近年来， 以迅猛态势席卷全国的雾霾让广大民众“谈霾色变”。“消除雾霾，重塑蓝天”已成为民生改善的当务之急。

  雾霾是雾和霾的组合词。雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。城市雾霾主要来自于火电厂、炼钢、化工制造和有色金属冶炼企业的排放，机动车尾气、烧煤供暖所产生的废气以及建筑施工工地和道路交互与通行产生的扬尘等。在2012年全世界燃烧的70万亿t标准煤中，中国就烧了36万亿t，占了51%，排放出的废气可想而知。

  强力治霾，减煤、脱硝、除尘及控车成为关键词，大气污染防治成为热议话题，也成为各级政府和相关制造企业环保工作的重中之重。

  2014年9月12日，国家发改委、环境保护部和国家能源局联合发布《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020年) 》， 在行动目标中规定：“全国新建燃煤发电机组平均供电标准煤耗低于300g/kWh;100万千瓦级湿冷、空冷机组设计供电煤耗分别不高于282g/kWh、299g/kWh，60万千瓦级湿冷、空冷机组分别不高于285g/kWh、302g/kWh。”这是政府对燃煤发电机组具体的刚性指标。

  该行动计划列举了燃煤电厂34项节能减排的技术，其中最主要的2项是提高蒸汽参数和二次再热技术。

  (1)提高蒸汽参数。可以说，一部燃煤发电发展的历史就是逐步的提升蒸汽参数的历史。通常的燃煤电厂是通过产生高温度高压力的水蒸气来推动汽轮机发电。

  在374.15℃、22.115MPa压力下，水蒸气的密度会增大到与液态水一样，这个条件便是水的“临界参数”，比这还高的参数便叫作“ 超临界” ， 如将温度上升到600℃，压力到25～28MPa，蒸汽就进入“超超临界”状态。从表1可见，随着进汽参数的慢慢地提高，机组功率也相应增大。同时蒸汽的温度和压力越高，发电效率就越高。一般来说，超临界机组的热效率比亚临界机组高2%～3%，超超临界机组的热效率比超临界机组又要高约4%。

  热效率提高的直接效果就是煤耗的降低。上海外高桥第三电厂的百万超超临界机组2010年的供电煤耗降至279.39g/kWh，变成全球上首个冲破煤耗280g/kWh整数关口的机组。据测试，如果每度电节省1g煤，该厂全年2台机组就能省下近1.2万t标准煤。这在某种程度上预示着，与全国平均能耗(335g)相比，外高桥第三电厂2010年节煤达到了67万t左右，折合人民币约6.7亿元;同时可减排二氧化碳48万t、二氧化硫0.36万t和烟尘2.85万t，达到了整体节能减排。

  (2)采用二次再热技术。在常规一次再热的基础上，汽轮机排汽二次进入锅炉进行再热。汽轮机增加超高压缸(VHP)，超高压缸排汽为经过锅炉一次再热器加热后进入高压缸(HP)，高压缸排汽经过锅炉二次再热器加热后进入中压缸(IP)，这就是世界上最新的二次再热技术(见图1、图2)。

  2015年9月25日，世界首台百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电机组在江苏泰州电厂正式投入运营。2016年6月，山东莱芜电厂6号机百万超超临界二次再热机组完成各项性能考核试验，在机组发电效率、发电煤耗等指标均刷新了世界纪录(见表2)，机组各项环保指标全面优于国家超低排放限额，变成全球上效率最高、能耗最低、指标最优且环保最好的燃煤机组。

  截止2014年末，全国发电装机容量达13.601 9kW，居世界第一。我国大陆总人口13亿人，我国人均发电装机已经历史性达到1kW。其中，煤电8.3kW，占61%，仍占非常大的优势地位。因此，中国的电站设备制造业并不满足上述指标， 仍在不停地改进革新，一直在优化机组参数。目前，先进的700℃超超临界发电技术已正在紧锣密鼓地研发中，使燃煤机组朝着大容量、高参数、排放少、煤耗低的发展趋势阔步前进。

  天然气是产生于油气田的一种无色无臭的可燃气体。其主要组分是甲烷(CH4)，大约占80%～99%，因此燃烧充分。天然气作为一种清洁能源，既可减少煤和石油的用量，又能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，因而大大改善环境污染问题。

