2021年 第43卷 第12期    刊出日期：2021-12-25

上一期   

节能与环保

全氟和多氟烷基物质对健康、生态的影响和处理技术展望

陈绍良, 成红燕, 陈北洋, 阿卜杜勒·加尼·瑞泽普, 黄津辉

2021, 43(12):  1-9.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.001

摘要 ( 311 )   HTML ( 15 )   PDF (1583KB) ( 399 )  

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全氟和多氟烷基物质（PFASs）因可赋予产品防油、防水、防污和防泥污、耐化学品性和耐高温性、降低表面摩擦、获得表面活性等特性,得到了广泛应用。研究表明,某些PFASs,如全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）,可持久地留存在人体中并对人体健康产生负面影响。通过收集整理多篇论文,归纳总结了PFASs的化学影响、作用和传递方式,介绍了PFASs的产生来源与基本性质、对人类健康与生态系统的影响,以及收集与处置措施。

微藻处理型废水及其特性研究进展

崔元捷, 张红兵, 何恒, 陈铁军, 郭帆

2021, 43(12):  10-16.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.002

摘要 ( 150 )   HTML ( 5 )   PDF (1242KB) ( 309 )  

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微藻在异养条件下可利用废水中的各种营养物质生长,在去除废水中的高营养物质和金属元素的同时生产生物燃料、生物活性物质、饲料添加剂等有益成分,是实现废水净化与生物质生产耦合的一种生物技术平台,具有效益良好、可持续性强的特点。然而气候条件、废水成分差异等原因对微藻大规模培养产生影响。参考近年来国内外利用各种废水进行微藻养殖的研究,综述不同废水的特点及其对微藻养殖造成的影响,介绍废水存在的营养缺乏、底物抑制、毒性和共存微生物等问题的解决方案。

PVDF中空纤维膜静态浇注封装胶的选用研究

王献德, 赵晓丹, 张博丰, 刘斌, 张梦灵, 寻红敏, 王建华

2021, 43(12):  17-22.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.003

摘要 ( 85 )   HTML ( 3 )   PDF (2115KB) ( 263 )  

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研究用于静态浇注聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜组件的环氧树脂胶选取方法,对环氧树脂胶进行小试筛选,根据胶的黏度、胶混合时的发热温度、胶固化后的硬度、操作时间等测试结果,初步确定可用于放大做试验的样本。在小试基础上,测试环氧树脂胶在实际组件静态浇注中流入组件内的时间、胶放大后的温度等性能,最终得到可进行放大生产的胶样配方及浇注条件,并测试胶样的耐温性、耐酸碱性、耐氧化性等性能。试验结果表明,环氧树脂胶GRN-B可以满足放大生产需求的条件,并且性能可以满足实际使用要求。

基于分离预处理的城镇污泥原位资源化技术分析

王学科, 陈北洋, 周保卫, 穆童, 张春苗, 杨再威, 汪诚文

2021, 43(12):  23-28.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.004

摘要 ( 166 )   HTML ( 3 )   PDF (1930KB) ( 248 )  

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结合污水处理厂生产运行情况,增加污泥分离预处理工序段,并耦合国内主流污泥处理技术,可补足现有工艺短板,实现污泥的高效精准资源化利用。通过破坏污泥中的胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）降低污泥黏性,实现对污泥有机物、无机盐类和砂组分的分离。分离后污泥有机物质量分数高于75%,热值稳定在12 MJ/kg以上,用作生物质燃料可自持燃烧;或无需添加辅料即可符合污泥堆肥的要求;或用作厌氧发酵沼气产量可提升至96.0 mL/g,且沼液浓度低,处理相对简单。分离出的铝铁盐可用作污水处理厂絮凝剂进行化学除磷,磷盐可回收作为园林绿化用磷肥原料,砂组分经脱水及自氧化干化后可用作建筑基材。

火电厂脱硫废水低温烟气蒸发浓缩-主烟道蒸发干燥系统设计及运行

晋银佳, 郑长乐, 王群奎, 宋达

2021, 43(12):  29-35.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.005

摘要 ( 179 )   HTML ( 5 )   PDF (1020KB) ( 205 )  

