燃煤电厂脱硫技术及超低排放改造费效分析

北极星环保网讯:2015年，我国煤炭消耗总量约为29.5亿t，电煤消耗占总消耗量的52%，燃煤电厂二氧化硫排放量占全国的26%，是导致空气污染的主要原因之一。

最新的GB13223一2011《火电厂大气污染物排放标准》对锅炉二氧化硫排放浓度进行了更严格地限制。2017年，我国在政府工作报告中再次提及超低排放，在2020年前对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造。截止目前，我国超低排放新格局已基本形成，多种污染物控制技术也趋于成熟，针对火电厂燃煤烟气脱硫，托盘塔技术改造即可有效降低SOz排放浓度，同时达到脱硫除尘的目的。

由于减排技术及污染物排放浓度的限制，实现“超低排放”会造成经济上投入增加较多的现象，但其所带来的环境效益却相对薄弱。费效分析可有效研究技术可行性及不同减排情景下的环境、经济效益，对提高电厂污染物控制效率，改善大气环境质量具有重要意义。本文即从经济和环境效益角度，研究燃煤电厂脱硫设施运行各因素对脱硫成本效益的影响情况，以及超低排放改造后的成本和由此减少的污染物排放量，以“费用最小化、效益最大化”为原则，寻求节能减排新途径。

1燃煤电厂二氧化硫排放及减排措施现状

文献统计显示，2014年全国废气中二氧化硫排放量为1975万t，工业二氧化硫排放量为1740万t，占总二氧化硫排放量的88%。如图1所示，自“十三五”实施以来，我国二氧化硫排放量呈下降趋势，这与电力行业大力推进脱硫措施密切相关。

图1近5年SO2排放情况

为满足日益严格的污染物排放标准，我国燃煤脱硫机组容量呈现不断增长的趋势，2015年当年新建投运火电厂烟气脱硫机组容量约0.53亿kW，截止2015年底，全国已投运火电厂烟气脱硫机组容量约8.2亿kW，占全国火电机组容量的82.8%，占全国煤电机组容量的92.8%。其中，石灰石一石膏湿法所占的比例高达93%，除此之外，还包括烟气循环流化床法、氨法、海水法等，如图2所示。

图22015年电厂脱硫机组的脱硫方法

针对燃煤电厂目前应用最广泛的石灰石一石膏湿法脱硫技术，构建费效计算模型，开展费效情景分析，对实现火电厂环境和经济的双赢具有重要意义。

2石灰石一石膏法脱硫费效计算模型

2.1费用计算模型

燃煤电厂烟气脱硫系统运行成本包括固定成本和变动成本两部分。固定成本OPE固，SO2通常包括折旧成本、维修成本、人工成本和管理成本，变动成本OPE变,SO2即脱硫技术的物耗量，与炉型f，煤质cq、控制技术t、机组容量q、污染物入口浓度c、脱除效率η以及年利用小时数h有关。烟气脱硫运行成本计算公式见式(1):

石灰石一石膏法脱硫的物耗包括石灰石耗量、电力耗量及工艺水耗量，计算见式(2)：

本文以脱硫设施的吨污染物脱除成本及单位发电量运行成本来衡量石灰石一石膏法脱硫的经济性，其计算方法见式(3)、式(4)：

2.2减排效益模型

随着机组脱硫设施装机容量的逐渐增大，二氧化硫减排量亦在逐年增加，2015年SOz排放量比上年减少5.8%，在改善空气质量问题的同时也为我国带来一定的经济效益。电厂脱硫的经济效益主要来源于排污费的减少和环保电价的补贴，污染物减排的环境效益以污染物减排量为指标进行评估，因此，根据物料衡算法，石灰石一石膏法脱硫的环境效益由式(5)计算：

2007年我国发布《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》，规定二氧化硫排污费为1.26元/kg，燃煤电厂脱硫设施上网电价执行在现行上网电价基础上加价1.5分/(kW˙h)的脱硫加价政策。因此，燃煤电厂脱硫经济效益的计算为：

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