Transcript 火力发电技术发展现状与展望

火力发电技术发展现状与展望
报告人：李录平
2013.9.27
火力发电技术发展现状与展望
主要内容
前 言
一、提高火电机组能源利用率的技术
二、减少火电机组污染物排放的技术
三、提高火电机组可靠性的技术
四、智能火力发电站技术
结
语
火力发电技术发展现状与展望
前
言
表1 我国1952-2012年发电装机容量构成情况 （单位：万千瓦）
年度
1952
1962
1970
1980
1990
2000
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
总装机容量
197
1304
2377
6587
13789
31932
51718
62370
71822
79273
87410
96641
106253
114491
火电
178
1066
1753
4555
10184
23754
39138
48382
55607
60286
65108
70967
76834
81917
（71.5）
59889
65497
71460
75811
（66.2）
其中：煤电
水电
19
238
624
2032
3605
7935
11739
13029
14823
17260
19629
21606
23298
24890
（21.7）
核电
210
685
685
885
885
908
1082
1257
风电
34
106
207
420
839
1760
2958
4623
2.5
25.6
222
1257
（1.0）
6083
（5.3）
328
（0.3）
1273
（1.1）
太阳能
其他
火电占比
（%）
90.4
81.7
73.7
69.2
73.9
209
735
752
972
888
910.5
1084
1276
74.4
75.7
77.6
77.4
76.0
74.5
73.4
72.3
71.5
火力发电技术发展现状与展望
前
言
我国1952-2012年发电装机容量构成情况 （单位：万千瓦）
火力发电技术发展现状与展望
前
表2
言
我国1952-2012年发电量构成情况
单位：亿千瓦时（亿度）
年度
1952
1962
1970
1980
1990
2000
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
总发电量
73
458
1159
3006
6213
13685
24975
28499
32644
34510
36812
42278
47306
49774
火电
60
368
954
2424
4950
11079
20437
23741
27207
28030
30117
34166
39003 39108
（78.6）
29131
32524
37072 36771
（73.9）
其中：煤电
水电
13
90
205
582
1263
核电
2431
3964
4148
4714
5655
5717
6867
6681
167
531
548
629
692
701
747
872
57
131
276
494
风电
太阳能
1.2
其他
火电占比（%）
82.2
80.3
82.3
80.6
79.7
175
574
610
666
694
702
749.8
74.4
81.8
83.3
83.3
81.2
81.8
80.8
8641
（17.4）
982
（2.0）
741
1004
（2.0）
6.8
35
（0.07）
874.2
986
（2.0）
82.4
78.6
火力发电技术发展现状与展望
前
言
截至2012年底，我国发电装机11.45亿千瓦，
发电量4.98万亿千瓦时。我国人均发电装机0.79
千瓦/人，人均用电量3490千瓦时/人，人均生活
用电量417千瓦时/人，分别约为美国的23.7%、
26.3%和9.4%，与美国相比还有很大差距。
火力发电技术发展现状与展望
前
表3
我国发电装机容量与发电量预测
年 度
发电量（万亿度）
发电装机容量（亿千瓦）
表4
言
2015
6.15
14.9
2020
7.94
20.0
2050
13.5
38.0
我国年新增发电量与装机容量预测
年 度
年新增发电量（亿度）
年新增发电装机容量
（万千瓦）
2013-2015
2016-2020
3900
3580
约10000
2021-2050
1850
6000
火力发电技术发展现状与展望
前
言
电力工业仍然将保持比较高的发展速度：
装机容量不断增加；
年发电量持续增加！
问题：火电产业将如何发展才能适应未来经济社
会发展的需要？
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
