電力領(lǐng)域主要溫室氣體排放情況及控制策略研究

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1、第36卷第10期華電技術(shù)Vo1．36NO．102014年10月HuadianTechnology0ct．2014電力領(lǐng)域主要溫室氣體排放情況及控制策略研究王宏亮，薛建明，許月陽，管一明，李兵(國電科學(xué)技術(shù)研究院，南京210031)摘要：介紹了火電、水電以及輸電環(huán)節(jié)的溫室氣體排放狀況，分析了了二氧化碳、甲烷、氧化亞氮以及六氟化硫4種主要溫室氣體的生成原理和影響因素。結(jié)合我國電力行業(yè)的特點(diǎn)，提出了應(yīng)對(duì)策略。關(guān)鍵詞：溫室氣體排放，電力領(lǐng)域，控制對(duì)策；影響因素；核查機(jī)制中圖分類號(hào)：X51文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：

2、1674—1951(2014)10—0056—03類發(fā)電3．3％，而火電的固定燃燒是最主要的溫室0引言氣體排放源。煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生3種溫室氣體，即二隨著政府問應(yīng)對(duì)氣候變化談判的推進(jìn)，溫室氣氧化碳、甲烷和氧化亞氮，就排放量而言，二氧化碳體排放的控制問題越來越全球化。1997年l2月通在這3種氣體中所占比例最高。在全球增溫潛勢(shì)的過的《京都議定書》規(guī)定了6種溫室氣體的具體減情況下，在煤炭燃燒過程中，二氧化碳的排放量占3排目標(biāo)，使溫室氣體的減排從理想走向現(xiàn)實(shí)。2008種溫室氣體總量的99％以上。年聯(lián)合國氣候變化框

3、架公約發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，CO：，1．1．1二氧化碳CH，N：O以及氟化物在溫室氣體中所占比例分別化石燃料燃燒的二氧化碳排放主要與燃料中碳為85％，7％，6％和2％。聯(lián)合國氣候變化框架公約的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相關(guān)，爐膛內(nèi)氧氣充足會(huì)使絕大部分的(UNFCCC)2009年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在溫室氣體的碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，而未燃盡炭的多少受諸多因素排放中，能源部門占83％，其中，二氧化碳、甲烷和的影響(包括燃料類型、燃燒技術(shù)、設(shè)備年齡和操作氧化亞氮分別為92％，7％，1％。國際能源機(jī)構(gòu)條件等)，雖然燃燒后會(huì)有殘?zhí)康拇嬖?，一般?/p>

4、言，(IEA)對(duì)全球溫室氣體在部門間分布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯煤炭的氧化率可達(dá)到98％以上。吳曉蔚等對(duì)國內(nèi)示，電力和熱量生產(chǎn)、交通、工業(yè)、民用以及其他部門39臺(tái)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行的現(xiàn)場測(cè)試結(jié)果顯示，燃煤機(jī)組2009年二氧化碳排放分別占4l％，23％，20％，6％煙氣中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)范圍為10．7l％～和10％。從以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，電力生產(chǎn)仍然14．37％，燃?xì)鈾C(jī)組煙氣中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)占據(jù)著排放源的榜首位置。為2．9％[。1．1．2氧化亞氮與甲烷1溫室氣體排放的主要來源在燃燒過程中，甲烷和氧化亞氮受到的影響因電力

5、生產(chǎn)和輸、配電環(huán)節(jié)涉及的主要溫室氣體素比二氧化碳復(fù)雜，除了受燃料特性影響外，同時(shí)還包括：火力發(fā)電廠燃燒化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳、甲與燃燒條件、機(jī)組容量、污染物控制設(shè)施等諸多因素烷和氧化亞氮；壩式水電站庫區(qū)及其下游近流域通有關(guān)。氧化亞氮主要受空氣過量系數(shù)、燃燒溫度及過液面釋放出的二氧化碳、甲烷；輸配電環(huán)節(jié)的高壓所采用NO控制技術(shù)的影響，甲烷則主要是受燃料開關(guān)設(shè)備使用過程中六氟化硫的泄漏等。的甲烷含量以及燃燒效率的影響。1．1火電以煤粉燃燒鍋爐為代表的高溫燃燒N：O質(zhì)量2011年，IEA發(fā)布的《世界主要能源統(tǒng)

6、計(jì)》報(bào)告濃度一般都小于10mg／m，它不是NO主要生成顯示，在2009年全球的發(fā)電份額中，化石燃料發(fā)電源，而爐內(nèi)溫度相對(duì)較低的流化床燃燒則會(huì)產(chǎn)生較占67．1％(其中煤炭、天然氣、燃油分別為40．6％，高質(zhì)量濃度的N：O。國內(nèi)外對(duì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行21．4％，5．1％)、核電13．4％、水電16．2％、其他種的實(shí)地測(cè)試表明NO質(zhì)量濃度變化范圍很大，例如Armand等對(duì)8MW循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)具有代收稿日期：2014—05—13；修回日期：2014—08—11表性的工況進(jìn)行的測(cè)量結(jié)果顯示質(zhì)量濃度為1

7、00～基金項(xiàng)目：質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專題項(xiàng)目(201110227)393mg／mlj_。Hihunen等對(duì)8臺(tái)大型CFBC的測(cè)量第10期王宏亮，等：電力領(lǐng)域主要溫室氣體排放情況及控制策略研究·57·結(jié)果表明，NO質(zhì)量濃度為60～255mg／m。這CO，+4H，cH+2H，O。些測(cè)試結(jié)果表明，在循環(huán)流化床鍋爐中，N：O與NO從20世紀(jì)90年代開始，分別在北半球寒帶、溫的排放處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)。吳曉蔚等測(cè)試的結(jié)果表帶和熱帶開展了淡水水庫CO：和CH排放的研究明，隨煤粉爐裝機(jī)容量的增加，N：O排放質(zhì)量濃度逐工作，

8、其中多數(shù)研究集中在通過擴(kuò)散和鼓泡形式從漸降低至8～24mrn，循環(huán)流化床鍋爐NO排放氣水界面釋放的溫室氣體排放規(guī)律的觀測(cè)，而對(duì)發(fā)質(zhì)量濃度為146mg／m。。雖然目前對(duì)于NO的生成電機(jī)泄水去氣過程和水庫下游的排放的研究較少。原理還沒有確切的解釋，但大部分研究都認(rèn)為溫度表1列出了從水庫表面、水輪機(jī)以及下游3個(gè)部分是影響燃煤鍋爐N：O排放量的主要因素，爐膛測(cè)試的溫室氣體排放量，可以看出測(cè)試結(jié)果的變化溫度越低越有利于NO的生成，反之則有利于NO區(qū)問