火力发电厂循环经济的研究与应用

韩文华

（国网能源开发有限公司重庆发电厂，重庆 400053）

火力发电厂循环经济的研究与应用

韩文华

（国网能源开发有限公司重庆发电厂，重庆 400053）

论述了循环经济的起源、涵义、特征以及其对社会、企业的影响，并以大港发电厂在实现循环经济方面的探索和实践为例，阐述了实现循环经济的重要性、可行性以及为企业带来的巨大经济效益和社会效益。

火力发电厂;循环经济;综合利用;节能减排

自18世纪工业革命兴起，特别是上个世纪以来，伴随着人口急剧增加和开发利用自然资源手段的进步，造成了严重的资源短缺和生态环境破坏，也给人类社会带来了巨大的生存危机。为此，人类不得不对自身的发展历程和对环境所造成的影响进行重新审视，并积极寻求一种新的发展模式和途径——循环经济。1992年6月联合国环境与发展大会通过的《里约环境与发展宣言》和《二十一世纪议程》，正式提出走可持续发展之路［1］。自此以后，世界许多国家开始重视和关注可持续发展问题。特别以德国和日本为代表的发达国家，为实现可持续发展提出了“循环经济”的发展模式，并通过立法的形式予以保障实施。目前，发展循环经济已成为世界许多国家实施可持续发展的重要途径。

我国资源禀赋较差，虽然总量较大，但人均占有量少。国内资源供给不足，重要资源对外依存度不断上升。一些主要矿产资源的开采难度越来越大，开采成本增加，供给形势相当严峻。煤、电、油、运价格的持续增长就充分表明了这一点，也再次给我们敲响了警钟。1994年，我国政府制定了《中国21世纪议程》，把经济、社会、资源和环境视为密不可分的整体，提出了可持续发展的战略和行动措施。2009年1月1日，《循环经济促进法》开始施行，从法律层面保证了循环经济的有效实施，鼓励走循环经济的发展道路。

1 循环经济理论概述

1.1 循环经济的产生

第二次世界大战结束后，各国着重恢复国民经济，大力发展社会生产力。而各国经济的快速复苏主要依赖于资源的大规模消耗，加之当时“资源——产品——污染排放”的单向型经济运行模式，造成了污染日趋严重，生态环境日益恶化，循环经济思想萌芽随之产生。1962年美国生物学家R·卡逊发表了《寂静的春天》，用触目惊心的案例，生动地描述了化肥、农药、杀虫剂的大量使用对生物造成的极大伤害，以致在许多地方再也听不到蛙鸣鸟叫的春之声交响曲，春天变成死一样的寂静，敲响了世界环境危机的警钟，引起了世界极大的反响［2］。美国经济学家肯尼思·鲍尔丁提出的“宇宙飞船理论”可以作为循环经济理论的早期代表，他认为:“地球就像在太空中飞行的宇宙飞船，要靠不断消耗自身有限的资源而生存，如果不合理开发资源，就会破坏人类自身的生存环境，就会像宇宙飞船那样走向毁灭”［3］。因此，宇宙飞船经济要求一种新的发展观:第一，必须改变过去那种“增长型”经济为“储备型”经济;第二，要改变传统的“消耗型”经济，而代之以“休养生息”的经济;第三，实行“福利量”的经济，摒弃只着重“生产量”的经济;第四，建立既不会使资源枯竭，又不会造成环境污染和生态破坏、能循环使用各种物资的“循环式”经济，以替代过去的“单程式”经济。

1.2 循环经济的涵义

循环经济（cyclic economy）即物质闭环流动型经济，是指在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗线性增长的经济，转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。它按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重构经济系统，使经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中，建立起一种新的形态经济。它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动，组成一个“资源——产品——再生资源”的反馈式流程［4］;通过资源高效和循环利用，实现污染的低排放甚至零排放，保护环境，实现社会、经济与环境的可持续发展。

1.3 循环经济的基本特征

传统经济是“资源—产品—污染排放”的单向直线过程，创造的财富越多，消耗的资源和产生的废弃物就越多，对环境资源的负面影响也就越大。循环经济则以尽可能小的资源消耗和环境成本，获得尽可能大的经济和社会效益，从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐，促进资源永续利用。

因此，循环经济是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统经济模式的根本变革。其基本特征包括:在资源开采环节，要大力提高资源综合开发和回收利用率;在资源消耗环节，要大力提高资源利用效率;在废弃物产生环节，要大力开展资源综合利用;在再生资源产生环节，要大力回收和循环利用各种废旧资源;在社会消费环节，要大力提倡绿色消费。