1、超超临界发电技术——发电效率达到45%；
2、整体煤气化联合循环（IGCC）等技术——发电效率达
到53%；
3、天然气联合循环发电技术——发电效率达到65％；
4、多联产发电技术——能源使用效率可提高到80％以上。
9
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
1. 超超临界发电技术
机组类型
超高压
亚临界
超临界
高温超临界
超超临界
A-超超临界
A-超超临界
蒸汽压力
/MPa
13
17
25.5
25
30
30
--
热效率
蒸汽温度/℃
/%
535/535
35
540/540
38
567/567
41
600/600
44
600/600/600
48
700
57
>700
60
表5
供电煤耗
/[g·/(kWh)]
360
324
300
278
256
214
205
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
1. 超超临界发电技术
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
1. 超超临界发电技术
我国高效超临界汽轮机发展情况：
A.第一步：以24.5MPa/600 ℃/600 ℃,容量600-700MW为主；
B.第二步：应以30MPa/600 ℃/600 ℃/ 600 ℃,容量900-1000MW为主；
C.第三步：应以35MPa/650 ℃/650 ℃/ 650 ℃,容量1000MW为主；
D.主要生产企业：上海电气集团，东方电气集团，哈尔滨电气集团。
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
2. IGCC发电技术
（1）IGCC的生产过程
煤气化
联合动
力循环
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
2. IGCC发电技术
（2）我国发展IGCC的真正驱动力
•
•
•
•
减排：减少用煤（主要是直接燃烧）所引起的污染
– SO2，NOx，汞，颗粒物，CO2等
利用低质煤：充分利用我国占20%甚至以上的高硫煤资源
生产液体燃料：缓和液体燃料的短缺
– 结合我国具体情况走自己的路子，发展车用醇醚燃料
提高能源综合效率：系统耦合，跨行业结合，向系统集成要3E效益
– 向系统要效益（能源利用效率、环境、经济），这是21世纪技
术发展的趋势，通过IGCC+多联产提高效益。
– 从物理能梯级利用到化学能梯级利用，两者结合起来。煤-化-电
，煤-铁-化-电等正在蓄势待发。
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
3. 天然气联合循环发电技术
（1） 纯联合循环发电
效率高：E级联合循环效率51－52％，F级55－57％，H级达到60％以上。实现了
热能的梯级利用，其总的能源利用率为70％～80％。
污染少：可将NOx排放控制在50mg/Nm3以内。
启动快、适合调峰：可以在60分钟内带满负荷，可以实现黑启动、提高电网安全
性。自动化程度高、人员配置少。
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
3. 多联产发电技术
（2） 热电联产
如果联合循环机组用于热电联产，即高作功能力的燃气（
1000℃以上）在燃气轮机中做功，其排气在余热锅炉中产生中等作功
能力的蒸汽（500℃以上），驱动汽轮机继续做功，其低作功能力的
抽汽或排汽用于工业或生活用汽用热，形成联合循环热电联产，其总
的能源利用率可达80％～90％（理论极限为93％）。热电联产比热电
分产可节约能源30％左右。。
火力发电技术发展现状与展望
一、提高火电机组能源利用率的技术
3. 多联产发电技术
（2） 热、电、冷三联产
指锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满
足各种热负荷外，还可做吸收式制冷机的工作蒸汽，生产6～8℃冷水用于空
调或工艺冷却。
优点：可提高能源利用率；减少冷凝损失，降低煤耗；提高劳动生产率；代
替数量大、型式多的分散空调，改善环境景观，避免“热岛”现象。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
1、火电厂污染物分类与总量
2、煤炭高效清洁利用方法
3、降低污染物排放的几项重点技术
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
1、火电厂污染物分类与总量
