能源与环境的新形势和新任务李大骥( )东南大学 ，江苏南京 210096 摘 要:2003 年 ，将是我国国民经济持续高速发展的一年。也是国家重点强调能源和环境保护的一年。文章根据国家有关部门领导的报告 ，综合了我国能源和环境现状 ，介绍国家的计划安排和相应政策 ，侧重于燃煤烟气脱硫方面的政策措施 ，使能源和环境科技工作者明确在新的一年中我们肩负的重任。 关键词:能源;环境;污染;脱硫中图分类号:F7 文献标识码:A1 中国能源和环境的现状随着我国国民经济的迅速发展 ，对能源的需求量也日益增长。近年来 ，我国的能源产量迅速增加 ，能源供应得到有效保证。2000 年一次能源生产总量已达到08Gt标煤 ，其中 ，原煤998Mt ，原油163Mt ，3天然气27Gm 、水电240TWh，核电4TWh，太阳能风能、地热等新能源也都有不同程度的发展。能源消费结构也不断优化 ，煤炭消费量在一次能源消费总量中所占的比重由1990年的2 %降为2000年的67 %，石油、天然气、水电、核电、风能、太阳能等所占比重由1990年的8 %上升到2000年的0 %。清洁能源的迅速发展和优质能源比重的提高 ，为提高能源利用效率和改善大气环境起了重要的作用。电力工业进入了以大机组、大电厂、大电网、超高压和自动化为主要特征的新阶段 ，管理体制和价格体制逐步与国际接轨。中国能源发展虽然获得了长足的进步 ，但仍存在许多深层次的问题。一是能源品种结构不合理 ，优质能源供应不足 ，煤炭在一次能源结构中比重过高 ，特别是煤炭直接用于终端消费的比例过大;二是国内石油供应缺口越来越大 ，天然气在能源结构中比重过低 ，水电开发程度低 ，风能、太阳能等清洁能源刚刚起步。三是能源工业技术水平不高 ，与国际先进水平相比还有很大差距 ，特别是洁净煤技术开发与应用落后的问题尤为突出 ，大型循环流化床锅炉、加压流化床锅炉及煤气化整体联合循环发电技术等刚刚起步 ，能源开发和利用效率不高 ，环境污染问题突出 ，不能满足可持续发展的要求。煤炭是中国能源的主体 ，在今后相当长的时期内 ，其主导性的地位不会发生根本性的变化 ，煤炭开发和加工利用对环境的压力越来越大 ，发展洁净煤技术是中国能源发展的必然选择。“十五”期间 ，国家计划净增选煤能力100Mt左右 ，建设 5 座煤炭液化示范厂 ，形成年产50Mt的液化油生产能力;建设一定规模的动力配煤和水煤浆等洁净煤工程项目;建设四川白马 CFBC、大连台山和江苏贾汪 PFBC、山东烟台 IGCC等洁净煤发电试点项目 ，安装15GW燃煤电站脱硫装置 ，使中国洁净煤应用在“十五”期间迈出实质性步伐 ，为大规模推广应用洁净煤技术创造条件。在电力工业方面 ，到2000年底 ，全国装机容量已达319GW，其中燃煤电站占75 %;发电量占81 %。到4 42010年 ，占62 %。目前 ，30 ×10 kW和60 ×10 kW占30 %左右。燃煤效率和污染物排放也没有达到国际水平。国际上已经成熟的、先进的清洁型燃煤发电机组国内商业应用还是空白。每千瓦时供电煤耗仍高达390g以上 ，较国外先进水平高70g，每年多耗标煤8Mt。能源的大量利用 ，给环境造成严重污染 ，也给从事能源和环境事业的科技工作者带来艰巨而繁重的2 3任务。目前 ，我国 SO 的排放标准为1200mg/m ，国3际上是400mg /m 左右;我国 NO 的排放标准是250x3 3mg/m ，国际上是200mg/m ，存在相当大的差距。改善环境 ，降低污染 ，需要努力发展环境科学技术 ，完成大量的工程项目和巨大的资金投入。我国“十五”计划到2010 年发展纲要 ，在洁净煤技术方面列入计划的有:循环流化床锅炉:四川白马电厂 ，比常规脱硫燃煤电站每千瓦造价高820元 ，影响电价 4 分;PFBC:江苏贾汪电厂 ，高1340元 ，7 分;IGCC:山东烟台电厂 ，高3620元 ，12分;已有应用或确定示范的脱硫工程:北京一热电厂:德国引进湿法;四川白马电厂:旋转喷雾法;豆坝电厂: 磷铵肥法;成都热电厂:电子束法;云南小龙潭电厂:循环流化床烟气脱硫法;深圳妈湾电厂:海水脱硫。目前全国约有5GW机组已安装了脱硫装置 ，还有5GW机组在建。国家计委计划安排 15GW 安装脱硫装置 ，到“十五”末 ，争取达到26GW。国家明确要求:位于东部沿海地区范围内的新建火电厂 ，必须安装脱硫设施 ，位于中西部地区的新建火电厂 ，必须预留脱硫场地;位于“两控区”范围内新建改建和在建燃煤含硫量大于 1 %的火电厂 ，必须安装脱硫设施;位于“两控区”范围内已建燃煤含硫量大于1 %的火电厂 ，在2005年以前 ，必须采取减排二氧化硫的措施 ，造2010年前分批分期建成脱硫设施或采取其它具有相应效果的减排二氧化硫的措施。除以热定电的热电联产外 ，严格控制在“两控区”大中城区及近郊区新建燃煤电厂。并积极推进火电厂烟气脱硫的国产化和产业化。我国政府十分重视环境保护 ，1995 年修订《中华人民共和国大气污染防治法》，2000年再次修订了《中华人民共和国大气污染防治法》，这在世界上也是少有的。表明我国政府控制二氧化硫的决心和信心。1998 年国务院批复了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》;1996年修订了《火电厂大气污染物排放标准》和《大气污染物综合排放标准》。