2 火力发电厂发展循环经济的重要意义

当前，我国正处于高速发展时期，国民经济的快速增长带来了对电力的庞大需求。我国电力结构中，用煤发电占总装机容量的70%以上，而在煤炭产量中，又有超过60%的煤是用来发电。因此，火力发电厂既是提供这一高速发展能源支撑的主力军，但同时又是一次能源、资源消耗大户和外环境污染大户。煤、油、气、水等资源的消耗，硫、氮、硝氧化物和粉尘的排放等等，所有这些对社会经济的发展和社会环境都产生了重大影响。

随着电力体制改革的不断深入、电力市场化进程的加快、社会可持续发展和建设环境友好型社会的要求，火力发电厂面临着多重压力:节能减排、降本增效、实现社会效益和经济效益的双提高。发展循环经济是目前实现火力发电厂可持续发展的重要途径。运用循环经济理念，提高能源的利用效率，对电力生产废弃物进行回收再利用，使资源得到充分利用。这样一方面减少对煤炭的需求，降低了企业的发电成本，另外一方面也减轻了对环境的污染。

由此可见，在燃煤发电企业中也有很大的空间可以开展循环经济实践。况且，企业是资源消耗、资源再利用和资源再生化的运行主体，循环经济的实现离不开企业的主导作用。因此，为了减轻经济增长对资源供给的压力，必须大力发展循环经济，实现资源的高效利用和循环利用，促进经济的健康、环保和可持续发展。以下以大港发电厂发展循环经济的探索和实践为例来加以阐述。

3 大港发电厂发展循环经济的探索和实践

天津大港发电厂初建于20世纪70年代中期，现有总装机容量1314（328.5×4）兆瓦，是京津唐电网主力调峰电厂之一。进入21世纪以来，大港发电厂以技术创新、管理创新带动企业发展。先后实施了发电机组脱硫改造、粉煤灰综合利用、污水处理等技术改造项目，履行了对社会的环保责任。大力开发海水淡化技术，兴建了大型海水淡化设施并开发了民用产品，带动了周边经济发展。

3.1 海水淡化技术应用

大港发电厂是多年开展海水综合利用的国内著名企业之一，全厂四台机组冷却用水全部采用海水，并引进美国ESCO（环境系统公司）两套大型进口多级闪蒸海水淡化装置（MSF），每套日产淡水3000吨，在我国海水淡化技术利用方面起到了重要示范作用。

多级闪蒸海水淡化装置共有39个闪蒸级，其中热放出段蒸发器有3级，热回收段蒸发器有36级，分成四个大容器。热回收段有三个大容器，每个容器有12级，热放出段一个大容器分3级。每小时每套产淡水125吨，产品水最大含盐量为3mg/L，脱盐率为99.9%;蒸汽耗量为夏季0.176Mpa蒸汽13.092吨/小时，冬季0.161Mpa的蒸汽12.156吨/小时，造水比约为1:10。

多级闪蒸海水淡化装置由于其产品水为蒸馏水，相当于河水经一级除盐装置处理后的水，只需再经过混床处理即可满足亚临界以上机组对锅炉补给水的水质要求。目前每天提供锅炉用水1100～1500吨左右，大大降低了企业用水成本和地下水的开采，保护了生态环境。

3.2 淡化海水的深加工利用

海水淡化后成为工业级淡水，然后再进一步深加工，制成食品级饮用水、食品加工用水或医用蒸馏水。其水处理方法因其水的来源纯度较高、杂质较少、菌落含量低，较其他水处理方式简单，成本低。

主要水处理工艺流程为:淡化海水经反渗透设备进一步提纯后，进行紫外线物理杀菌，在经过活性碳除味即可进入罐装流程。每年仅此一项可获得销售收入近千万元。

3.3 中水回用

大港电厂作为一流发电企业，且又地处北方沿海缺水城市，珍惜身边的每一滴水资源就显得格外重要。通过废水综合利用工程，大港电厂既可以大大减少厂区废水排放量，又可以节省大量的淡水资源，在获得显著社会效益的同时，也有明显的经济效益。

该厂污水处理系统能力达到150t/h，处理深度达到生活杂用水的标准，每年可节约淡水约120万t/a。其中，每年中水回用代替锅炉炉底密封用水100m3/h，可减少排污费89.54万元;代替地下水用于煤场喷淋20m3/h，可减少排污费及取水费32.82万元;代替地下水用于生活杂用水30m3/h，可减少排污费及取水费49.24万元。总计年节省取水、排污费用171.60万元，且随着地下水取水费和排污费的逐年增加，其经济效益将更加明显。