A.烟尘排放；
B.硫化物排放；
C.氮氧化物排放；
E.二氧化碳排放；
F.重金属污染物；
G.噪声污染、放射性污染等。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
1、火电厂污染物分类与总量
表6
项
2011年中国火电行业污染物排放情况
目
二氧化碳
（单位：万吨）
氮氧化物
烟
全国总量
2217.9
2404.3
1278.8
工业排放量
2017.2
1729.7
1100.9
电力及热力生产和供
应业排放量
901.2
1106.8
215.6
火电行业排放量
819
1073
火电行业排放量占比
36.9%
44.6%
尘
16.9%★
注：数据来源于国家环保部2011年环境统计年报。 ★采用电力及热力生产和供应业数据。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
1、火电厂污染物分类与总量
2012年1月1日起实施的《火电厂大气污染物排放标准》，制定了
严格的新建火电厂排放标准。
表7
一般地区新建火电项目大气污染物排放浓度限值 （单位：mg/m3）
二氧化碳
氮氧化物
烟
尘
燃煤锅炉
100
100
30
燃气锅炉
35
100
5
燃油锅炉
100
100
30
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
1、火电厂污染物分类与总量
2012年1月1日起实施的《火电厂大气污染物排放标准》，制定了
严格的新建火电厂排放标准。
表8
重点地区新建火电项目大气污染物排放浓度限值（单位：mg/m3）
二氧化碳
氮氧化物
烟
尘
燃煤锅炉
50
100
20
燃气锅炉
35
100
5
燃油锅炉
50
100
20
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
2. 煤炭高效、清洁利用方法
（1）燃烧前处理（源处理）
在开采到用户使用前这一阶段煤的处理方法 。
（2）燃烧中清洁利用（过程处理）
流化床燃烧技术（FBC）；
整体煤气化蒸汽燃气联合循环（IGCC）；
整体煤气化燃料电池（IGFC）；
炉内脱硫（喷钙脱硫，喷钙加尾部增湿活化脱硫）；
炉内脱硝（低NOx燃烧器、低温燃烧、整体分级燃烧、回气再
循环、再燃烧技术等 ）。
（3）燃烧后清洁处理（烟气净化）
包括：除尘、脱硫、脱硝、废水处理及零排放，废水资源化和
干除渣、灰渣分除及综合利用。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
2. 煤炭高效、清洁利用方法
（1）燃烧前处理
煤炭加工技术:是指在煤炭燃烧之前，以物理方法为主对其
进行加工的各类技术，主要包括：
洗选处理:
型煤加工:
水 煤 浆:
煤炭转化技术:是指在燃烧之前对煤进行改质反应，包括煤
气化和液化两种：
煤炭气化:
煤炭液化:
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
2. 煤炭高效、清洁利用方法
（2）燃烧中处理
燃烧中净化技术:是指燃料在燃烧过程中提高效率
减少污染排放的技术，它是洁净煤技术的重要组成部分，
由五项技术组成。
先进的燃烧器 ；
循环流化床技术（CFBC）；
增压流化床联合循环技术（PFBC－CC）；
整体煤气化联合循环技术（IGCC）；
直接燃用超净煤粉的燃气—蒸汽联合循环技术
（CEN－CC）。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
2. 煤炭高效、清洁利用方法
（2）燃烧中处理
核心：开发清洁煤发电技术
1)超超临界煤粉+烟气脱硫+脱硝(USC-PC+FGD+SCR)
2006～2020主力发电机组，近中期～15年;
2)超临界循环流化床（CFBC-SC）
2006～2020积极推进发电机组，近中期～15年;
3)IGCC+CO-PRODUCTIONS：
2015～2050规模推进机组，中期10～30年;
4)绿色煤电：(H2+GTCC+FC+CO2)Green Coal-based Power2025～2050示范
推进机组，中远期20～50年
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
2. 煤炭高效、清洁利用方法
（2）燃烧中处理
采用增压流化床燃
烧，加热水变蒸汽，进
行蒸汽轮机发电，高温
中压烟气净化后在燃气
轮机发电，余热加热给
水，实现能量的高效利
用。发电效率46%。
增压流化床联合循环
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
