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磯子火力发电厂考察和对中国能源技术价值之探讨 (2010)
- 1. 磯子火力 厂考察发电 和 中国能源技 价 之探对 术 值 讨 共同企業開発研究所 Joint Enterprise Development InstitutionJoint Enterprise Development Institution 代表 余 輝
- 2. 主要内容 磯子火力 厂考察发电1 中国能源 略的思考对 战2 源 与中国电 开发3 于共同企 研究所关 业开发4
- 3. 磯子火力 厂概要发电 • 位于横浜市磯子区，是日本 源 株式会社电 开发 (J-Power)建造运作的日本首都圈唯一 的煤炭火力 厂。发电 1967年以53万kw 力 出 ，与横 市 日本最早的公电 输 开业 滨 缔结 害防止 定。协 • 1996 始至开 2002年，2009年两台 机先后就地更新，先 力 出发电 总电 输 120万kw， 提供着横 力需要的滨电 40％。 效率达发电 43％（新2号机）， 煤炭火 的世界最为 电 高水平。 • 磯子火力 厂占地发电 仅12公 ，故于日本首先采用了塔型 炉和干式排烟脱硫，脱顷 锅 硝 ，其 煤 克洛弗利夫室内型，狭小的占地面 内 藏量竟达设备 储 场为 积 储 10万吨（日 消费5000吨）。煤炭按燃 特性分烧 4 藏，使用 粉碎混合，以提高燃 效率。种储 时 烧 • 磯子火力 厂各 机的 炉主蒸汽 力发电 发电 锅 压 25MPa，主蒸汽温度600℃的超超 界临 压(USC)蒸汽条件，再 蒸汽温度达新热 1号机的610℃和新2号机的620℃（ 世界为现 最高水平），其核心技 包括耐高温材料和高效率蒸汽 机。其中新术 轮 1号机 西为 门 子制造，新2号机 日立制造，用的是高 含量的耐 不 。两 炉高为 铬 热 锈钢 锅 约100米 （新2号机因建筑高度限制20米半埋入地下），炉内温度达1300℃。（ 研究现 开发 中的先 超超 界进 临 压(A-USC)主蒸汽温度若能达到700－720℃， 效率 能达到发电 则 48％）
- 4. 磯子火力 厂的 境 性能发电 环 设备 • 脱硫 程 将过 为 SOx用活性炭吸收，并以 硫酸回收利用。浓 SOx从旧机 的组 60ppm改 到新进 1号机的20ppm，新2号机的13ppm。除硫率达到95％，97.8%。 • 脱硝方法 以氨 触媒将为 为 NOx分解 氮气和水。其除硝率高达新为 1号机的87.5%， 新2号机的91.9%。 • 集 气集 ，集 率达尘为电 尘 尘 99.9%以上（煤 以混凝土原料，化肥等形式全部再利尘 用）。 用水由 合排水 理装置 化排水。蒸汽冷却用海水的取放水温度差被发电 综 处 净 控制在7℃以内。 • 合以上所有指 除了 效率（因此二氧化碳 排放量）磯子火力 厂的 境综 标 发电 总 发电 环 水准足以与液化天然气 相匹 。发电 敌 • 新机 建 用组总 设费 2500 日元，其中 保建 用亿 环 设费 600 日元。日常运行成本中亿 50％ 煤炭成本（澳洲 口），为 进 25％ 管理 用。为 维护费
- 5. 磯子火力 厂全布局发电 煤储 场 新2号机 汽 机轮 机发电 新1号机 排烟 脱硫 装置 新2号机 炉锅 烟囱(200m) 新1号机 炉锅 运煤船 新1号机 汽 机轮 机发电 新1号机 脱硫 附属 装置 （硫酸 制造）
