由于美國威斯康星州政府的環(huán)保法規(guī)非常嚴(yán)格，因此在該州新建設(shè)一座燃煤電廠并非易事。燃煤電廠高聳的煙囪以及由此產(chǎn)生的酸雨，與威斯康星州原有的由森林、湖泊以及狩獵場組成的戶外運(yùn)動(dòng)場的形象格格不入，所有，一直以來威斯康星州總是作為電力凈輸入州也就不足為奇了。

然而現(xiàn)在WeEnergies公司正在準(zhǔn)備建立新的ElmRoad發(fā)電站、并且將其作為密爾沃基南部地區(qū)現(xiàn)有的OakCreek發(fā)電聯(lián)合集團(tuán)的一部分，因此上述狀況將隨之改變。在此值得一提的是，ElmRoad發(fā)電站項(xiàng)目并非一個(gè)常規(guī)的工業(yè)項(xiàng)目。該發(fā)電站將使用一種史無前例的綜合技術(shù)來提高發(fā)電效率及減少污染排放，從而真正將清潔煤技術(shù)投入到生產(chǎn)實(shí)踐中，并且由此成為環(huán)保技術(shù)的展覽館。兩套單元機(jī)組、總共1,230MW的發(fā)電功率，使用了當(dāng)今美國最為全面、先進(jìn)的污染控制技術(shù)，同時(shí)結(jié)合了超臨界鍋爐技術(shù)。在此之前，上述技術(shù)中沒有一項(xiàng)已被大家認(rèn)為是成熟的，然而今天這些技術(shù)都已經(jīng)被應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，并且保證了非常高的主要污染物的去除水平。第一套單元機(jī)組的建設(shè)進(jìn)度安排在2009年完工，第二套單元機(jī)組將推后一年完工。

超臨界鍋爐技術(shù)

ElmRoad發(fā)電站將以超臨界鍋爐技術(shù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，加入日益增長的大量的美國發(fā)電廠的行列。與大多數(shù)亞臨界鍋爐運(yùn)行在2,400psi的壓力參數(shù)下不同，這些超臨界鍋爐將運(yùn)行在3,500psi的壓力參數(shù)下.當(dāng)然，如果要求鍋爐產(chǎn)生壓力更高的蒸汽，就需要配備耐壓等級更高的設(shè)備。不過，作為設(shè)備投資增長的回報(bào)，超臨界鍋爐可以獲得更高的熱效率。EmersonProcessManagement公司的電力&水行業(yè)整體解決方案分部電力市場經(jīng)理JoyceDasch先生說，“亞臨界鍋爐的運(yùn)行效率，根據(jù)鍋爐年限及設(shè)計(jì)水平的不同，大概操作在30-38%左右，而超臨界鍋爐的運(yùn)行效率將增長到42-48%左右。”僅此一項(xiàng)就可以超出補(bǔ)償設(shè)備及維修的額外成本，同時(shí)還可以減少每生產(chǎn)一單位KWh電能的燃料消耗量，從而減少各項(xiàng)污染排量。超臨界鍋爐的使用歷史已經(jīng)超過十年左右了，但是絕大多數(shù)的裝機(jī)容量都集中在歐洲及亞洲，按比例來說，只有很少的超臨界鍋爐用于美洲。然而，隨著大量的迅速增長的燃?xì)饧叭济哄仩t在美洲的安裝，這一狀況正在改變。與亞臨界鍋爐相比，超臨界鍋爐除了熱效率高以外，還可以更快地改變輸出負(fù)荷，同時(shí)比那些組合循環(huán)設(shè)備具備更寬的輸出調(diào)節(jié)范圍，因此，也就允許公用裝置能更容易地通過調(diào)節(jié)輸出來匹配鍋爐的需求。

空氣污染控制

對燃煤電廠而言，共有五種主要的空氣污染物需要控制在政府環(huán)保法規(guī)的限度內(nèi)。ElmRoad發(fā)電站用一種性能異常優(yōu)良的、綜合型環(huán)保設(shè)備，使得每項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)都達(dá)標(biāo)：

SOx-在排入大氣產(chǎn)生酸雨之前，于濕燃?xì)庵苯用摿蛳礈焖䞍?nèi)，已經(jīng)用石灰石漿料與含硫混合物進(jìn)行中和反應(yīng)，以將其去除。

