干叉:现代美国的一个典范。金莎线上平台煤电

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干叉站开始商业运作作为一个大片较旧的,效率较低的美国金莎线上平台在环境法规泛滥之际,煤炭厂打算退休。有远见的设计,这种典型的现代美国煤发电机排放的污染物很少,金莎线上平台不排水,再利用其煤灰-现在,金莎线上平台它准备展示碳捕获,利用,以及隔离。

下次有人描述美国时。金莎线上平台煤炭发电是一种污染源,消耗资源的能源,礼貌地把注意力转向干叉站,位于吉列以北7英里的一座420兆瓦的单体工厂,怀俄明由消费者拥有的盆地电力合作社(92.9%)和批发电力供应商怀俄明市电力局(7.1%)拥有。

自2011年进入商业运营以来,这家工厂配备了一系列先进技术,旨在遵守最严格的环境规则,并悄悄地改善其性能。今天,全职员工只有83人,这家电站是全国最有效和最便宜的电力供应商之一。

虽然干叉是由低硫粉状河谷(PRB)次烟煤作为燃料,金莎线上平台源自干叉矿,经过一英里外的输送系统,它的主要污染物排放量远远低于联邦和州的要求。它耗水少,是零液体排放设施。主要由于对环境保护和社区伙伴关系的承诺,它也是致力于碳捕获的综合测试中心(ITC)的所在地,利用,以及隔离(CCUS)技术。

从一开始,开发商寻求基本上,从环境角度出发,组织建造了最清洁的燃煤电厂,金莎线上平台“丹尼斯·索芬森,干叉工厂工程师,告诉功率.在很大程度上,这无疑是成功的。“我们买了PRB,具有高容量因素,实际上,没有人知道你在经营一家工厂,因为我们的烟囱里什么也没出来,“他说。

干叉获胜属性

从发展到商业经营

这个耗资13.5亿美元的发电厂是2002年由俾斯麦研究计划建造的,总部设在北达科他州的盆地电力公司(Basin Electric)到2011年将需要更多的发电量,以便在9个州中至少部分地区为其141人的农村电力系统供电。该项目于2004年12月正式宣布,但它没有获得监管许可,包括工业选址许可证和空气许可证,直到2007年10月。建筑工时累计超过600万(高峰期,劳动力超过1人,300人)没有一次失误事件。盆地电力公司指出,业内平均为这一规模较大的建筑工程约有39起金莎线上开户失误事故。

为干叉厂经理汤姆·斯塔克普,这也许是这个工厂最重要的成就。经营干叉的人是干叉最值得尊敬的一面,他告诉功率,并且工厂继续有良好的安全记录。”正如建筑工程开始的时候,每天从安全讨论开始所以我们要确保我们的家人每天回到家,和他们来上班的条件一样,“Stalcup说。

该植物的许多其他值得注意的特性都植根于它的设计,该公司与工程顾问Sargent&Lundy一起,使用获奖的三维PLADES模型,仔细审查了Basin Electric。以及设想技术集成和建筑问题,该小组考虑了未来的成本和可靠性问题。例如,将工厂设在怀俄明州西部燃油公司(Basin Electric是其成员)旗下非营利性合作公司的矿口,消除了燃油运输成本。仅此一项,其回报就相当可观。“连续六年,干叉一直是美国燃料成本最低的煤电厂,金莎线上平台“Stalcup说。

操作和维护工厂,同样,是设计的关键部分。“开发工厂设计的团队有很多操作和维护经验,因为我们希望确保[工厂]能够被维护而不会产生巨大的意外成本,“斯塔克普指出。

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前瞻优势

因为该项目是在管理层推动下开发的,以控制蒸汽产生设施的空气和废气排放,工厂设计师——与许多美国相比,他们有着更广泛的有效技术可供选择。金莎线上平台几十年前建造的煤炭设施试图确保这些设施始终符合要求。

好处是显著的。干叉的空气允许限度SO0.07lb/MMBtu和NO的排放X排放量达到0.05磅/MMBtu(均为12个月的滚动平均数)。干叉每季度进行相对精度测试审核,根据需要,从2011年到2013年,以及从那以后的年度测试。与允许限度相比,结果总是很低。Thorfinnson报告说汞的排放量减少了90%,可过滤颗粒物已经低到0.00lb/MMBtu。“让.Fork与众不同的是,它一开始投入了大量的精力,而不是作为一种改进。生产这样清洁的操作设施是符合设计的,“他说。

