基于技術(shù)—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境的燃煤電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)探討

郁建國

大唐南京發(fā)電廠 210015

摘要：在現(xiàn)今工業(yè)環(huán)境下，火電廠是為企業(yè)、人民生活提供電力的重要一環(huán)。在火電廠中，燃煤機(jī)組可以說是非常重要的設(shè)備類型，其運(yùn)行情況的好壞，將直接對火電廠的運(yùn)行效率以及穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在實(shí)際運(yùn)行中，也具有很多影響因素，如環(huán)境、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)等方面。在本文中，將就基于技術(shù)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境的燃煤電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行一定的研究與分析。

關(guān)鍵詞：技術(shù)；經(jīng)濟(jì)；環(huán)境；燃煤電廠運(yùn)行

1 引言

在現(xiàn)今城市飛速發(fā)展的情況下，電力已經(jīng)成為了我國各項(xiàng)工業(yè)建設(shè)不可缺少的能源類型。發(fā)電方面，我國主要以煤炭為主，在發(fā)電用煤方面，其基本處于我國每年煤炭量的50%左右。而對于火電廠來說，其在日常生產(chǎn)過程中，也不可避免的會產(chǎn)生大量的氮氧化物、二氧化硫、煙塵、廢水等環(huán)境污染物。目前，我國一般以供電煤耗對火電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考核，而對于該項(xiàng)指標(biāo)而言，其在具體計(jì)算中并沒有對火電廠生產(chǎn)過程中對周圍環(huán)境所產(chǎn)生的污染進(jìn)行充分的考慮，也沒有對水資源利用等方面進(jìn)行考慮。在我國各行業(yè)環(huán)保意識逐漸提升、節(jié)能減排措施不斷應(yīng)用的情況下，如果依然按照以往的方式，將供電煤耗作為唯一的指標(biāo)對電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考核，或?qū)⑵湟廊粦?yīng)用為上網(wǎng)電價以及優(yōu)化運(yùn)行的報(bào)價依據(jù)，不僅同實(shí)際情況相比不符合，對于我國污染的治理以及環(huán)境的改善也具有一定的不利影響。基于上述情況，就需要我國能夠?qū)π碌摹⒖茖W(xué)的綜合評價指標(biāo)進(jìn)行積極的尋找。

2 火電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性評價

在火電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)評價中，其具有的指標(biāo)主要分為非能量消耗、直接能量消耗以及對周邊環(huán)境產(chǎn)生的危害等。根據(jù)此種情況，就可以將火電廠在運(yùn)行生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的費(fèi)用劃分為非能量費(fèi)用、能量費(fèi)用以及環(huán)境費(fèi)用這幾部分。在火電廠實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，需要對水資源以及燃料進(jìn)行消耗，而這也是實(shí)際電能生產(chǎn)中非常關(guān)鍵的費(fèi)用部分。作為火電廠，為了保障企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要具有維修、管理、購置、折舊以及人員的福利以及工資等支出，對于這部分費(fèi)用，我們統(tǒng)稱為非能量費(fèi)用。而在電能生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢氣、廢渣以及廢水排出，則將產(chǎn)生環(huán)境污染。

2.1 能量費(fèi)用

在這里，我們在熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方式的基礎(chǔ)上對火電廠生產(chǎn)中產(chǎn)生的煤耗量進(jìn)行計(jì)算：

2.1.1 汽輪機(jī)內(nèi)功率

該指標(biāo)具體表達(dá)為：

在上式中，Wi為汽輪機(jī)內(nèi)功率，Dc以及Dj為凝汽器的凝汽流量以及不同級的回?zé)崞髁俊！鱤j、△hc為不同級別抽氣流、凝氣流在汽輪機(jī)設(shè)備當(dāng)中的焓降，而Z則為回?zé)岢槠墧?shù)。

2.1.2 汽輪機(jī)絕對內(nèi)效率

該參數(shù)的公式為：

在上式中，Q0為汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱耗量，而ηi則為汽輪機(jī)設(shè)備的絕對內(nèi)效率。

2.1.3 全廠煤耗量

該指標(biāo)的計(jì)算公式為：

在上式中，Pc為汽輪設(shè)備機(jī)組運(yùn)行過程中產(chǎn)生的電功率，Bcp為電廠生產(chǎn)產(chǎn)生的煤耗量，Qnet.ar則為廠用煤的低位發(fā)熱量。

