由于威斯康星州政府的環(huán)保法規(guī)非常嚴格，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動場的形象格格不入，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We Energies公司正在準備建立新的Elm Road發(fā)電站、并且將其作為密爾沃基南部地區(qū)現(xiàn)有的Oak Creek發(fā)電聯(lián)合集團的一部分，因此上述狀況將隨之改變。在此值得一提的是，Elm Road發(fā)電站項目并非一個常規(guī)的工業(yè)項目。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)實踐中，并且由此成為環(huán)保技術(shù)的展覽館。兩套單元機組、總共1,230 MW的發(fā)電功率，使用了當今美國最為全面、先進的污染控制技術(shù)，同時結(jié)合了超臨界鍋爐技術(shù)。在此之前，上述技術(shù)中沒有一項已被大家認為是成熟的，然而今天這些技術(shù)都已經(jīng)被應用到實踐當中，并且保證了非常高的主要污染物的去除水平。第一套單元機組的建設(shè)進度安排在2009年完工，第二套單元機組將推后一年完工。 超臨界鍋爐技術(shù)
Elm Road發(fā)電站將以超臨界鍋爐技術(shù)為設(shè)計基礎(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)亞臨界鍋爐運行在2,400 psi的壓力參數(shù)下不同，這些超臨界鍋爐將運行在3,500 psi的壓力參數(shù)下.當然，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，超臨界鍋爐可以獲得更高的熱效率。Emerson Process Management公司的電力&水行業(yè)整體解決方案分部電力市場經(jīng)理Joyce Dasch先生說，“亞臨界鍋爐的運行效率，根據(jù)鍋爐年限及設(shè)計水平的不同，大概操作在30-38%左右，而超臨界鍋爐的運行效率將增長到42-48%左右。”僅此一項就可以超出補償設(shè)備及維修的額外成本，同時還可以減少每生產(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氣及燃煤鍋爐在美洲的安裝，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荷，同時比那些組合循環(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。
圖：新的Elm Road 發(fā)電站將成為更加壯大的Oak Creek 發(fā)電聯(lián)合集團的一部分，該公司所有的發(fā)電廠都從Michigan湖中抽取冷卻水以供給冷凝器。
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)。Elm Road發(fā)電站用一種性能異常優(yōu)良的、綜合型環(huán)保設(shè)備，使得每項環(huán)保指標都達標：
■ SOx －在排入大氣產(chǎn)生酸雨之前，于濕燃氣直接脫硫洗滌塔內(nèi)，已經(jīng)用石灰石漿料與含硫混合物進行中和反應，以將其去除。
■ NOx－通過選擇性的、與注入氨水的催化還原反應(SCR)，催化床可將有害混合物分解成氮氣及水蒸汽，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Elm Road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。
We Energies公司的公關(guān)部經(jīng)理Barry McNulty先生說，“我們這座正在施工的電廠真正獨一無二的地方在于：它是迄今為止、美國第一座在一套鍋爐里同時應用了SCR催化還原反應、袋濾捕塵室，F(xiàn)GD濕燃氣直接脫硫，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，真正獨一無二的特點在ESP濕法靜電吸塵。” 運行控制
We Energies公司在與EPC(工程設(shè)計、采購、施工)總承包商－Bechtel公司合作時，將Elm Road發(fā)電站項目當作一個沒有任何現(xiàn)有遺留設(shè)備的全新工廠來對待，就相當于在一張白紙上為該項目的控制系統(tǒng)繪制最美的藍圖。Emerson Process Management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)⒐S操作在一個比較平穩(wěn)的水平之上。在裝備了超臨界鍋爐以后，對運行操作而言，就變得復雜得多，而且必須依靠能夠從多個測量點獲得實時的溫度信號。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)備的實時狀況。當所有以上措施再與智能化的報警及控制系統(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。”
當我們運行一套像Elm Road項目那樣復雜的控制污染的環(huán)保系統(tǒng)時，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，來將操作及維修預算維持在最小范圍。Emerson公司的性能提升優(yōu)化專家Tom Snowdon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房間之中。 展望未來
Elm Road發(fā)電項目一旦投產(chǎn)運行，就將成為帶基本電力負荷的電廠，而不是調(diào)峰電廠。這就意味著該廠每年至少運行7,400小時以上，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劃的停車檢修，以及一次由非預期設(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。
Emerson Process Management公司的電力&水行業(yè)整體解決方案分部的總經(jīng)理BobYeager說，“我們的先進控制技術(shù)有助于管理好超臨界發(fā)電機組的發(fā)電過程，而這一過程對于Elm Road公司成為本區(qū)域能源的清潔、高效供應商是至關(guān)重要的。我們非常自豪能夠參與這一項目，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。” |