  燃气发电机组由于效率高、排放少、可调峰的优点，建造燃气发电机组将成为中国中东部大型城市发电的主导机组，特别是北京、上海等特大型城市今后基本不上燃煤发电机组，改上燃气发电机组，如北京西三环的郑常庄、东部的京桥和高安屯、西五环的西北热电、北六环的未来城以及西北部的上庄燃机电厂;上海除石洞口3 台F级燃机外，临港电厂上了4 台F级燃机(见图3)，接下来，闵行、奉贤及崇明等燃机电厂也在规划中。

  燃气发电机组的工作原理：压气机压缩后的高压空气和燃料在燃烧室内燃烧，将化学能转变成热能，高温度高压力燃气带动燃气透平旋转，从而带动发电机，将机械能转化为电能(见图4)。

  由于它以空气为工作介质而不是水蒸气，从而省去了锅炉、冷凝器、给水处理等设备, 目前燃气轮机装置单循环效率已达到了40%。

  燃气-蒸汽联合循环是废热回收的一种有效措施。燃机的排气温度为500～600℃，直接废气排空将造成巨大的能源浪费，单机热效率只有36%～40%。采用联合循环，利用余热加热蒸汽，再驱动汽轮机作功，可充分提高机组的整体热效率(见图5)，最新产品热效率可达60%。

  燃气轮机根据透平进气温度和压比分为E级、F级和H级(见表3)，机组效率和功率也随之增加。世界上最先进的H级燃气轮机的联合循环效率可达60%，功率可达570MW。

  此外， 燃气发电机组还具有单位投资少(500～600美元/kW)，调峰性能好、启停快捷，占地少(约为燃煤电厂的30%～40%)，耗水量少(约为燃煤电厂的1/3)，建厂周期短(石洞口15个月建成3台机组)，自动化程度高等特点。

  截至到2013年年底，我国天然气发电装机达4 309万kW，仅占总装机容量的3.45%;发电量达1 143kWh，仅占总发电量的2.19%。与发达国家相比，我国天然气发电装机比重仍非常低。据了解美国、日本和欧盟的燃气机组已分别占到全部装机的23.28%、27.42%、23.47%。到2020年，我国天然气发电装机规模将达1亿kW，而即便如此，也仅占总装机容量的4.71%。任重而道远，还需我们继续努力!

  核电厂用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在“反应堆”内发生裂变而产生大量热能，再用冷却剂( 水或气体) 将热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来(见图6)，并通过电网送到四面八方。

  核电是一种清洁低碳能源，燃料成本低，二氧化碳零排放，经济性好，持续供应能力强，代表着能源优质化方向。目前世界上已有30多个国家或地区建有核电站。根据国际原子能机构(IAEA)统计，截至2013年12月，共有436台核电机组在运行，总装机容量约3.7亿kW。核电站主要分布在北美的美国、加拿大;欧洲的法国、英国、俄罗斯、德国和东亚的日本、韩国等一些工业化国家。核电约占全球总发电量的15%，其中法国高达74.8%，韩国为30.4%，美国为19%。

  中国大陆核电发展主要经历了核电起步、适度发展、积极发展和安全高效发展阶段。20世纪70年代初，我国大陆核电开始起步。1984年第一座自主设计和建造的核电站--浙江秦山核电站破土动工，至1991年12月15日成功并网(见图7)。2000年召开的党的十五届五中全会提出了“适度发展核电”的方针。我国相继建成了秦山二期核电站、广东岭澳一期核电站、秦山三期核电站等，使我国核电设计、建造、运行和管理上的水准得到了很大提高，为我国核电加快发展奠定了良好的基础。进入新世纪，中国核电迈入批量化、规模化的快速发展阶段。2010年10月，党的十七届五中全会确定我国“在确保安全的基础上高效发展核电”的方针。我国核电也由此进入了安全高效、稳步发展的新阶段。

  截止至2015年6月底，中国投入商业运行的核电机组共25台，总装机容量为2 357万kW，占总装机容量的1.73%。2011年日本福岛核事故的阴影正在淡去，我国在2015年正式重启沿海核电项目审批，在建核电机组达到了26台，在全球各核电国中，核电机组在建数量位居第一。根据中国的核电发展目标，到2020年，中国的核电装机容量将从当前的2 357万kW增加到5 800万kW。