2. 煤炭高效、清洁利用方法
（2）燃烧中处理
IGCC发电系统
煤在纯氧条件下气化，产生
合成气，再净化后成为干净
的合成气（CO和H2），然后
到燃气轮机燃烧发电，中温
排烟通过余热锅炉加热水变
成蒸汽，在蒸汽轮机发电。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
2. 煤炭高效、清洁利用方法
（3）燃烧后处理
协
“烟气治理岛”协同治理模式
同
模
从炉膛出口到烟囱进口
煤粉
锅炉
之间为整体
式
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
3、降低污染物排放的几项重点技术
表9
几项重点技术的对比
类别
效率%
环 保
技术成熟程度
设备投资
超超临界
43～47
烟气需脱硫、
脱硝、除尘
已批量供货
600-1000MW机组
中
CFBC
38～40
在燃烧中
脱硫脱硝
300MW已批量
供货，600MW研制
成功
低
IGCC
43～45
在燃烧前净化
可捕集CO2
600MW示范
工程阶段
高
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
3、降低污染物排放的几项重点技术
（1）超超临界锅炉技术
表10
亚临界
超临界
超超临界
先进超超临界
17.9
26.2
27.6
35.2
541/541
582/582
604/604
580/700
42.2
44.5
45.2
49.7
384,000
361,000
355,000
326,000
烟气质量,kg/hr
3,420,000
3,151,000
3,098,000
2,827,000
NOX 和
SO2,kg/MWh
0.127
0.121
0.118
0.109
PM2.5,kg/MWh
0.0535
0.0508
0.0499
0.0458
CO2,kg/MWh
900
851
836
763
蒸汽压力,Mpa
蒸汽温度,℃
热效率,%(HHV)
耗煤量,kg/hr
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
3、降低污染物排放的几项重点技术
（2）循环流化床技术
A.国际上从上世纪末开始研究研究超临界循环流化床锅炉；
B.世界上第一台超临界循环流化床锅炉(西门子公司生产)已经在
Lagisza电厂成功投运。
C.西班牙Endesa Generacion电力公司等六家公司开展CFB800(800MW，
30MPa/600 ℃ /620 ℃ ) 研究，发电效率可达50%。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
3、降低污染物排放的几项重点技术
（2）循环流化床技术
国内大型CFB锅炉已实现SO2低于200mg/Nm3
,NOX低于100mg/Nm3 ；白马示范电站300MWCFB锅炉
SO2排放低于250mg/Nm3,NOX低于50mg/Nm3 ，且灰
渣综合利用率高。
比常规炉(PC)+脱硫（FGD）+脱硝（SCR）投资低
15%以上。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
3、降低污染物排放的几项重点技术
（3）IGCC技术
煤气烟气流量小(大约是常规燃煤
火电尾部烟气量的1/10)，便于处
理。因此IGCC系统中采用脱硫、脱
硝和粉尘净化的设备造价较低，效
率较高，其各种污染排放量都远远
低于国内外先进的环保标准，可以
与燃烧天然气的联合循环电厂相媲
美。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
3、降低污染物排放的几项重点技术
（3）IGCC技术
脱硫效率可达99%以上，脱硫产物是
有用的化工原料-硫磺。常规燃煤电
厂目前没有有效的脱除CO2的方法，
IGCC具有实现CO2零排放的技术潜力。
在IGCC系统中可以对煤气中的CO
进行变换，生成H2和CO2，H2可以作
为最清洁的燃料（如燃料电池），
CO2可以进行分离、填埋回注等，以
实现CO2零排放。
IGCC + Carbon Capture and Storage
火力发电技术发展现状与展望
IGCC的减排优势对比（减排量与除汞成本）
g/kWh
SO2
NOx
PM10 CO
灰
渣
美国亚临界机组
4.99
1.36
0.14
0.82
54.43 0.00
IGCC
0.19
0.08
0.01
0.070.15
0.00
超临界脱硫脱硝
0.58
0.43
0.05
0.73
38.56 0.00
表11
石膏
元素硫
68.04
0.00