- 6. 磯子火力 厂全布局（ 个角度）发电 换 到 第一印象：场 没有煤烟，没有噪音，没 有异味，也 因其天许 蓝 色的建筑，与其 接的邻 京 力的天然气东 电 发电 厂相比，磯子根本就看 不出是个火力 厂，发电 是个 煤的！别说 烧 （另外，整个 厂的建发电 筑 模和占地面 可以规 积 从照片上汽 的大小大车 致估 ）计 新2号机 脱硫 附属 装置 （硫酸 制造） 新2号机 排烟 脱硫 装置 新2号机 集尘 装置 煤储 场 合综 排水 理处 装置 新2号机 汽 机轮 机发电 新2号机 炉锅 新1号机 炉锅 新1号机 汽 机轮 机发电 煤尘 存储 传输 装置
- 7. 新1号机蒸汽 机， 机轮 发电 组 从右到左，高 汽 机，中 汽 机，低 汽 机（ ）， 机（黄）。首先主蒸汽压 轮 压 轮 压 轮 蓝 发电 高 汽 机中 出 力的驱动 压 轮 输 总电 30％，然后蒸汽被再加 并通 中 汽 机，低 汽热 过 压 轮 压 轮 机分 出 力的别发 总电 40％，30％。
- 8. 新2号机蒸汽 机， 机轮 发电 组 排列方式同新1号机，前方黄色的是 机。发电 右 两机 的截面 。图为 组 图
- 9. 汽 机， 炉材料轮 锅 /排烟脱硝装置 左上 新图为 1号机低 汽 机叶片，材料压 轮 为 16CrNiCuNb 材。钢 左下 新图为 1号机 炉 器管材料 本。锅 过热 标 右上 与 炉上方排气管相 接的排烟脱硝装图为 锅 连 置。
- 11. 控制中心 左（1号机）： 量 出发电 输 602.0 MW， 主蒸汽温度600.2 ℃ ， 水器真空复 - 97.54KPa，取放水口温度差6.4 ℃ 到控制中心之 上午时为 10点半左右， 正 供应 值 高峰 。一切都 安静的控制室所电 时间 为这简洁 制。
- 12. 俯瞰1号机除 装置，尘 2号机 炉塔锅
- 13. 俯瞰排烟脱硫系统 磯子 厂发电 是日本首次采用干式脱硫系 的 厂。以往的用石灰碱性溶液和统 发电 硫酸 气反 脱硫的湿式方法需要大亚 废 应 占地面 的石灰石－石膏 理 地，并积 处 场 有棘手的 水 。废 问题 左 排烟脱硫装置，右下 硫酸制图为 图为 造装置。1，2号机 各配一套。组
- 15. 达国家火 硫，氮氧化物排放比发 电 较 ( 源 株式会社 料电 开发 资 )
- 16. 煤炭火 效率国 比电发电 际 较 ( 源 株式会社 料电 开发 资 )
- 17. 各国 力能源构成比发电总电 较 ( 源 株式会社 料电 开发 资 )
- 18. 中国能源的现实 2030年以后，中国能源的大部分来源将仍然是煤炭 中国煤炭需求被 在预测 2004－2015年以年率4％，2015－2030年以年率2％ 增，致递 2030年 相 其他能源比率下降但 量仍然倍增虽 对 总 2030年煤炭占能源 量比率被 仍将 持于总 预测 维 60％以上，其他所有能源的可 增 速预测 长 度 不足以推翻煤炭在能源 量所占的一极独大的地位远 总 核能的 状和未来前景现 任重道 ： 状核 站运行中远 现 电 仅12座， 量 占发电 仅 1.23%，至2030年 划建计 设36座？ 大 ？！跃进 235座 划中！计 源如何解决？技 能力跟得上 ？财 术 吗 投 ：初始建造和 炉 理资问题 废 处 核燃料的供 ： 价暴 ！中国不是 大国。核燃料再生技 的可能性和 状应 铀 涨 产铀 术 现 安全性的 ：三里 ，切 利的 。忧虑 岛 尔诺贝 记忆 新核反 堆技 的可能性：应 术 HTGR，高速增殖堆，4S，CANDLE，TWR 水力 已到上限：发电 20％ 中国水 源的破坏已到极限资 大型水力工程的 境后果有待 史考环 历 验 太阳能， 能等新能源的 展，普及条件风 发 太阳能， 能的安定供 和 模局限性： 展迅猛的 能 占 量的风 应问题 规 发 风 仅 总发电 0.58% 普及条件：能源用 的分散化， 能化＋蓄 池技户 节 电 术