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利用低温烟气热量对脱硫废水进行蒸发浓缩和蒸发干燥,从而实现脱硫废水的零排放处理,具有系统简单、投资运行成本低、维护工作量小等优点。脱硫废水低温烟气蒸发浓缩系统和主烟道蒸发干燥系统的运行效果和运行稳定性受废水水质、机组负荷、烟气温度、烟气流场等因素的影响,需要根据项目的实际情况进行优化。根据某300 MW燃煤机组的烟气参数和脱硫废水水质水量情况,对脱硫废水烟气蒸发浓缩系统和主烟道蒸发干燥系统进行了优化设计。系统性能测试结果表明,低温烟气蒸发浓缩处理装置平均处理废水量为10.44 m³/h,浓缩减量后的浓水水量平均为0.96 m³/h,主烟道蒸发干燥装置平均处理废水量为1.5 m³/h,相关指标满足系统设计要求。

双碳体系

“双碳”目标下传统火电面临的挑战与对策

马双忱, 杨鹏威, 王放放, 樊帅军, 赵光金, 李琦, 袁文玺, 卢锐, 邱明杰

2021, 43(12):  36-45.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.006

摘要 ( 381 )   HTML ( 7 )   PDF (1627KB) ( 520 )  

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“双碳”目标下,电力行业的低碳发展面临严峻挑战。通过梳理国外碳中和目标及采取的路径和措施,结合我国“双碳”目标及预期路径,分析了传统火电企业面临的可再生能源消纳、传统火电退役困难等问题。传统火电结合储能技术可提升灵活性,满足电力系统运行的稳定性;传统火电可融合化工产业及碳捕获、利用与封存（CCUS）技术等构建火电新型产业链。传统火电转型发展关乎国家能源安全与民生保障,在可再生能源快速发展过程中应克服新能源消纳和储能障碍,同时,火电的兜底作用和基荷作用不可忽视。

“双碳”目标下新型电力系统发展路径研究

张金平, 周强, 王定美, 李津, 刘丽娟, 张彦琪, 王晟

2021, 43(12):  46-51.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.007

摘要 ( 298 )   HTML ( 10 )   PDF (1094KB) ( 594 )  

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构建清洁低碳、安全高效的现代电力能源系统,是实现能源转型的重要途径。在“双碳”目标下,我国新能源爆发式增长、规模化并网已是大势所趋,基于传统化石能源电力系统正向高比例新能源电力系统转变。结合我国新能源发展现状,分析构建以新能源为主体的新型电力系统面临的安全稳定、优化调度、送出消纳等多重挑战,分别从电源侧、电网侧、负荷侧提出构建以新能源为主体的新型电力系统发展路径,以促进清洁能源规模化应用,如期实现“双碳”目标。

“双碳”目标下煤矿瓦斯治理与利用

胡晓兰, 宋伟, 彭传圣, 李博, 蒋礼宏, 肖朝晖, 洪克岩

2021, 43(12):  52-59.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.008

摘要 ( 224 )   HTML ( 7 )   PDF (959KB) ( 523 )  

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针对煤矿瓦斯威胁人身安全、增加煤矿生产成本、造成环境危害的现实,探讨在“双碳”目标背景下重新规划煤矿瓦斯治理与利用,实现安全高效生产、促进煤矿转型发展。通过文献调研和实例对比,总结当前煤矿采取规划区预抽采、生产区工作面机械通风与抽采、采空区机械抽采的主要治理措施。在此基础上,提出了当前未形成统一的瓦斯治理效果评价标准,以及未统一规划煤矿瓦斯治理与利用和煤炭开发,对加大瓦斯治理产生综合效益认识不够、瓦斯综合治理与利用技术尚不成熟等原因导致煤矿瓦斯低碳治理的动力不足,与国家“双碳”战略目标要求不契合。据此,建议煤矿企业应部署符合实现“双碳”目标的瓦斯治理与利用时间表和战略规划、构建瓦斯治理与利用的数字信息化生产平台、落实技术创新与人才利用、提前布局瓦斯抽采后的提纯利用,实现减排降碳源头设计—过程控制—分区实施—末端治理—市场开发的煤矿瓦斯治理新模式。

新能源

国内分布式光伏发展形势分析及思考

詹天津, 谢玉荣

2021, 43(12):  60-65.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.009

摘要 ( 275 )   HTML ( 24 )   PDF (922KB) ( 352 )  

