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灰场扬尘治理和光伏发电开发的综合
摘 要通过马头热电分公司灰场扬尘治理和光伏发电项目开发研究,对公司储灰场土地进行综合利用开发及环境保护治理,项目的实施可以改善当地生态环境、优化能源结构、实现节能减排,而且对国内相关火电厂灰场扬尘治理和土地利用开发类型项目起到示范作用.
AbstractThrough the research and analysis on dust treatment in the ash yard and development of photovoltaic power generation project ofMatou thermal power plant , the comprehensive utilization development and environmental protection treatment of the ash storage farm land ofthe company are carried out.The implementation of the project can improve the local ecological environment, optimize the energy structure andachieve energy sing and emission reduction.It also plays an exemplary role in the project of dust treatment in the ash yard and land usedevelopment of relateddomestic thermal powerplant.
关键词扬尘治理；光伏发电;火电厂
Keywordsdust treatment；photovoltaicpowergeneration;thermal powerplant
【中图分类号】F062.4 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）05-0146-02
1 研究背景及意义
1.1 研究背景
火力发电厂中的粉煤灰是将入厂煤磨细成粉状,用预热空气喷入炉膛燃烧后产生高温烟气经除尘装置收集后而得到的.随着排灰量的不断增长,储灰场在长期运行中一定程度地出现了污染环境的问题,严重影响储灰场周边的生态环境.
光伏电站具有可无人值守、工程建设时间可控、规模设计灵活、可就地使用等优点.利用储灰场等未开发利用土地建设光伏发电项目可以节约土地资源,构建灰场扬尘治理新模式.
受国家政策调整影响,目前地面集中式光伏电站补贴逐年下调、土地资源审批越发严格,光伏土地审批难的问题已经成为制约光伏项目规模化开发的主要因素.通过电站优化设计、采用国内先进的光伏发电技术、应用高效的系统组件实现灰场土地资源的最大化利用.[1]
1.2 研究灰场扬尘治理和光伏发电的重要意义
淤解决灰场环境污染难题,改善当地扬尘污染现状.我国火力发电厂的储灰场土地性质多属于工业用地,由国家划拨使用,大量储灰用地严重占用国家土地资源.受灰场所在的地理环境以及灰场管理方式不够科学影响,灰场环境管理常年处于弱化状态.于响应国家可再生能源发展政策,开发光伏发电,增加非化石能源消费比重,减少污染物排放.盂降低环保治理成本,提升公司经营效益.在灰场建设光伏发电项目符合国家和集团公司发展要求,有利于促进公司多元化发展,改善公司单一依靠火力发电的盈利模式,同时能够降低灰场管理运行成本,增加发电收益.[2]
2 灰场扬尘治理和光伏发电项目开发现状分析
2.1 马电公司灰场现状
马电公司灰场位于邯郸市南部约15 公里处,地处古漳河故道上,是在平地上四面围坝而成,属于平地型灰场.始建于1976 年,到1997 年由南到北共分三期建设,灰场总占地面积6435 亩,灰场地势整体呈西南高、东北低态势.因灰场面积较大且灰场内部有大面积沼泽和池塘,积水不能够根据季节的变化及时调整灰场内积水面积,给坝体和周围环境带来安全隐患,虽然公司投入大量资金和人力物力对灰场开展环境治理,但是治理效果不明显.马电公司自2016 年11 月起对灰场光伏项目开展初步可行性研究调查,就灰场土地性质、污染影响评价、利用现状进行摸底调查,确认光伏发电项目建设条件,就光伏发电工程任务和规模、总体方案设计和发电量计算、工程设计概算进行了初步研究.
2.2 国内灰场扬尘治理现状
我国现有灰场治理扬尘的主要方法有：灰面覆水或覆土、灰场喷淋、道路洒水等.对运行灰场采取洒水的办法,对库容已满的废弃灰场则采用覆土后种植植被或农作物.由于粉煤灰的保水性差,在干燥天气中水分难以保持,要控制灰场不扬尘需进行不断洒水作业.上述几种方法劳动强度大,效率低,不是解决问题的根本办法.
3 灰场扬尘治理和光伏发电开发的研究内容和具体方案
3.1 马电公司灰场区域太阳能资源情况
马电公司灰场场址及附近无辐射气象站,根据相关电力咨询公司专业软件测算, 灰场光伏项目场址处年总辐射4885.6MJ/m2,根据《太阳能资源评估方法》（QX/T 89-2008）中的分级评估方法,灰场项目场址太阳能资源丰富程度属芋类区,即资源丰富（3780耀5040MJ/m2·a）,全年太阳辐射平均直射比约为0.4,能保证项目有较高的发电收益,具有较好的开发前景.3.2 马电公司灰场扬尘治理情况
马电公司4 台在运机组2015 年全部完成燃煤机组超低排放改造,现有7、8 号机组采用水冲灰方式排入公司储灰场.