  我国当前建设的核电站除秦山第三核电站采用重水堆外，其余核电站均采用压水堆。压水堆由(核)蒸汽供应系统(核岛或一回路) 和汽轮发电机系统(常规岛或二回路)组成(见图8)，结构紧密相连，经济性好，安全性也好，在蒸汽发生器中产生的推动汽轮机转动的蒸汽不带放射性。安全壳高约60m，内部直径约40m，厚约1m。而日本福岛第一、第二核电站共10台机组均为沸水堆，安全性差，其蒸汽带有放射性。

  从核电安全标准上，国务院讨论并通过《核电安全规划》和《核电中长期发展规划》要求，“按照全球最高安全要求新建核电项目。新建核电机组一定要符合三代安全标准。”我国具有自主知识产权的三代核电技术目前一号和CAP1400。其中中核和中广核合作开发的“ 华龙一号”将落地福清和防城港二期。

  “华龙一号”成熟性、安全性和经济性可满足三代核电技术方面的要求，设计技术、设备制造和运行维护技术等领域的核心技术具有自主知识产权，是目前国内可以自主出口的核电机型。

  自2014年以来，中国核电加快“出海”脚步。国家能源局原局长张国宝曾这样形容：“出口一个核电站，相当于出口100万辆桑塔纳轿车。”中国的核电出口正成为继高铁之后的又一大名图6 秦山核电站一期发电纪念极限明信片片。中国核电主管部门与核电企业先后与法国、阿根廷、意大利及西班牙等国签署了合作文件，特别是巴基斯坦卡拉奇核电项目2号、3号机组和英国布拉德韦尔核电站将使用“华龙一号”技术，这在某种程度上预示着“华龙一号”将正式走出国门。

  按照国务院《能源发展的策略行动计划(2014-2020年)》要求，加快发展可再次生产的能源。到2020年，非化石能源占一次能源消费比重达到15%。其中力争常规水电装机达到3.5亿kW左右;风电装机达到2亿kW，风电与煤电上网电价相当;太阳能光伏装机达到1亿kW左右，光伏发电与电网销售电价相当;地热能利用规模达到5 000万t标准煤。同时要提高可再次生产的能源利用水平，加强电源与电网统筹规划，科学安排调峰、调频、储能配套能力，切实解决弃风、弃水及弃光问题。

  环境保护部于7月17日向媒体发布了2016年上半年全国空气和地表水环境质量状况，338个地级及以上城市空气质量总体呈改善趋势，重点区域大气颗粒物浓度持续下降，78个城市空气质量达标，同比提高6.5个百分点;平均优良天数比例为76.7%，同比提高4.0个百分点。可以说，城市空气质量总体呈改善趋势与电站设备制造业近几年研发的高效、低耗和环保的现代化电站设备密不可分。我们要为祖国的天更蓝，水更清，空气更清新而继续加倍努力。

  民用煤燃烧排放是造成重污染天气的重要原因之一。北方采暖区域的民用煤使用量大面广、煤质超标现象普遍，导致民用煤燃烧的污染物排放量大。

  相关部门的分析根据结果得出，民用煤燃烧排放是造成重污染天气的重要原因之一。 东方IC 资料

  《民用煤燃烧污染综合治理技术指南(试行)》提出了“民用煤污染治理应以环境空气质量改善为核心，采取因地制宜、综合治理、多措并举、分步推进的步骤实施”的治理总体思路，还为各地提供了全面、适用的民用煤燃烧污染治理工具包，包含了更多、更有效的民用煤治理政策和技术选项。

  优质煤替换是当前经济社会环境下的过渡性措施，长远来看，需要逐步用电能、天然气和太阳能等清洁能源替代民用煤。

  再过几天，我国北方地区将全方面进入采暖季，燃煤的污染排放致霾又会成为一个重要的环保话题。日前，环保部出台《民用煤燃烧污染综合治理技术指南(试行)》，旨在为各地开展民用煤燃烧污染治理，以及冬季污染防治提供总体思路、技术方法和政策建议，加强民用煤燃烧污染治理有了“路线图”。

  很多人对去年入冬以来京津冀及周边地区连续出现的多次重污染天气还记忆犹新。究其原因，除受极端不利气象条件影响外，冬季大气污染防治措施力度不够、针对性不强是重要原因。有关部门的分析根据结果得出，民用煤燃烧排放是造成重污染天气的重要原因之一。

  就此，环保部科技司有关负责人分析，京津冀等北方采暖区域的民用煤使用量大面广，而且煤质超标现象普遍，导致民用煤燃烧的污染物排放量大。“燃烧同样一吨煤，民用炉具排放的大气污染物可能是拥有高效大气污染控制措施的燃煤锅炉的数倍甚至十几倍。”