盆地电气公司与三菱公司签订了汽轮机和蒸汽循环的合同,以及Babcock和Wilcox用于辐射鼓式锅炉(适用于低硫PRB次烟煤)和煤炭装卸。金莎线上平台Babcock和Wilcox也提供了选择性催化还原(SCR)NO。X移除系统,与那家公司的AireJet一起X燃烧器和过火空气。

然后设计师们又向前走了一步,选择可用的最佳干法洗涤技术,以成本有效地解决多污染物控制。他们最终解决了半干式喷雾干燥器吸收和循环流化床洗涤(CFBS)系统由Graf Wulff设计。主要优点是,与湿法烟气脱硫系统相比,该系统消耗的水少达30%,脱硫率达98%。废物也可以用于附近的露天煤矿的垃圾填埋场,金莎线上平台显著降低成本。Stalcup由于之前有CFBS技术的经验,他被带到干叉团队,还注意到,当时,怀俄明州是推动零启动或关闭排除,“意思是100%的时间遵守。CFBS系统允许这样做,他说。为了迎合干叉的420兆瓦尺寸,设计和安装的CFBS是当时世界上最大的CFBS。

干叉也成为第一个安装活性炭注入(ACI)除汞的盆地电力煤电厂。金莎线上平台然而,根据索芬森的说法,在整个操作过程中,工厂经营者有点蹒跚发现使用ACI和改性硅酸盐的组合大大减少了烟气中汞的含量,而不是单独使用。“不是每小时只喂140磅的活性炭,我们可以喂10磅改性硅酸盐和10磅活性炭,并保持遵守,“他说。“它大大降低了除汞的成本。因为卤化ACI的成本几乎是改性硅酸盐的三倍。

在干叉的另一个值得注意的”“第一”就是它成为第一个美国。安装Magaldi干法除灰系统的项目。当金斯敦发生灾难性的煤灰泄漏时,项目正在进行中,金莎线上平台田纳西2008年12月,Stalcup解释道。“从合作的角度来看,这是有意义的,不知道未来关于湿式系统的规则是什么,消除风险。”“

最后,干叉是北美最大的风冷冷冷凝器。开发商决定安装最先进的冷凝器,包括一个大型散热器和45250马力的变频驱动电机,因为它不需要坐得离水域很近。仍然,干叉最终修改了冷凝器风墙在怀俄明州寒冷的冬天,提高工作效率。“每分钟发电几千加仑,大大减少了我们的用水量。“索芬森说。

对碳捕获研究的贡献

以远见的利益武装,设计者还留下了16英亩的工厂背面空地,为今后的污染控制扩展。2014,金莎线上平台盛产煤炭的怀俄明州通过措施推进碳捕获和储存计划,以减少排放,并确保煤炭具有经济可行的碳解决方案。正如Stalcup回忆的,该州有三台煤金莎线上平台炭发电机,包括盆地电力公司,他们被邀请提供关于在哪里最好地建立怀俄明综合测试中心(ITC)的信息,一个设施,将允许研究人员测试CCUS技术使用20兆瓦洗涤煤基烟气。金莎线上平台“我认为选择.Fork的一个原因是我们有基础设施和空间,“他说。

图1-ITC断头台减振器-干叉发电厂
1。为煤炭的未来做准备。金莎线上平台这张图片显示了一个断头台阻尼器正安装在干叉的管道刚刚上游的堆叠。这项改造将允许研究人员使用工厂部分经洗涤的烟道气来测试碳捕获技术。礼貌:盆地电力合作社

一旦它于2015年宣布,国贸中心迅速取得进展。“2016,我们的一个主要故障是,正时配合机组的烟气是完美的,“Stalcup说。到2018年7月,国贸中心已全面建成,正在等待正式开幕。由州政府出资1500万美元,来自三州发电和传输协会的500万美元,以及来自全国农村电力合作社协会的100万美元,该中心设有六个试验舱(单独供应干叉烟气),设计用于适应不同规模和电力需求的项目(图1)。目前,五名决赛选手-来自印度,中国苏格兰,加拿大美国为NRG COSIA Carbon XPRIZE准备在该设施测试他们的技术。

预计这些项目将捕获干叉烟气中12.5%的二氧化碳的全部或部分,并将其转化为肥料等产品,鱼食以及建筑材料。川崎重工将承担第六个槽测试其固体吸附剂捕获技术。

对于Stalcup,这些努力是有希望的。“未来几年,看到这些有远见的人能做些什么将会很有趣。有希望地,这将是节省煤炭作为可行的发电来源-因为金莎线上平台我认为干叉是一个很好的例子,你可以做什么,如果你做对了,你有正确的团队一起评估你的风险,“他说。ω

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