灰场目前面临的主要问题是灰场扬尘对周围大气和土壤环境带来污染的问题.尽管公司采取多种措施提高粉煤灰综合利用程度,增加干灰销售量,降低湿灰排放量,但由于灰场内存灰较多,污染问题仍比较严重.公司设立环保督查领导小组后,对于灰场扬尘治理逐年重视,2015 年开始投入大量资金,对灰场内环境开始全面治理,并出台了一系列针对性措施,对三期和四期灰场实施系统化管理,经过连续不断的资金持续投入,灰场扬尘治理初见成效.
3.3 马电公司灰场扬尘治理和光伏发电开发的具体实施方案
灰场扬尘治理采取的主要技术手段是固结剂法,对仍在运行中的灰场采取固结剂喷洒法.即在四期灰场表面喷洒固结剂,使表层粉煤灰固结,防止粉尘飞扬；对库容已满的二期、三期灰场则采用复合固结层法.采取这样的方法一方面能够防止灰面的粉尘飞扬,另一方面能将灰场中的粉煤灰长期安全地封存起来.利用灰场中的灰加适量无机型固结剂,在灰场表面被平整、压实后,在其上先做一层厚约15~25cm 的碾压结基层.然后再在碾压固结基层上做一层厚约5cm 的浇灌固结面层,这样可以长期确保灰场不扬尘,在经这样处理的灰场表面上架设光伏组件支架,即光伏发电,这样可以有效地防止其上层的水土流失,同时减小覆土层厚度.
灰场光伏发电项目规划装机容量50MW, 全部采用280Wp 单晶硅光伏组件.通过优选采用分块发电、集中并网方案.采用固定式光伏阵列运行方式,设计组件倾角采用31毅倾角,能够满足灰尘及雨雪滑落要求,同时考虑螺旋桩结构对支架稳定性的影响及倾斜支架的角度范围.项目由46 个1.09648MW 光伏子方阵组成.光伏发电方阵组件采用PERC电池技术,转换效率达到18%以上.
光伏电站内光伏阵列布置方式为竖向平坡式,需对逆变器室及其室外箱变区、管理区地面进行适当整平,以利于施工和管理.光伏组件支架采用纵向横梁结构、横向排布,螺旋桩支架方案.光伏组件支架沿结构单元长度方向上设置横向支架的间距为4m,每个结构单元内设置6 道横向支架.一个光伏组串由22 个光伏组件串联而成,一个光伏子方阵由178 路光伏组串并联而成.1MW 光伏子方阵由光伏组串、组串逆变设备、交流汇流箱及专用升压变压器构成.以35kV 电压等级出线两回接入当地电网.根据总装机容量、倾斜面辐照量、系统效率以及光伏组件标称效率衰减等计算出光伏电站建成后,25 年的年平均发电量为5552.3 万千瓦时,年等效利用小时数1100h,25 年总发电量为13.9 亿千瓦时.在满足年平均发电量5552.3 万千瓦时,经营期前三年含税电价为1.05 元/kWh,中间17 年含税电价为0.85 元/kWh,后5 年含税电价为0.3644 元/kWh 的条件下（财务计算指标按2016 年有关标准计算）,通过对项目的清偿能力、盈利能力、财务生存能力的分析,本工程年发电利润大于800 万.
4 结论和建议
淤火电厂灰场扬尘问题是我国火电行业长期以来一直普遍存在且比较严重的一项历史遗留问题.扬尘污染的治理是关系到生态环境的改善以及当地人民群众身体健康的大事,只有采用合理有效的扬尘治理手段并谋划建设有一定经济效益的建设项目才能调动火电企业治理扬尘的积极性,这样火电厂贮灰场的扬尘问题才有可能得到根本解决.灰场光伏发电项目可以对国内火电企业灰场综合利用起到较好的示范作用,对以后我国相当多的火电厂灰场综合治理推广有积极作用.灰场采用固结剂喷洒法覆盖以后在表面浇灌固结面层,防止灰尘飞扬,能够显著降低灰场附近扬尘污染影响.于灰场扬尘治理和光伏发电开发项目符合国家环保政策和可再生能源发展战略,利用灰场土地开发光伏发电项目能够显著降低灰场附近扬尘污染影响,提高土地资源综合利用效率,增加企业经济效益,实现企业多元化发展,在带动当地产业提升、促进经济发展和环境保护方面产生良好效益.【参考文献】
【1】纪爱华.光伏发电系统设计及技术应用[M].北京：人民邮电出版社,2005.
【2】谷裕.大型火电厂灰场的扬尘治理[J].粉煤灰综合利用,2009（05）：11-16.
光伏发电论文范文结:
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1、发电技术期刊
2、热力发电期刊