- 19. 能源安全： 代国家的生命现 线 从石油 到天然气问题 问题 90年代的脱煤炭 使中国成 世界 石油大尝试 为 级 口国进 ...煤炭需求量依然暴涨 年年气荒和不堪一 的中国天然气供 安全击 应 海外能源的地 政治缘 风险 中 石油？非洲石油？从印度洋， 六甲，到东 马 中国沿海，中国本土的航运安全如何保障？ 中 石油，天然气？亚 21世 巴 干纪 尔 源弱国的 命运：中国没有能力，也没有资 飘摇 意志影响干预 源 国和国 源寡 的 ：我 除了逆资 强 际资 头 讹诈 们 来 受 能做什 ？顺 还 么 海 和“西 ”权问题 线论 “丘吉 思 ”不符合国情：中国不 有海洋尔 维 拥 中 ：是 的地 ？亚 谁 盘 中国 力能源必 立足本土，因此非核电 须 矿 物燃料能源的 余地只剩下煤炭和 岩选择 页 气 大型水 施的 安全 ： 身空电设 战时 问题 隐 军+恐怖主 代义时
- 20. 岩气：期待与页 现实 天然气的可能性和 有现 问题 天然气 境性能的期待（右 ）：但是 冷静，天然对 环 图 请 气是少碳，不是无碳 2006年底 量的总发电 1.7％，火力 的发电 2.2％，预测 2020年达到 量的总发电 5％。 展太慢发 有 展瓶 ：常 气田的 量现 发 颈 规 储 (38万 立方米）和 采亿 开 量(<1000万立方米)，气网等运 能力限制， 存能力，输 储 口来源的地 政治和价格因素，国 气价的油价进 缘 际 连动 价格等成本障碍：煤炭的3-4倍 岩气：新的能源革命？！页 100万 立方米？！足以支撑中国亿 150-200年？！ ：中国地 的 性， 采技 的 累， 采现实问题 质 复杂 开 术 积 开 数据的 累，大量 井的 境破坏，水气 裂法经验 积 转 环 压 对 水 源的消耗和 染可能性。前景 未明朗资 污 远 注意：天然气主成分甲 的温室化效果是二氧化碳的烷 21 倍！大量 采的泄漏防止 必 被 上重 起来！！开 问题 须 马 视 “春 ”有多 ？自然条件 ，技 ，能源 略晓 远 问题 术问题 战 问 ， 源管理 ， 境管理 ， 体制题 资 问题 环 问题 开发 问题 再“清 ”的燃料，在中国人口和 有人均能源利用洁 现 效率下仍不是地球和人 生存所能 持的。类 维 中国决 不能因 岩气的 高期待而否定怠慢在 能高对页 过 节 效， 境治理和非 物燃料能源上的努力！环 矿 中国的 能源 不是一个取舍 ，而是一个平衡问题 问题 问题
- 21. 地球 境： 况愈下，十万火急！环 每 甲烷 亜硝酸 1万年前 5千年前 2005年 (IPCC、第４次報告書、2007) CO2 過去100年0.74℃上昇 （20世紀100年0.6℃） 過去100年17cm上昇 （最近10年3.1cm） 過去100年約200万 km2減少 気温推移 海面水位 冰雪面积 1850年 2005年