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分布式光伏因可开发资源丰富、开发建设难度小、节能环保效益显著等优势,成为光伏开发利用的重要方式之一,并在发达国家和部分发展中国家得以快速发展且已具有一定规模。为了促进国内分布式光伏产业发展,我国制定了一系列鼓励政策,但是现阶段受到补贴政策逐步取消、一般工商业电价下调和建设成本下降趋于平稳等不利因素的影响,导致分布式光伏项目市场竞争力和盈利能力下降,项目开发受到一定程度的影响。通过对项目资本金内部收益率主要影响因素的分析,得出收益率对发电量、电价和投资成本较为敏感,对利率和人工费等敏感性一般,并分别提出针对性控制措施。同时,基于传统的发展模式,提出分布式光伏新发展模式,拟助推分布式光伏产业在新形势下快速、健康发展。

大型风力机叶片涡流发生器流动控制的数值研究

张骏, 苏阳, 李勇, 丛星亮

2021, 43(12):  66-71.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.010

摘要 ( 137 )   HTML ( 8 )   PDF (1505KB) ( 310 )  

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介绍了风力机叶片涡流发生器建模方法,采用计算流体动力学（CFD）方法对S809翼型和某1.5 MW风力机叶片相对厚度为30%截面处的翼型进行数值研究,对比分析了涡流发生器的流动控制效果。计算结果表明,对于S809翼型,涡流发生器能够延迟失速攻角并提高翼型最大升力系数。在小攻角工况,涡流发生器由于自身的形状阻力会使翼型阻力有轻微增加;随着攻角的增加,涡流发生器由于其延缓分离的原因使翼型阻力减小。当攻角增大到17.21°以后,分离点已经前移到前缘20%c以内,涡流发生器没有起到减阻的效果。某1.5 MW风力机翼型由于其大厚度钝尾缘特征,使其具有良好的失速特性,涡流发生器增升减阻效果范围更广。研究可对实际风力机叶片涡流发生器流动控制提供理论依据。

技术交流

基于建筑综合物性系数的换热站运行调节策略分析

郑刚, 李金刚, 刘依婷

2021, 43(12):  72-78.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.011

摘要 ( 132 )   HTML ( 3 )   PDF (1432KB) ( 271 )  

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集中供热系统的热力管网及换热站运行调节策略是实现整个系统优化运行的关键。将如何根据建筑热特性、室内温度以及室外气象参数的变化制定科学合理、简单易行的运行调节策略设为研究目标。根据热平衡理论,即散热设备的散热量与建筑耗热量近似,定义出建筑综合物性系数B_C。在计算出换热站B_C的基础上,提出补偿周期（T_b）的概念,利用B_C结合建筑延迟时间以及供热系统T_b,提出了一种基于B_C的热网运行调控策略。将提出的调控策略应用到某寒冷地区智慧供热系统中2个典型换热站的运行中,结果显示应用建筑综合物性系数指导供热系统运行调节取代了以往的盲目供热和经验供热,提高供热精准度同时能够达到很好的节能效果。

350 MW超临界煤粉锅炉全燃准东煤的运行优化研究

刘义斌, 刘旋坤, 宋刚, 杨欣华, 张缦, 杨海瑞

2021, 43(12):  79-84.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.12.012

摘要 ( 152 )   HTML ( 4 )   PDF (1491KB) ( 344 )  

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为解决全燃准东煤受热面结渣、沾污等问题,在350 MW超临界煤粉锅炉上进行了准东煤掺烧高岭土混烧试验,累计运行397 d,各项参数指标均满足锅炉稳定运行要求。掺烧后进行了120 h热态调试,改善了锅炉掺烧后的运行状态,确定了锅炉310 MW最优工况下运行氧量应维持在2.8%~3.2%。研究指出在高负荷运行时优先使用5台磨煤机同时运行,且各磨煤机给煤量应该按照上层磨煤机小、下层磨煤机大的正宝塔形分布。提出在综合考虑NO_x排放时,应尽量降低燃尽风层风箱开度,维持二次风上小下大的正宝塔形配风方式。通过掺烧高岭土和热态调试,实现了350 MW超临界锅炉全燃准东煤。