新修订的《大气污染防治法》明确规定 ，超标排放就是违法。我国二氧化硫排放量约有90 %来自煤炭消费 ， 目前全国火电厂二氧化硫排放量占全国的40 %，预计到2010年将占60 %。1995年我国由于酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人民健康等方面的经济损失约为1100多亿元 ，已接近当年国民生产总值的 2 %，成为制约我国经济和社会发展的( )重要因素。对于石灰石 石灰 /石膏湿法脱硫工艺;国外引进平均造价:1000元/千瓦 ，若实现国产化:可控制在600元/千瓦以下。一台300MW机组可节约投资1 亿元。根据环保产业“十五”发展规划 ，我国环保产业产值的年均增长率将在15 %以上。主要措施有:———国产化示范工程: 国电公司在重庆等三个火电厂 ，采用技贸结合方式 ，引进了德国斯坦米勒公( )司石灰石 石灰 /石膏湿法脱硫工艺的设计技术。对国内已有示范项目和运行业绩、并可能在适宜地区和一定条件下应用的烟气循环流化床脱硫工艺、喷雾干燥法脱硫工艺、炉内喷钙尾部增湿活化脱硫工艺、电子束脱硫工艺、海水脱硫工艺等 ，应及时组织技术力量 ，结合工程进行消化吸收 ，并明确这些工艺的应用范围和条件 ，为工程应用创造条件 ，力争在2005 年底之前拥有自主知识产权的设计技术。———积极扶持脱硫设备的生产和供应:湿法脱硫专用设备主要有:喷淋系统、除雾器、大容量循环浆泵、烟气换热器、真空皮带脱水机、采样与检测的一次元件及其系统、大容量湿风机等。推荐一些脱硫工程配套设备的生产厂家;———实行招投标制度加强规范化管理 ，严格按照《中华人民共和国招投标法》，公平、公正、公开;———培育和扶持有实力的脱硫工程公司;———研究制定促进火电厂烟气脱硫的配套政策:如对承担建设火电厂烟气脱硫示范项目的企业和承包火电厂烟气脱硫工程的工程公司提供长期低息优惠贷款政策;对进口烟气脱硫成套设备分阶段合理征税 ，引导和鼓励企业使用国产烟气脱硫设备的政策;烟气脱硫示范工程所在的电厂多发电 ，以及(脱硫副产品的减免税政策 副产品减免税政策的总体方案已得到国务院的批准 ，目前要细化有关的内)容 等等。当然 ，最主要的是电价政策中应充分体现烟气脱硫成本。2 电力工业的烟气脱硫到 2000 年底 ，中国发电装机容量达316 ×310 MW，发电量达1350TWh。火电占装机容量的75 %( )其中煤电机组占95 %，约2亿千瓦 ，占发电量的80 %。电力行业年燃煤量已超过500Mt ，约占煤炭产量的一半;排放二氧化硫 8Mt ，约占全国排放量的40 %以上。我国人均装机容量仅25kW、人均发电量约1080kWh，不到世界平均水平的一半 ，大约相当于发达国家的10 %～17 %。电力消费在一次能源中的比重约为35 %;发展电力以满足国民经济不断发展的要求仍然是电力发展的主题。在中国的火电机组中 ，50MW及以下的凝汽式机组占火电机组的近15 %，300MW及以上、100～200MW以下机组各占1/3。2000年供电煤耗仍在394g/ kWh ，比世界先进国家高约70g/ kWh左右。结构调整、节能降耗、实现清洁生产刻不容缓。在清洁燃烧方面 ，中国通过引进设备建成了100MW的 CFBC 示范电站已运行多年 ，目前在建的这一等级的机组约20多台。引进的300MW的CFBC机组已进入最后谈判阶段 ，预计2004年投入运行。正在山东建设一台300MW或400MW级的 IGCC示范电站的前期工作 ，同时 ，100MW等级的PFBC机组也在积极开始相关工作。在二氧化硫控制方面 ，电力行业通过换烧低硫煤、关停小火电和加装脱硫装置等综合措施 ，二氧化硫排放量得到控制。2000年与1997年相比 ，火电装机容量由4GW增加到5GW，增加了45GW，但二氧化硫却减少了近50Mt ，每千瓦时二氧化硫排放量由1997年的7g下降到7g，下降了19 %。我国已有石灰石 - 石膏法、炉内喷钙法、电子束法、海水洗涤法、旋转喷雾法、氨法、尾部烟气循环流化床法以及多种简易脱硫共十多种工艺的脱硫装置在商业化运行或进行了工业试验和示范。目前已约有5GW的脱硫装置在商业化运行。我国通过技术引进和开发创新 ，基本掌握了大型火电机组湿法脱硫技术 ，在近期招标的约1GW机组的脱硫工程均由国内工程公司总包 ，使得大型火电机组脱硫工程造价已下降到约500元人民币左右。存在的问题是:安装脱硫装置进展缓慢 ，只占 2 %，而且都是国外进口的设备。对二氧化硫综合控制对策是:关停小机组:到2004年全国要关停50MW及以下凝汽式机组约30GW。国家电力公司要关停14GW。进一步向高参数、高效率机组及高度自动化方向发展。积极采用空冷机组技术。研究和应用燃气蒸汽联合循环发电。重点研究和积极采用 CFBC 技术和 IGCC 发电等洁净煤技术 ，逐步实现洁净发电。用高新技术和先进适用技术改造老机组 ，如改造汽轮机的通流部分 ，以增加出力降低热耗;采用低氮燃烧技术降低NO 排放及改善机组的高峰性能;推广高浓度输灰x( )和干除灰 渣 技术等以尽量降低能耗。加强新技术在系统设计、工程建设、生产运行中的应用 ，提高系统整体技术水平。在经济合理且不影响电厂安全稳(定运行的条件下 ，积极采用低硫煤 包括低硫原煤和)洗煤 。