NOx-通過選擇性的、與注入氨水的催化還原反應(yīng)(SCR)，催化床可將有害混合物分解成氮?dú)饧八羝�，從而使得NOx被中和。

灰份及其它顆粒-通過織物過濾器(袋濾捕塵室)及濕法靜電吸塵器來去除。通常情況下，只有其中一種方法被選用，然而在ElmRoad發(fā)電站，采取的卻是雙管齊下的除塵措施。

汞-在洗滌塔中進(jìn)行初步去除，可以降低90%以上的含量。

CO2-用通常方法是無法去除的，然而，由于超臨界鍋爐減少了總的燃料消耗量，因此也減輕了危害。

WeEnergies公司的公關(guān)部經(jīng)理BarryMcNulty先生說，“我們這座正在施工的電廠真正獨(dú)一無二的地方在于：它是迄今為止、美國第一座在一套鍋爐里同時(shí)應(yīng)用了SCR催化還原反應(yīng)、袋濾捕塵室，F(xiàn)GD濕燃?xì)庵苯用摿�，以及ESP濕法靜電吸塵等眾多環(huán)保技術(shù)的電廠。從一座新建工廠的角度來看，真正獨(dú)一無二的特點(diǎn)在ESP濕法靜電吸塵。”

運(yùn)行控制

WeEnergies公司在與EPC(工程設(shè)計(jì)、采購、施工)總承包商-Bechtel公司合作時(shí)，將ElmRoad發(fā)電站項(xiàng)目當(dāng)作一個(gè)沒有任何現(xiàn)有遺留設(shè)備的全新工廠來對待，就相當(dāng)于在一張白紙上為該項(xiàng)目的控制系統(tǒng)繪制最美的藍(lán)圖。EmersonProcessManagement公司的PlantWeb數(shù)字化工廠架構(gòu)，再加上Ovation專家控制系統(tǒng)，有理由讓大家期待能夠?qū)⒐S操作在一個(gè)比較平穩(wěn)的水平之上。在裝備了超臨界鍋爐以后，對運(yùn)行操作而言，就變得復(fù)雜得多，而且必須依靠能夠從多個(gè)測量點(diǎn)獲得實(shí)時(shí)的溫度信號。Dasch先生說，“超臨界鍋爐的參數(shù)變化非常快，你必須密切地監(jiān)視現(xiàn)場溫度、壓力以及流量，必須清楚地知道設(shè)備的實(shí)時(shí)狀況。當(dāng)所有以上措施再與智能化的報(bào)警及控制系統(tǒng)結(jié)合以后，用戶就可以將超臨界鍋爐的優(yōu)勢發(fā)揮的淋漓盡致了。”

當(dāng)我們運(yùn)行一套像ElmRoad項(xiàng)目那樣復(fù)雜的控制污染的環(huán)保系統(tǒng)時(shí)，真正的挑戰(zhàn)在于如何通過最大限度的發(fā)揮控制系統(tǒng)的作用，來將操作及維修預(yù)算維持在最小范圍。Emerson公司的性能提升優(yōu)化專家TomSnowdon先生說，“PlantWeb系統(tǒng)能夠獲得最佳的投入產(chǎn)出效果，并且能夠非常方便的將所有控制污染設(shè)備的操作臺，由遍布全廠集中到一個(gè)房間之中。

展望未來

ElmRoad發(fā)電項(xiàng)目一旦投產(chǎn)運(yùn)行，就將成為帶基本電力負(fù)荷的電廠，而不是調(diào)峰電廠。這就意味著該廠每年至少運(yùn)行7,400小時(shí)以上，或保證85%或更高的可用率。換言之，該廠一年只允許兩次有計(jì)劃的停車檢修，以及一次由非預(yù)期設(shè)備故障引發(fā)的搶修。而且這一狀況還要在投產(chǎn)之后的40-45年內(nèi)持續(xù)下去。

EmersonProcessManagement公司的電力&水行業(yè)整體解決方案分部的總經(jīng)理BobYeager說，“我們的先進(jìn)控制技術(shù)有助于管理好超臨界發(fā)電機(jī)組的發(fā)電過程，而這一過程對于ElmRoad公司成為本區(qū)域能源的清潔、高效供應(yīng)商是至關(guān)重要的。我們非常自豪能夠參與這一項(xiàng)目，并為滿足未來幾年該地區(qū)日益增長的電力需求盡微薄之力。”

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