基于技術—經濟—環境的燃煤電廠運行經濟探討

郁建國

大唐南京發電廠 210015

摘要：在現今工業環境下，火電廠是為企業、人民生活提供電力的重要一環。在火電廠中，燃煤機組可以說是非常重要的設備類型，其運行情況的好壞，將直接對火電廠的運行效率以及穩定性產生影響。在實際運行中，也具有很多影響因素，如環境、技術以及經濟等方面。在本文中，將就基于技術-經濟-環境的燃煤電廠運行經濟性進行一定的研究與分析。

關鍵詞：技術；經濟；環境；燃煤電廠運行

1 引言

在現今城市飛速發展的情況下，電力已經成為了我國各項工業建設不可缺少的能源類型。發電方面，我國主要以煤炭為主，在發電用煤方面，其基本處于我國每年煤炭量的50%左右。而對于火電廠來說，其在日常生產過程中，也不可避免的會產生大量的氮氧化物、二氧化硫、煙塵、廢水等環境污染物。目前，我國一般以供電煤耗對火電廠的運行經濟性進行考核，而對于該項指標而言，其在具體計算中并沒有對火電廠生產過程中對周圍環境所產生的污染進行充分的考慮，也沒有對水資源利用等方面進行考慮。在我國各行業環保意識逐漸提升、節能減排措施不斷應用的情況下，如果依然按照以往的方式，將供電煤耗作為唯一的指標對電廠運行的經濟性進行考核，或將其依然應用為上網電價以及優化運行的報價依據，不僅同實際情況相比不符合，對于我國污染的治理以及環境的改善也具有一定的不利影響?；谏鲜銮闆r，就需要我國能夠對新的、科學的綜合評價指標進行積極的尋找。

2 火電廠運行經濟性評價

在火電廠運行經濟評價中，其具有的指標主要分為非能量消耗、直接能量消耗以及對周邊環境產生的危害等。根據此種情況，就可以將火電廠在運行生產過程中產生的費用劃分為非能量費用、能量費用以及環境費用這幾部分。在火電廠實際運行當中，需要對水資源以及燃料進行消耗，而這也是實際電能生產中非常關鍵的費用部分。作為火電廠，為了保障企業的正常運轉，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，對于這部分費用，我們統稱為非能量費用。而在電能生產中所產生的廢氣、廢渣以及廢水排出，則將產生環境污染。

2.1 能量費用

在這里，我們在熱經濟指標方式的基礎上對火電廠生產中產生的煤耗量進行計算：

2.1.1 汽輪機內功率

該指標具體表達為：

在上式中，Wi為汽輪機內功率，Dc以及Dj為凝汽器的凝汽流量以及不同級的回熱汽流量?！鱤j、△hc為不同級別抽氣流、凝氣流在汽輪機設備當中的焓降，而Z則為回熱抽汽級數。

2.1.2 汽輪機絕對內效率

該參數的公式為：

在上式中，Q0為汽輪機設備運行過程中產生的熱耗量，而ηi則為汽輪機設備的絕對內效率。

2.1.3 全廠煤耗量

該指標的計算公式為：

在上式中，Pc為汽輪設備機組運行過程中產生的電功率，Bcp為電廠生產產生的煤耗量，Qnet.ar則為廠用煤的低位發熱量。

通過上述公式對電廠煤耗量進行計算之后，則可以根據煤價對電廠生產所需的燃料費用進行求出。在生產中，在水資源方面的費用應用主要是冷卻水方面的費用，根據該種特點，火電廠生產中產生的能量費用則為冷卻水取水費以及燃料費用這兩者之和。

2.2 非能量費用

非能量費用方面，主要由設備運行過程中出現的小修、折舊、大修以及人工費用等組成。

2.3 環境污染費用

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，煙塵的計算公式為：

在上式中，Gd為生產中所排放的煙塵量，Cfh、Dfh為煙氣中煙塵可燃物的百分含量以及灰分量百分數，ηd為電廠除塵系統運行過程的除塵效率。

第二，二氧化硫，該參數的計算公式為：

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

第三，氮氧化物，該參數的計算公式為：

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

第四，污水污染物。在火電廠生產當中，將不可避免的出現一定的污水排放，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，主要有化學需氧量、懸浮物以及總砷。具體排放量方面，則可以根據灰量情況對沖灰水排放量進行確定，在以灰渣泵設備對灰水進行輸送時，一般情況下每噸耗水量在16-20m3之間，而在煤燃燒完成后，則可以通過計算方式的應用對灰量進行得出。單位沖水方面，則可以通過碘量法的應用進行測定，以重鉻酸鉀法對COD進行測定，以分光廣度法對總砷含量進行測定。通過該種方式的應用，則能夠對污水中不同污染物的排放量進行計算。

2.3.2 污染物費用

目前，在費用征收方面，廢氣污染主要對氮氧化物、煙塵以及二氧化硫這幾項排污費進行征收，而在沖灰水污染方面則對化學需氧量、總砷以及懸浮物等費用進行收取。具體費用方面，即需要嚴格按照生產污染物排放的數量、種類以及污染當量進行計算、征收，即根據我國環保部門制定的排污費計算方式以及征收標準進行費用的征收。

2.3.3 電廠運行經濟性評價指標

在將整個火電廠視作一個整體的情況下，通過黑箱系統分析的應用，對電廠運行經濟評價指標的數學模型進行建立，燃煤電廠系統平衡原理如下圖所示：

圖1 電廠系統平衡

其計算方程為：

在上式中，Cn、Ce為生產中的非能量費用以及能量費用，Cc為排污費用，該項費用對于電廠來說，屬于支出費用的類型，在計算中需要以負值進行代入，而k則代表生產排污收費的權重系數。

3 結束語

在我國現今環保意識增強、經濟要求逐漸提升的情況下，火電廠運行中的經濟性是十分關鍵的一項內容，且同環境、技術等方面具有密切的關聯。在上文中，我們對基于技術-經濟-環境的燃煤電廠運行經濟特征進行了一定的研究，需要在實際工作開展中做好指標的評價與應用。

參考文獻：

[1]平小凡，張軍，李紅亮.關于燃煤電廠大氣汞監測問題的探討[J].環境污染與防治.2015（07）：102-103.

[2]劉育平，鄒波，周盈，文福拴.燃煤電廠電煤分布均衡性分析[J].華北電力大學學報（自然科學版）.2013（06）：77-79.