积极研究并试行国内一定区域内、电力行业内的二氧化硫排放交易的政策和具体办法 ，在政府的统筹指导下 ，集中资金治理大的排放源 ，减排二氧化硫所得的效益由各集资方共享 ，以便在短期内用有限的资金取得综合的环境效益。“十五”期间 ，国家电力公司将在严格控制燃煤含硫量的同时 ，重点围绕大中城市、高硫煤地区、二氧化硫排放量大的火电厂加大脱硫工作的力度 ，计划在约15GW现有和新建机组上加装脱硫设施 ，将二氧化硫控制在2000年的水平并力争有所下降。预计全国电力行业新增脱硫装置容量将达到30GW左右。在采取了上述对策之后 ，火电厂的烟气脱硫是控制二氧化硫根本性措施 ，因此 ，积极推进烟气脱硫意义重大。影响烟气脱硫的因素很多 ，归纳起来有( )法规、政策、规则、技术企业的作用等方面。制 修订符合全国技术经济条件以及可以明确操作的排放控制标准。烟气脱硫必须针对一个具体的企业 ，而对于企业而言必须首要解决的问题是:为什么要让我脱硫 ，脱多少硫 ，谁来决定 ，通过什么程序 ? 解决这些问题的关键是法定的 ，而不是采用行政命令或计划经济的手段;既要在程序上合法 ，也应在实质上合法;对企业提出的要求是明确的而不是含混的要配套与脱硫要求相适应的经济政策。———对于老电厂的脱硫应进行电价调整 ，这是最重要的 ，也是根本性的政策;———对于用于脱硫的设备实行低息或贴息贷款或进行必要财政补贴等;———对脱硫技术、设备引进方面给予优惠税收政策;———对于实施国产化的脱硫技术 ，在起步阶段国家有关部门应予以扶持。建立、健全一系列的相关规则。包括:基础规则:国家对脱硫设备的自身稳定性、可靠性以及脱硫系统产生的次生环境问题进行限制性规定。如脱硫装置与电厂主设备同步运行时间和年累积停运时间规定 ，脱硫后的烟气温度要求 ，脱硫废水中污染物排放要求 ，海水脱硫对海洋的影响要求 ，脱硫副产品的( )综合利用标准 如石膏、化肥、建材等利用 要求 ，新的脱硫工艺可能产生的二次污染的评价的要求等)等;建设规则:可研、标书、设计、施工、调试规范等及运行规则等。建立适合中国特点的脱硫技术的综合性评价体系。各种脱硫技术的比较是一项复杂的系统工程 ，必须建立在科学评估的基础之上 ，否则很难比较某一工艺的优劣。要研究建立适合中国特点的技术经济评价指标和方法体系 ，以指导技术开发者、提供者及用户不断进行技术和管理创新 ，不断提高我国烟气脱硫技术的水平。这些评价指标应当包括:经济( ) (性指标 一次投资费用和运行费用 ，可靠性指标 要)满足机组的可靠运行和良好的负荷跟踪性能 ，对环(境友好性指标 脱硫工艺本身的清洁生产状况 ，节水、节地、节能且副产品综合利用指标或者能进行无)害化处理、不产生次生的环境问题 ;技术的先进性(指标 符合技术的发展方向 ，较好地适应环保综合性)要求 及可操作性指标等。脱硫技术要不断创新。排放标准的不断趋严和企业追求最大经济效益的本能动力以及科学技术的迅猛发展 ，火电厂脱硫技术也要不断发展 ，要用创新思维来研究火电厂的脱硫技术和预测火电厂脱硫技术。既要看到国际上主流的脱硫技术 ，又要看到这些主流的脱硫技术是在20世纪70年代或80年代发展的成熟技术 ，这就需要不断创新和提高、逐步实现脱硫技术的跨越式发展。———企业应主动把握脱硫技术选择的自主权选择主流技术工艺:如目前对于大型火电机组应以石灰石 - 石膏法为主流技术;但对于一个具体企业 ，应根据因地制宜原则 ，是采用低硫煤、还是何种脱硫技术 ，应当有企业在满足国家法规的要求下 ，由企业自主选择最适合自身特点的脱硫工艺和设备。———加快形成符合市场经济运行规律的脱硫产业———政府应加强宏观引导和监督参考文献:1 国家计委李彦梦司长关于中国能源的现状2 国家电力公司科技环保部副主任王志轩中国火电厂二氧化硫控制综合对策建议3 国家经贸委资源节约与综合利用司副司长 翟青积极推进火电厂烟气脱硫的国产化和产业化ABSTRACTS AND AUTHORS New Situation and Task of Energy&Enviroment(LI Da - ji Southeast University， Nanjing)210096 ，China ABSTRACT: In year 2003 Chinese economywill be still fast Energy and environ2ment issues will be very important facing to scien2tific and engineeringpeople who are workingin thefields of energy and environment Inthis paper ，the present status of energy and envi2ronment in China and the measures of reducingSO pollution taken by government are 2 KEYWORDS: Energy;Enrironment;Pollution;Desulphurgation Relationship of Electricity Supplyand Weather Conditions ———Qufu inShandong(LIANLi - shu ，ZHANG Yan - li Departmentof Geography， Qufu Normal University， Qufu)273165 ，ChinaABSTRACT: The correlative coefficient ofelectricity supply and weather conditions was ob2tained by pertinent analyses for 1997～2001 datain Q The relationship of monthly power supplyand monthly temperature ， precipitation ， humidityetc ， were calculated based on distilling weatherelectricity quantity by means of linear curve Then ， the prediction systemof monthly elec2tricity supplywas established according to the rou2tine forecast ， which provided special products forthe electricity KEYWORDS: Electricity supply; Weather con2dition; Weather electricity quantity; Temperature—humidity index Developnent and Application of U2nit Performance Optimization SystemBased on the Framework of Brower/ServerHongJun ， SI Feng- qi ， GAO Zheng- ping(， XU Zhi - gao D of Power Engineering，)Southeast University，Nanjing 210096 ，ChinaABSTRACT:In this article a new unit perfor2mance opitmization system is developed accordingto actual circumstance with applicationof some ad2vanced technology such as real - time informationfuse ， data mining and expert The systemwhich basedon real - time control systemprovidesmany fumction modules such as unit performancemonitoring， parameter optimization ， operationanalysis and guidance ， equipments fault diagnosisand energy - saving Featuring afriendly interface ，easy to use ，configurationflexi2bility and a high potential for expandability ，thesystem which based on the structure of brower/server isof high value to improve unit performancelevel and thermal KEYWORDS: Performence optimization; Brow2er/ Server structure Knowledge Representation of Ex2pert System for Fault Diagnosis ofBoiler(LILi ，XIANG Wen - guo Southeast Univer2)sity， Nanjing 210096 ，ChinaABSTRACT: According to the characters ofCFBC boiler ， we have analyzed it into differentparts and described each of them as an object Aknowledge representation methodof the expert sys2tem is proposed ， which has been applied to thefault diagnosisof the Thisobject - orientedmethodology is based on the integration of frame ，rule and Some application examplesare KEYWORDS: CFBC Biler; Fault diagnosisof boiler; Expert system; Knowledge representa2tion
