遼寧讓工業(yè)副產(chǎn)品為我所用 煤鋼“廢料”變身“新能源”
在調(diào)兵山市兩臺單機裝機容量為300兆瓦的煤矸石發(fā)電廠施工現(xiàn)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(qū)最遠(yuǎn)處的兩座混凝土攪拌站也已建成使用。設(shè)計為210米高的煙塔已經(jīng)完成了地下基礎(chǔ)和地上部分筒壁（35米）的建設(shè)。兩臺發(fā)電機組的鍋爐和汽輪機基礎(chǔ)建設(shè)也在有序地進(jìn)行當(dāng)中。據(jù)介紹，該項目設(shè)計燃料以煤矸石為主，主補給水源采用調(diào)兵山市污水處理廠的中水，項目具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、增加電力供應(yīng)等綜合效益。目前工程總體進(jìn)度已經(jīng)完成了30％，第一臺機組有望明年9月并網(wǎng)發(fā)電。
把上游企業(yè)的“廢料”變成下游企業(yè)的生產(chǎn)原料，讓長期為患成災(zāi)的工業(yè)副產(chǎn)品化害為利，作為能源消耗大省的遼寧，為應(yīng)對當(dāng)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(xiàn)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(guī)模，并顯示出誘人的發(fā)展前景。目前，遼寧省利用這些“放錯了地方的資源”來發(fā)電的裝機容量已近百萬千瓦，在未來3年內(nèi)，還將再增加百萬千瓦。
“吃掉”矸石山，保住環(huán)境換來能源
過去，在鐵法礦區(qū)堆積著十多座矸石山，這些矸石山占用大量的土地，還產(chǎn)生一定的粉塵和大氣污染。近幾年，鐵法煤業(yè)集團（簡稱鐵煤集團）向矸石山發(fā)起沖擊，要讓煤矸石變廢為寶。“煤矸石是煤炭加工后產(chǎn)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(shù)人員告訴記者，“雖然煤矸石的發(fā)電能效并不高，但是成本低。如果用燃煤發(fā)電的話，一度電的成本是三四毛錢，但利用煤矸石發(fā)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(shè)的調(diào)兵山煤矸石發(fā)電項目，待全部完工后，每年將會“吃掉”數(shù)千萬噸的煤矸石。讓當(dāng)?shù)鼐用癯员M苦頭、占地2762公頃的矸石山，將從調(diào)兵山徹底消失。
在遼陽市紅陽熱電廠，以往為患成災(zāi)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(fā)電，二期工程利用焦化余熱發(fā)電，三期工程利用煤泥發(fā)電。三期加起來，屆時年上網(wǎng)電量可達(dá)2.4億千瓦時，供熱面積250萬平方米，年可節(jié)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(dāng)成拓展煤炭資源綜合利用的著力點，在清河門區(qū)建設(shè)一座較大型煤矸石熱電廠——— 金山熱電廠，年發(fā)電量超過30億千瓦時，相當(dāng)于阜新發(fā)電廠年發(fā)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(fā)電量可達(dá)33億多千瓦時，除基本滿足了礦區(qū)用電外，每年還能供應(yīng)遼寧電網(wǎng)電量27億千瓦時。
有專家說，遼寧曾是我國重要的煤炭生產(chǎn)基地，歷年所產(chǎn)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(fā)電，將非？捎^。
開發(fā)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(fā)電機組正在有節(jié)奏地運轉(zhuǎn)。電站負(fù)責(zé)人說：“別看這個電站不大，每年可發(fā)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(fā)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(yīng)。”據(jù)了解，鐵煤集團現(xiàn)已建成大興、小青、曉南、大明4個瓦斯發(fā)電站，還有3個正在建設(shè)當(dāng)中，預(yù)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(dāng)。鐵法礦區(qū)煤層氣資源儲量為293億立方米，上世紀(jì)，為了安全生產(chǎn)，這些資源多數(shù)被抽放排空，不但浪費了大量的資源，還影響了當(dāng)?shù)丶案浇鼌^(qū)域的大氣質(zhì)量。近幾年，鐵煤集團加大了對煤層氣綜合開發(fā)利用的力度，不僅實現(xiàn)了向鐵嶺市居民供氣，還能為法庫縣陶瓷工業(yè)城提供工業(yè)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(jù)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(chǎn)生二氧化硫，大幅增加的煤層氣能源在促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)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(xiàn)有煤炭的消耗，為二氧化硫排放總量的削減作出直接貢獻(xiàn)。
近年來，遼寧省不斷加大對煤層氣的開發(fā)利用。2005年，年發(fā)電量8000萬千瓦時的阜新五龍燃?xì)獍l(fā)電站正式運行，實現(xiàn)了遼寧省煤層氣發(fā)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(yè)集團、沈陽煤業(yè)集團、本溪彩屯煤礦有限責(zé)任公司簽約，更大規(guī)模地開采和利用煤層氣。