57.83 0.00
50.12
3.867.71
0.00
表12
除汞工艺位置
IGCC
气体流量
比例
酸性气体回收前 1
传统电厂 烟气
150
除汞成本
（美元/MWh）
除汞成本
（美元/kg）
0.25
7700
2.5-3.5
55000-77000
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
3、降低污染物排放的几项重点技术
（4）水煤浆技术
A.水煤浆技术是上世纪70年代发展起来的一项技术。现在许多国家
都建成了一大批水煤浆厂，主要用于发电（IGCC发电）。
B.我国自1981年开始研究水煤浆技术，已经达到国际领先水平：
2005年，世界最大（670t/h）水煤浆锅炉投入商业运行，燃烧效率
达99.6%，锅炉效率达93.5%；
多台220t/h或410t/h锅炉成功改燃水煤浆或得成功。
火力发电技术发展现状与展望
二、减少火电机组污染物排放的技术
3、降低污染物排放的几项重点技术
（4）水煤浆技术
燃煤发电治理污染物排放还要从源头抓起，提高原煤
洗选比例，把灰分、硫分等污染物在源头进行集中治理，
降低治理成本，提高治理效率。我国动力煤平均灰分
28.6%，平均硫分1.01%，洗后混配的优质动力煤平均灰
分15.5%，平均硫分0.66%。煤炭洗选的成本大大低于后
期电厂烟气除尘和脱硫成本。
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
1、提高可靠性的重要意义
2、提高可靠性的主要措施
3、电厂故障诊断技术
4、电厂优化运行技术
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
1、提高可靠性的工程背景
提高机组的可靠性，对国民经济有重大影响。按2010
年6月6千瓦及以上容量机组的总容量8.7亿kW计算，如可用
系数提高1%，则每年可多发电约800亿度，等于新建了一座
870万千瓦容量的电厂。如每度电的社会产值以5元计，则
可增加产值4000亿。
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
1、提高可靠性的工程背景
提高产品可靠性的重点是集中力量，对影响电站设备
可靠性的薄弱环节进行研究和改进，从而避免对成千上万
个部件平均使用力量，有效地提高电站设备的可靠性。在
电站设备的设计制造、安装、检修和运行等各阶段，采取
合理措施，加强可靠性管理，不断提高产品的可靠性。
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
2、提高可靠性的主要措施
（1）设计制造的可靠性技术
发电设备在设计制造阶段，应重点考虑设备可靠性的
薄弱环节，采取合理措施，只有真正解决好这些薄弱环节，
才能有效提高设备的运行可靠性和机组的可用率。
设备能否安全可靠运行、具有高的机组可用率应从以
下四个方面综合考虑：即设计的合理性、原材料及外购件
的质量、生产和制造质量、现场安装服务指导。
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
2、提高可靠性的主要措施
（2）电站设备运行可靠性技术
运行就是使用设备，以满足生产的需要。运行是对设
备可靠性的验证和维护。在现有设备的基础上，根据负荷
要求和燃用煤质情况，选择合理的运行方式，避免出现各
种故障，保证机组的安全经济运行。采用合适的故障诊断
技术，实现机组的优化运行，提高设备高的可靠性。
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
3、电厂故障诊断技术
主要诊断方法
•
•
•
•
•
•
振动诊断方法
声发射诊断方法
油液分析诊断方法
噪声诊断方法
温度诊断方法
射线诊断方法
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
3、电厂故障诊断技术
诊断系统网络结构
•
•
•
•
•
设备级监测系统
厂内局域网络
互联网
远程专家
远程诊断中心
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
3、电厂故障诊断技术
本团队的部分研究成果
•
•
•
•
•
旋转机械振动检测诊断
系统
滑动轴承故障声发射检
测与诊断系统
阀门泄漏声发射检测诊
断系统
水泵空化故障声发射检
测诊断系统
叶片振动检测与诊断系
统
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
4、电厂优化运行技术
区域级优化
全区域
全厂优化
A电厂