  以北京为例，2014年北京市电力行业煤炭消耗量为714万吨，SO2、NOX、PM10和PM2.5排放量分别为0.8万吨、1.8万吨、0.4万吨和0.3万吨，脱硫效率为85%至93%，脱硝效率为60%至86%，除尘效率达98%以上。民用燃煤量328万吨，SO2、NOX、PM10和PM2.5排放量分别为2.8万吨、0.7万吨、1.9万吨和0.9万吨，民用燃煤集中在采暖季，采暖季民用燃煤的SO2、NOX、PM10、PM2.5日排放强度是电力行业的7倍、1.2倍、8倍和5倍左右。

  记者了解到，近年来伴随对民用煤燃烧造成的空气质量影响认识加深，各地相继采取了一些控制措施。北京开展了城区“煤改电”工作，启动“减煤换煤、清洁空气”行动，实施优质型煤“供应、配送、质量监督”等配套措施，重点治理城乡接合部地区外来人口和小散工商企业用煤;在天津，实现民用煤洁净化全替代，修订了《工业和民用煤质量》煤质区域标准，在生产、配送、存储环节严厉打击劣质燃煤，划定高污染燃料禁燃区，加大对农村无烟型煤和先进民用炉具的补贴投入，推进清洁能源替代。

  山西省太原市推进民用洁净焦炭应用，构建民用洁净焦炭质量指标框架，通过燃煤置换措施等方法减少居民燃煤污染物排放;甘肃省兰州市通过地方立法治理散煤燃烧，对居民生活散煤采取地方立法、市场整合、流程管控，制定城区民用无烟块煤和城区民用型煤区域标准，出台《兰州市煤炭经营使用监督管理条例》，鼓励使用清洁能源。

  该负责人表示，尽管上述种种努力也取得了一定成效，但由于经济、技术、认识、人力等方面的差异，管理办法千差万别，其科学性、适用性、针对性还要进一步加强。

  “治理民用煤燃烧污染是一项系统工程。除了管理外，还包括煤炭、炉具、房屋、集中供暖、清洁能源(电、气、太阳能等)、经济承受力等因素。”这位负责人强调。

  根据《民用煤燃烧污染综合治理技术指南(试行)》，其在依据目前的大气污染形势以及我们国家社会发展的现状基础上，提出了“民用煤污染治理应以环境空气质量改善为核心，采取因地制宜、综合治理、多措并举、分步推进的步骤实施”的治理总体思路。提出了摸清底数、因材施治的民用煤污染治理技术路线。

  结合近年来的新认识、新技术、新资源，《指南》还为各地提供了全面、适用的民用煤燃烧污染治理工具包。这一工具包提供了更多、更有效的民用煤治理政策和技术选项。主要技术措施包括：在最大限度地考虑地区经济条件、自然资源、电网、电价(峰谷电价)、燃气管网等现实的基础上，选择电采暖、燃气采暖、太阳能采暖、沼气采暖、生物质成型燃料采暖以及组合采暖方式(如太阳能+电、太阳能+燃气、太阳能+沼气等)等组合采暖技术替代原有燃煤取暖方式;对劣质民用散煤实施优质煤替换，保证低挥发分、低灰、低硫的优质煤炭和洁净型煤的供应，积极地推进洁净煤加工技术的发展，建立并完善民用煤供应体系;推广符合国家或区域标准的节能环保型燃煤采暖炉具，规范炉具的安装和使用，鼓励采暖和炊事功能分开，鼓励居民燃用与炉灶配套的优质煤炭和洁净型煤;和鼓励在城乡接合部、城中村和居住比较集中的村镇发展集中供热，大力推动农村建筑节能改造及节能新民居建设，提高室内舒适性等。

  此外，主要政策措施包括：加快民用煤品质衡量准则、民用炉具产品质量标准以及民用煤燃烧排放测试和监测方法标准等相关文件的制定和完善;利用互联网、遥感等新技术，建立民用煤生产、经营、使用全过程质量监控体系;完善民用煤供求及煤质信息共享机制;建立网格化管理制度等。

  “优质煤替换是当前经济社会环境下的过渡性措施，长远来看，需要逐步用电能、天然气和太阳能等清洁能源替代民用煤。”环保部科技司有关负责人说。

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