3.4 粉煤灰综合利用

粉煤灰是原煤通过处理后进入锅炉燃烧后产生的物质，它是一种固体废弃物，又是一种可开发利用的资源，通过合理开发，可作为建材工业和农业等的基础材料。大港发电厂每年排放粉煤灰几十万吨，如果不加以充分利用，将使资源严重浪费，并增加严重的环境污染。为此，企业投产建设了三条先进的粉煤灰分选生产线、两条年产25万吨的水泥生产线、二条年产20万吨的矿粉及脱硫石粉生产线和年产30万立方米的粉煤灰加气块砖生产线，积极进行粉煤灰的综合利用。

粉煤灰分选生产线可对大港发电厂4台机组产生的粉煤灰进行分选加工，能够达到年产70万吨优质粉煤灰的生产能力，年产值大约在2000万元左右，销售于天津市各大混凝土商砼公司，用于天津部分项目工程建设。

水泥粉磨站的两条水泥生产线具有实现年产50万吨优质水泥的能力，其产品具有凝结时间延缓，早期强度较低，后期强度增长快，干缩性小，水化热偏低，耐硫酸盐性好，泌水性降低等特性。可用于民用与工业建筑，特别是水利工程和大体积混凝土工程，也可用于预制混凝土构件等。企业通过两条水泥生产线，每年可以消耗粉煤灰3万吨、炉渣2万吨、脱硫石膏2万吨，年产值近1.2亿元，切实达到了“变废为宝”的目的。

矿渣、脱硫石粉生产线具有实现年产20万吨优质矿粉或脱硫石粉的能力。该条生产线可灵活调节，在生产石灰石粉满足脱硫系统使用的前提下，也可利用磨机的富裕产量或空闲时间切换生产矿渣粉、磨细粉煤灰，年产值达0.8亿元。

3.5 脱硫石膏利用

2005年随着大港发电厂一期改造的投产，配套脱硫系统也正式投入运行。采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，设计脱硫效率大于95%。为了保证脱硫石膏的再利用，大港发电厂积极与周边企业合作，利用脱硫石膏生产建筑用石膏板。同时，内部利用脱硫石膏，作为生产水泥用添加石膏，年利用脱硫石膏5万吨。

3.6 循环海水养殖

发电厂循环冷却海水水温高、水质好，特别是秋、冬、春三季，由于水温明显高于自然海水，非常有利于反季节养殖和提前时间养殖。利用循环海水养殖海虾，生长速度快、成活率高，收获期比自然海水养殖提前20天左右，经济效益显著。

4 结语

循环经济由于其经济效益和社会效益的突出显现，特别是对企业、对社会长远可持续发展的重要作用，越来越被人们所重视。大力发展循环经济，构建资源节约型、环境友好型社会，既是我国和世界未来发展的大方向的，也是促进社会健康发展的必由之路。

火力发电厂是能源的输出主力，同时也是能源、资源的消耗大户。发展火力发电厂的循环经济，其直接经济效益和社会效益巨大。随着科学技术突飞猛进的发展，循环经济模式和相关技术的不断改进和提高，火力发电厂实现高层次、高技术、高效益的循环经济运营发展模式，已具备了理论和实践的基础，已在火电厂及其他企业中得到广泛的推广，并取得了显著效益。发展循环经济势在必行，这是社会、企业的共同要求，是人类文明发展的必由之路。

［1］ 钱易，唐孝炎.环境保护与可持续发展［M］.北京:高等教育出版社，2000:132-139.

［2］ ［美］蕾切尔·卡逊.寂静的春天［M］.吕瑞兰，李长生，译.长春:吉林人民出版社，1997.

［3］ Kennis Bardin，Cutler and Robert Kaufmann.Energy and Resource Quality:The Ecology of the Economic Process［M］.New York:John Wiley＆ Sons，1968.

［4］ 段宁.清洁生产、生态业和循环经济［J］.环境科学研究，2001，（6）:1-4.

The Research and Application of Cyclic Economy of the Thermal Power Plant

HAN Wen-hua
（Chongqing Power Plant of State Grid Energy Development Co，.Ltd.，Chongqing 400053，China）

This essay discusses about the origin，connotation and features of cyclic economy as well as its influence on the society and enterprises.Taking the exploration and practice of it in Dagang Power Plant for example，this essay also elaborates its importance and feasibility together with the enormous economic and social benefits it brings to enterprises.

thermal power plant;cyclic economy;comprehensive utilization;energy conservation and emission reduction

X77

B

1008-8032（2012）03-0055-03

2012-05-17

韩文华（1963－），工程师，国网能源开发有限公司重庆发电厂厂长，研究方向:经济管理。