单元机组优化
设备级优化
机组1
设备1
…
……
设备n
B电厂
……
设备1
机组m
…
设备n
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
4、电厂优化运行技术
(1)锅炉运行优化技术
(2)汽轮机运行优化技术
A、燃烧特性研究
A、调节阀门特性优化技术
B、燃烧优化研究
B、冷端优化技术
C、安全燃烧技术
C、回热系统优化技术
D、吹灰优化
D、提高高加投入率技术
E、爆管监测
E、除氧器优化技术
F、少油点火
F、治理阀门内漏技术
G、空预器优化
火力发电技术发展现状与展望
三、提高火电机组可靠性的技术
4、电厂优化运行技术
(3)单元机组运行优化技术 (4)火电厂全厂运行优化技术
A、单元机组优化建模技术
A、全厂优化建模技术
B、优化启停技术
B、负荷优化分配技术
C、锅炉汽机协调技术
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
1、智能电网与智能电站
2、智能电站发展背景
3、智能电站技术内容
4、智能电站控制新技术
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
1. 智能电网与智能电站
智 能 电 网 （ smart
power grids ）是指以物理
电网为基础，将现代先进的
传感测量技术、通讯技术、
信息技术、计算机技术和控
制技术与物理电网高度集成
而形成的新型电网，具有坚
强、自愈、兼容、经济、集
成、优化等特征。
智 能 电 站 (Smart
Power Plant, SPP) ，是指
以物理电厂为基础，将智能
控制技术，现场总线控制技
术，现代先进传感测量技术、
信息技术高度集成而形成的，
具有智能化、信息化、一体
化、经济、环保等特征的新
型电厂。
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
2. 智能电站发展背景
适应智能电网建设对电站控制技术的需要
对火电机组深度调峰及确保电网安全稳定的需要
开展智能电站
火电厂热控技术发展的需要
火电机组实现节能减排，低碳运行的需要
技术研究
火力发电技术发展现状与展望
3. 组成环节
统一标准接口
负荷智能调度
智能高级应用
基本专业应用
经济优化
统一支撑平台
通信
信息
硬件支撑设备
智
运
资
能
行
产
评
维
管
估
护
理
智能化火电厂
煤质在线监测
设备状态监控
排放在线监测
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
4. 技术内容
智能电站拓展控制功能
现场控制层
★煤质在线测量
★炉膛温度测量
★飞灰含碳量测量
实时控制层
★ APS控制（一键启停）
★调峰调频优化控制
★ FCB控制
★环保优化控制
★全过程节能优化控制
系统优化/生产管理层
电网/集团管理层
★厂级优化控制
★远程监控及诊断
★数字 化 视频 监 控系
★在线维护
统
★节能调度
★环保控制
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
5.智能电站控制新技术
★先进传感技术
★先进控制技术
★厂级优化技术
★数据深度挖掘技术
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
5.智能电站控制新技术
(1)先进传感技术
脉冲中子源煤质在线分析；
煤质在线测量技术
基于LIBS技术的煤质在线分析；
同位素中子源煤质分析。
CCD三维可视化技术；
炉膛温度场测量技术
超声波测量技术；
激光等离子体温度测量。
智能烟气在线分析仪；
烟气测量技术
基于信息融合的软测量技术；
基于LIBS(激光诱导击穿光谱)技术的烟气测量技术。
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
5.智能电站控制新技术
(2)先进控制技术
自适应控制；
鲁棒控制；
预测控制；
遗传算法控制；
专家控制；
模糊控制；
神经网络控制。
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
5.智能电站控制新技术
(3)燃烧优化控制技术
输入变量
◆在线测量参数
◆煤质推算系统
◆烟气组分
◆炉内温度测量
优化目标
过程模型
◆锅炉效益优化模型
◆负荷优化模型
◆汽温调节优化模型
◆污染物排放模型
◆结渣腐蚀等效优化模型
节能、减排、安全
◆负荷
◆排烟温度
◆压力
◆飞灰含碳量
◆温度
◆ Nox
◆含氧量
◆颗粒物
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