- 22. 磯子火力 厂 中国的启示发电 对 • 日本 力行 也曾有 “脱煤 油，脱油 气”的波折，而磯子火力 厂是 源电 业 过 趋 趋 发电 电 开 株式会社在日本 力行 唯一数十年 持煤炭火 提高效率，降 减排的成果发 电 业 坚 电 污 结 晶 • 磯子火力 厂 明了煤炭火 通 技 投入 与天然气匹 的降 减排的可行发电 证 电 过 术 实现 敌 污 性 • 从技 上，除了磯子 本身的高效率（因此低排放，若中国火 都能达术细节 发电设备 电 到其水平就能 年实现每 8 吨的碳减排），而且其干式脱硫技 ，高性能的脱硝，亿 术 除 ，排水治理， 物利用等都是 高 染，水 源，土地 源全面 的中国之尘 废 对 污 资 资 紧张 及 雨， 足 境治理部分等的部分引 ， 需求也大有价时 对满 环 进 开发 值 • 另外据了解，磯子的高效率和 境成就之 不 是 的 投 ， 包括深厚环 实现 仅 单纯 设备 资 还 的运作 和 合性的管理，技 技巧，是一个系 工程（中国国内近年来在煤炭经验 综 术 统 火 及其 境治理工程上也引 或 了不少与磯子性能相差不大的先 ，但电 环 进 开发 进设备 由于重硬件 件（包括 ，制度和管理）的 向所造成的缺少系 运作的轻软 组织 倾 统 经验 和技巧，其 性能往往不能得到充分 ，或即使 也只能 持设计 发挥 发挥 维 1年多。） • 日本煤炭火 只占日本国内 量的 三分之一，磯子的技 在日本国内的市电 发电总 约 术 场 是比 有限的。但是中国的市 容量和 迫感 完全不同，磯子的技 在中国有还 较 场 紧 则 术 巨大的 展天地和需求发 • 中国已没有 核能， 岩气和非 物能源逐 取代煤炭再等待几十年的余为 页 矿 步 地， 了中国 不威 人民生存 境的持 增 ，中国只有 上为 经济实现 胁 环 续 长 马 动员 起来在煤炭火 上努力 大幅度的降 减排。在煤炭火 上的技 投入是电 实现 污 电 术 中国能源 略不可回避的一大基本 。磯子的技 是中国有待充战 现实课题 术应该 分 利用的无上的宝藏！开发
- 23. 于 展与 源 商 合作的可能性关 发 电 开发 务 与中国已有 期的交流 史，如与 能大 厂的 期合作交流长 历 华 连电 长 2000年 山西天石火 参与 划，对 电 规 2007年 江水力参与建 ，对汉 设 2008年成立中国 地法人，现 2008年 江西新昌火 （中国首个外 企 划的超超 界火 厂）参对 电 资 业规 临 电 与 划，规 2009年 山西格盟国 能源有限公司 本参加。对 际 资 至今在中国的活 以个案 多，尚无 期性， 略性的伙伴 系或共同事 （如动 为 长 战 关 业 电 源 美国 地法人与美国开发 现 John Hancock成立的合 公司资 J-Power USA Generation, LP） 在中国国内和国 力市 上与 源 的可能合作 目：际电 场 电 开发 项 煤炭火力 厂的新建，更新改造，并可包括合作运作。中国超 界以上发电 临 机 仍然只占火 装机量的很小一部分，更新 代来路方组 电总 换 长 力行 的其他 源 技 能力 所及 目如水 ， 力 等电 业 电 开发 术 经验 项 电 风 发电 所有 力相 的 源 技 能力 所及的 境治理 目，如干式脱电 关 电 开发 术 经验 环 项 硫，脱硝，水 染治理，粉 治理， 境治理 断， 能 断污 尘 环 诊 节 诊 极 拓 源 技 能力 所及的非 力行 的煤炭降 减排和有积 开 电 开发 术 经验 电 业 污 关 境治理，如 行 等环 钢铁 业 与 源 成 略伙伴，在第三国 极投 力工程和施工 目， 拓电 开发结 战 积 标电 项 开 广 的世界市阔 场