沈陽理工大學(xué)煤層氣學(xué)院院長李善杰說，目前沈陽市有燃?xì)饷裼糜脩?30萬戶，燃?xì)夤I(yè)用戶6000余戶，年需燃?xì)?億立方米，缺口約6000萬立方米。到2010年燃?xì)饽耆笨陬A(yù)計達(dá)到2億立方米左右。而目前沈陽周邊地區(qū)的常規(guī)氣源已全部利用到最大限度。開發(fā)利用煤層氣，已經(jīng)成為沈陽解決城市燃?xì)舛倘钡奈ㄒ挥行緩。煤層氣大?guī)模開發(fā)利用實現(xiàn)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(fā)展的“氣源瓶頸”將被徹底打破。據(jù)初步測算，沈陽市周邊地區(qū)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(fā)還將為重化工和精細(xì)化工發(fā)展提供充足的原材料。
回用高爐煤氣，實現(xiàn)“一舉多贏”
高爐煤氣為冶煉鋼鐵過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)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(huán)境造成污染。多年來，由于我國沒有先進(jìn)技術(shù)對回收后的煤氣進(jìn)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(jīng)濟的快速發(fā)展，電力供應(yīng)的緊張以及煉鋼、煉鐵企業(yè)高爐煤氣的排放與環(huán)境保護(hù)的矛盾……這一系列問題都亟待解決。利用高爐煤氣發(fā)電，已經(jīng)成為解決這些問題的較好途徑之一。
經(jīng)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(dāng)年7月19日，鞍鋼具有節(jié)能、環(huán)保、發(fā)電多重功能的CCPP電機組建成投產(chǎn)，鞍鋼的高爐煤氣終于實現(xiàn)了零排放，高爐煤氣全部得到了回收利用，為鞍鋼的循環(huán)經(jīng)濟及可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
鞍鋼CCPP發(fā)電機組是目前世界上功率最大、最先進(jìn)的燃燒底熱值高爐煤氣的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，也是國內(nèi)第一臺利用高爐煤氣發(fā)電的聯(lián)合機組。這一具有國際先進(jìn)水平的機組在鞍鋼投入使用，可以使鞍鋼高爐生產(chǎn)中產(chǎn)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(huán)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?fàn)t煤氣4.2萬立方米，每小時發(fā)電量可達(dá)30萬千瓦時，年發(fā)電量可達(dá)23億千瓦時以上，比同等水平的熱電廠年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤70萬噸以上，每年利用高爐煤氣約33億標(biāo)準(zhǔn)立方米，可減少一氧化碳排放10億標(biāo)準(zhǔn)立方米，減少溫室氣體二氧化碳排放約190萬噸。鞍鋼CCPP發(fā)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(yè)目前電力緊張的局面，還具有極好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
CCPP，是燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電的英文縮寫，此技術(shù)以高爐煤氣作為主燃料，煤氣經(jīng)過脫水、除塵后加壓與經(jīng)過凈化加壓的空氣在燃?xì)廨啓C燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生出高溫高壓燃?xì)，燃(xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C膨脹做功后，將機械能轉(zhuǎn)換為電能輸出；燃?xì)廨啓C排出的余熱煙氣直接進(jìn)入余熱鍋爐，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，進(jìn)入蒸汽輪機，利用蒸汽輪機發(fā)電機，又將熱能轉(zhuǎn)化為電能，最終實現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。
此前，鞍鋼還對一、二煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣全部進(jìn)行回收，建成兩套8萬立方米轉(zhuǎn)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(chǎn)廠的加熱爐實施改造，用回收煤氣替代重油做燃料。一發(fā)電廠中央電站鍋爐改造后，用純?nèi)紵郀t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(jié)約標(biāo)準(zhǔn)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(yè)也不甘人后。本鋼焦化廠的4號和5號焦?fàn)t干熄焦工程以及發(fā)電廠220噸純?nèi)几郀t煤氣高溫高壓鍋爐、高爐和轉(zhuǎn)爐煤氣回收工程、短流程生產(chǎn)線工程等項目的建成投產(chǎn)，使本鋼的焦?fàn)t煤氣利用率達(dá)到100％。北鋼利用焦?fàn)t、高爐和轉(zhuǎn)爐煤氣生產(chǎn)大顆粒尿素項目，實現(xiàn)了煤氣的全部回收利用。
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