5.智能电站控制新技术
(4)厂级优化控制技术
(5)数据深度挖掘制技术
厂级优化调度技术；
智能统计分析技术；
数字化煤场；
数据仓库技术；
数字化视频监控技术。
决策支持技术。
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
6.工程实例
网上新闻：莱州华电打造全国首座智能化生态电厂
华电国际莱州项目是山东省和山东电网“十一五”规划建设的重点电源项目，总规划容量
8×1000MW，一期建设两台1000MW级机组，年发电量可达110亿千瓦时。该项目具有节能、节水、
节地、环保等特点，设计发电煤耗268.5 g/kWh，低于全国火电平均水平近70g/kWh，是国内首
家设计煤耗低于270克/千瓦时的发电企业。该项目采用全三维立体化工程设计，电厂建设在海
边滩涂盐碱地，灰场利用废弃的露天金矿矿坑，不占用基本农田，并采用海水淡化技术供水，
厂内污水和废水经处理回用，可实现污水“零排放”，是中国首座智能化生态电厂。
火力发电技术发展现状与展望
四、智能火力发电站技术
7.智能电站技术应用展望
★电厂控制技术的发展方向和趋势；
★ 实现设备远程维护和故障诊断；
★ 实现电厂节能减排；
★ 提高机组及电网安全稳定运行水平；
★ 提高集团决策管理水平；
★应用前景广阔。
火力发电技术发展现状与展望
结
语
1.火力发电仍将是主力电源
表13 我国2015-2050年发电装机容量构成预测情况 （单位：万千瓦）
年度
总装机容量
火电
其中：煤电
气电
水电
核电
风电
太阳能
其他
火电占比（%）
煤电占比（%）
2015
149000
101150
95550
5600
29000
4000
10400
2100
2350
67.9
64.1
2020
200000
124650
116650
8000
42000
5800
20000
5000
2550
62.3
58.3
2050
380000
154700
132700
22000
47000
34000
80000
60000
4300
40.7
34.9
火力发电技术发展现状与展望
结
语
1.火力发电仍将是主力电源
规划到2020年，我国在大力发展新能源和核
电前提下，其火电装机容量仍要占到总容量的
62.3%以上（煤电占比58%以上），我国以煤为主
的能源结构中燃煤发电仍将是电力发展的主力。
火力发电技术发展现状与展望
结
语
2.发电行业发展将呈现三个特点
（1）清洁能源的比重不断提升。
（2）火电机组中以百万机组为代表的大型高效机组
的比重不断增大。
（3）特高压、超高压、远距离输电极大改变了我国
的电力产业格局。
火力发电技术发展现状与展望
结
语
2.发电行业发展将呈现三个特点
（1）清洁能源的比重不断提升。近年来，我国
清洁能源装机规模持续增长，2012年我国共消纳清洁
能源电量10662亿千瓦时，同比增长28.5%，占全部上
网电量的21.4%，中国清洁能源装机比重从2002年的
21%提高到29%，装机规模已跃居世界第一位。
火力发电技术发展现状与展望
结
语
2.发电行业发展将呈现三个特点
（2）火电机组中以百万机组为代表的大型高效机组的比重不断增大。
大机组的比例持续提升，火电产业向大容量、高参数、超超临界燃煤发电
技术的方向快速发展。截至2012年底，全国100万千瓦超超临界火电机组
达到55台。近几年的电力发展进程中，电力装备技术的创新成为最耀眼
的风景。
火力发电技术发展现状与展望
结
语
2.发电行业发展将呈现三个特点
（3）特高压、超高压、远距离输电极大改变了我国的
电力产业格局。长距离、高效输电在优化配置资源方面的
优势，推动电力行业向着大煤电基地、大水电基地、大核
电基地、大型可再生能源基地、特高压电网为主要内容的
“四大一特”的电力产业格局发展。
火力发电技术发展现状与展望
结
语
3.火电产业面临严峻挑战
虽然从2012年下半年以来，电煤价格出现缓和，火电产业的经营
形势有所好转。但从长期来看，火电产业依然面临着严峻的挑战。
（1）环保的压力越来越大，成为火电产业发展面临的首要挑战。
（2）资源与市场的矛盾，为火电产业发展带来挑战。首先是我国
能源资源与能源需求呈逆向分布格局。
（3）环保与市场的矛盾，对火电产业的科学发展提出新的要求。
火力发电技术发展现状与展望
结
语
4.火力发电朝四个方向发展
为了适应经济社会发展需要，火力发电朝如下方向发
展：
（1）效率更高；
（2）更加清洁；
（3）可靠性更高；
（4）过程智能化。
火力发电技术发展现状与展望
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