通過上述公式對電廠煤耗量進(jìn)行計(jì)算之后，則可以根據(jù)煤價對電廠生產(chǎn)所需的燃料費(fèi)用進(jìn)行求出。在生產(chǎn)中，在水資源方面的費(fèi)用應(yīng)用主要是冷卻水方面的費(fèi)用，根據(jù)該種特點(diǎn)，火電廠生產(chǎn)中產(chǎn)生的能量費(fèi)用則為冷卻水取水費(fèi)以及燃料費(fèi)用這兩者之和。

2.2 非能量費(fèi)用

非能量費(fèi)用方面，主要由設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的小修、折舊、大修以及人工費(fèi)用等組成。

2.3 環(huán)境污染費(fèi)用

2.3.1 污染物排放量

污染物排放方面，其主要分為以下類別：

第一，煙塵，煙塵的計(jì)算公式為：

在上式中，Gd為生產(chǎn)中所排放的煙塵量，Cfh、Dfh為煙氣中煙塵可燃物的百分含量以及灰分量百分?jǐn)?shù)，ηd為電廠除塵系統(tǒng)運(yùn)行過程的除塵效率。

第二，二氧化硫，該參數(shù)的計(jì)算公式為：

在上式中，Sar為煤的含硫量，ηs為脫硫效率，GSO2為電廠生產(chǎn)中的二氧化硫排放量。而如果在系統(tǒng)中不存在脫硫裝置，該值則可以取值為0。

第三，氮氧化物，該參數(shù)的計(jì)算公式為：

在上式中，β為電廠生產(chǎn)中燃料氮向燃料的NO轉(zhuǎn)變率，在一般情況下，當(dāng)燃燒條件較為穩(wěn)定時，該值可以在20至25%之間，GNOx為生產(chǎn)中氮氧化物的排放量，Nar為燃料氮的含量。

第四，污水污染物。在火電廠生產(chǎn)當(dāng)中，將不可避免的出現(xiàn)一定的污水排放，成分方面，其主要為沖灰水，在該污水類型中，具有較多的污染物類型，主要有化學(xué)需氧量、懸浮物以及總砷。具體排放量方面，則可以根據(jù)灰量情況對沖灰水排放量進(jìn)行確定，在以灰渣泵設(shè)備對灰水進(jìn)行輸送時，一般情況下每噸耗水量在16-20m3之間，而在煤燃燒完成后，則可以通過計(jì)算方式的應(yīng)用對灰量進(jìn)行得出。單位沖水方面，則可以通過碘量法的應(yīng)用進(jìn)行測定，以重鉻酸鉀法對COD進(jìn)行測定，以分光廣度法對總砷含量進(jìn)行測定。通過該種方式的應(yīng)用，則能夠?qū)ξ鬯胁煌廴疚锏呐欧帕窟M(jìn)行計(jì)算。

2.3.2 污染物費(fèi)用

目前，在費(fèi)用征收方面，廢氣污染主要對氮氧化物、煙塵以及二氧化硫這幾項(xiàng)排污費(fèi)進(jìn)行征收，而在沖灰水污染方面則對化學(xué)需氧量、總砷以及懸浮物等費(fèi)用進(jìn)行收取。具體費(fèi)用方面，即需要嚴(yán)格按照生產(chǎn)污染物排放的數(shù)量、種類以及污染當(dāng)量進(jìn)行計(jì)算、征收，即根據(jù)我國環(huán)保部門制定的排污費(fèi)計(jì)算方式以及征收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行費(fèi)用的征收。

2.3.3 電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性評價指標(biāo)

在將整個火電廠視作一個整體的情況下，通過黑箱系統(tǒng)分析的應(yīng)用，對電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行建立，燃煤電廠系統(tǒng)平衡原理如下圖所示：

圖1 電廠系統(tǒng)平衡

其計(jì)算方程為：

在上式中，Cn、Ce為生產(chǎn)中的非能量費(fèi)用以及能量費(fèi)用，Cc為排污費(fèi)用，該項(xiàng)費(fèi)用對于電廠來說，屬于支出費(fèi)用的類型，在計(jì)算中需要以負(fù)值進(jìn)行代入，而k則代表生產(chǎn)排污收費(fèi)的權(quán)重系數(shù)。

3 結(jié)束語

在我國現(xiàn)今環(huán)保意識增強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)要求逐漸提升的情況下，火電廠運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)性是十分關(guān)鍵的一項(xiàng)內(nèi)容，且同環(huán)境、技術(shù)等方面具有密切的關(guān)聯(lián)。在上文中，我們對基于技術(shù)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境的燃煤電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)特征進(jìn)行了一定的研究，需要在實(shí)際工作開展中做好指標(biāo)的評價與應(yīng)用。

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