市使用50年左右。同時,煤層氣的開發還將為重化工和精細化工發展提供充足的原材料。
回用高爐煤氣,實現“一舉多贏”
高爐煤氣為冶煉鋼鐵過程中產生的副產品,主要成分為一氧化碳和二氧化碳。這些煤氣作為一種含有熱值的能源,如果直接放散,除了浪費資源,還將對環境造成污染。多年來,由于我國沒有先進技術對回收后的煤氣進行充分利用,大量的富余煤氣只能被燃燒后排放,俗稱“點天燈”,白白浪費了資源。經濟的快速發展,電力供應的緊張以及煉鋼、煉鐵企業高爐煤氣的排放與環境保護的矛盾……這一系列問題都亟待解決。利用高爐煤氣發電,已經成為解決這些問題的較好途徑之一。
經過不懈努力,遼寧省去年在高爐煤氣回收利用方面終于邁出了一大步。當年7月19日,鞍鋼具有節能、環保、發電多重功能的CCPP電機組建成投產,鞍鋼的高爐煤氣終于實現了零排放,高爐煤氣全部得到了回收利用,為鞍鋼的循環經濟及可持續發展奠定了堅實的基礎。
鞍鋼CCPP發電機組是目前世界上功率最大、最先進的燃燒底熱值高爐煤氣的聯合循環發電機組,也是國內第一臺利用高爐煤氣發電的聯合機組。這一具有國際先進水平的機組在鞍鋼投入使用,可以使鞍鋼高爐生產中產生的高爐煤氣全部得到回收利用,既可減少高爐煤氣的散放,降低能源損失,減輕大氣環境污染,又能利用此裝置較高的熱點效率獲得大量的電能。該機組每小時可燃燒高爐煤氣47萬立方米、焦爐煤氣4.2萬立方米,每小時發電量可達30萬千瓦時,年發電量可達23億千瓦時以上,比同等水平的熱電廠年可節約標準煤70萬噸以上,每年利用高爐煤氣約33億標準立方米,可減少一氧化碳排放10億標準立方米,減少溫室氣體二氧化碳排放約190萬噸。鞍鋼CCPP發電機組的投入運行,使鞍鋼電力自給率由原來的48%提高到72%,不僅極大地緩解了企業目前電力緊張的局面,還具有極好的經濟效益和環保效益。
CCPP,是燃氣蒸汽聯合循環發電的英文縮寫,此技術以高爐煤氣作為主燃料,煤氣經過脫水、除塵后加壓與經過凈化加壓的空氣在燃氣輪機燃燒室內燃燒,產生出高溫高壓燃氣,燃氣進入燃氣輪機膨脹做功后,將機械能轉換為電能輸出;燃氣輪機排出的余熱煙氣直接進入余熱鍋爐,產生高溫高壓蒸汽,進入蒸汽輪機,利用蒸汽輪機發電機,又將熱能轉化為電能,最終實現聯合循環發電。
此前,鞍鋼還對一、二煉鋼廠轉爐煤氣和高爐煤氣全部進行回收,建成兩套8萬立方米轉爐煤氣柜和一套全國容積最大、壓力最大、柜型最新的30萬立方米高爐煤氣柜,同時對厚板廠等7個生產廠的加熱爐實施改造,用回收煤氣替代重油做燃料。一發電廠中央電站鍋爐改造后,用純燃燒高爐煤氣鍋爐替代原有的11臺燃油和燃煤小鍋爐,每小時回收高爐煤氣20萬立方米,年節約標準煤10.58萬噸,可以減少粉塵約1萬噸/年、二氧化硫4800噸/年。
遼寧省其他鋼鐵企業也不甘人后。本鋼焦化廠的4號和5號焦爐干熄焦工程以及發電廠220噸純燃高爐煤氣高溫高壓鍋爐、高爐和轉爐煤氣回收工程、短流程生產線工程等項目的建成投產,使本鋼的焦爐煤氣利用率達到100%。北鋼利用焦爐、高爐和轉爐煤氣生產大顆粒尿素項目,實現了煤氣的全部回收利用。

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