- 24. 于 展与 源 研 合作的可能性关 发 电 开发 发 中国来 是更重要的一 ，我 的最 目的是：这对 说 步 们 终 消化引 技 ， 自主国 化进 术 实现 产 在下一代技 的 运用上争取机会赶上 有世界 豪水平术 开发 现 强 在煤炭火 技 上，磯子的下一代候 技 其 已 世，如整体煤气化 合循电 术 补 术 实 经问 联 环发电(IGCC)和煤 气化燃料 池 合电 复 发电(IGFC)， 既意味着新的高度和挑 ，又意味着中国赶超磯子 有水平的机会这 战 现 （而且如下一 所示与澳洲相反，中国本土煤炭更适合气化燃 的含量很大）。 源 在煤炭火页 烧 电 开发 电 域一直在挑 世界最高水平，是日本下一代煤炭火 技 目领 战 电 术开发项 EAGLE(coal Energy Application for Gas, Liquid and Electricity)的主要参加者之一，与 源 的 合研究 将 中国 来宝 的电 开发 联 开发 给 带 贵 参与和知 共享的机会识 史已反 明，能源技 是一个国家整个工 技 ，整个工 文明 展的最大原 力。在推历 复证 术 业 术 业 发 动 动发 技 的国 化努力将不 能源相 工 ，而且 整个中国工 技 ，科技 展水平和社电设备 术 产 仅带动 关 业 带动 业 术 发 会物 文明水平 新的全面 ，将中国工 技 ，交通技 ，国防技 等一切 域推上一个全新质 实现 飞跃 业 术 术 术 领 的高度。 在派生技 上，中国 首先致力于同 大量使用煤炭燃料的 工 。中国是 在世界最大的术 应该 样 钢铁 业 现 钢铁 消 国家， 工 的大幅度降 减排将是 中国 境 化 和的重要 献。费 钢铁 业 污 对 环 恶 缓 贡 最 在火 域中国 致力重 高 技 的成功，即通 技 引 和自立 相 合一国内市 消化终 电领 应 现 铁 术 过 术 进 开发 结 场 合引 技 和自主 能力，造就 的 ，声誉和 争力。然后以之全面 国 市 ，使中统 进 术 开发 坚实 经验 竞 进击 际 场 国成 世界公 的能源工 大国 国屹立于世界市 。而 源 有可能成 中国 一目 的为 认 业 强 场 电 开发则 为 实现这 标 不可多得的向导
- 25. 下一代煤炭火 技 ：电 术 IGCC
- 26. 于共同企 研究所关 业开发 (JEDI) JEDI的事 模式业 JEDI事 的土壤是信息，我 收集 注一切 ，社会和技 信息，搜索 出可能的业 们 关 经济 术 过滤 新事 机会业 在 新机会后，发现 JEDI致力于 找 合志同道合的事 伙伴，并 共同事 提供信息技寻 联 业 为 业 平台术 JEDI 共同事 的成功提供各 服 并从中收益为 业 种 务 JEDI的 点强 合敏 ，跨越 言，文化，行 界限的信息收集能力和分析判断力综 锐 语 业 功底深厚的大 模信息技 和系 能力规 术经验 统开发 跨越中，英，日三国 言的信息理解和沟通交流能力语 主 ，重 当面沟通。现场 义 视 JEDI不喜 坐 公室欢 办 JEDI能 您提供的帮助为 信息收集和分析，市 ，承包各 分析研究 目场调查 种 项 事 ， 目 提案， 目 与沟通，翻 写作，事 共同运作（包括 期共同运业 项 设计 项 协调 译 业 长 作） 信息系 服 （包括 和平台运作，主要在云 算平台）统 务 开发 计 系联 JEDI：jedi.development@gmail.com