基于燃煤電廠二氧化硫排放現(xiàn)狀及超低排放的要求，構(gòu)建石灰石一石膏法脫硫費(fèi)效計(jì)算模型，分別分析機(jī)組容量、年運(yùn)行小時(shí)數(shù)、不同SO2排放限值及托盤塔改造對(duì)成本效益的影響，以“費(fèi)用最小化、效益最大化”為原則，尋求節(jié)能減排新途徑。

作者 | 盧晗 鄭鑫 李薇 王靈志 吳楠楠 包哲 張小飛

華北電力大學(xué)教育部區(qū)域能源系統(tǒng)優(yōu)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

南瑞(武漢)電氣設(shè)備與工程能效測(cè)評(píng)中心

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國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院

結(jié)果表明：

在煤炭含硫量和脫硫效率一定時(shí)，100MW、200MW、300MW、600MW和1000MW機(jī)組的減排量分別為3.47萬(wàn)，5.5萬(wàn)，8.2萬(wàn)，15.5萬(wàn)，25萬(wàn)t，呈逐漸增大趨勢(shì)，同時(shí)，費(fèi)效比逐漸減小，說(shuō)明大容量機(jī)組環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益明顯;同一機(jī)組容量，脫硫成本與年利用時(shí)間呈負(fù)相關(guān);SO2排放標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)格，噸SO2脫除成本和單位發(fā)電量運(yùn)行成本越高;托盤塔超低排放改造技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行，費(fèi)效比<1，減排效益明顯，可作為燃煤電廠脫硫設(shè)施改造的重點(diǎn)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：

燃煤電廠;石灰石一石膏法脫硫;超低排放;費(fèi)效分析;托盤塔技術(shù)

0 引言

2015年，我國(guó)煤炭消耗總量約為29.5億t，電煤消耗占總消耗量的52%，燃煤電廠二氧化硫排放量占全國(guó)的26%，是導(dǎo)致空氣污染的主要原因之一。

最新的GB 13223一2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)鍋爐二氧化硫排放濃度進(jìn)行了更嚴(yán)格地限制。2017年，我國(guó)在政府工作報(bào)告中再次提及超低排放，在2020年前對(duì)燃煤機(jī)組全面實(shí)施超低排放和節(jié)能改造。截止目前，我國(guó)超低排放新格局已基本形成，多種污染物控制技術(shù)也趨于成熟，針對(duì)火電廠燃煤煙氣脫硫，托盤塔技術(shù)改造即可有效降低SOz排放濃度，同時(shí)達(dá)到脫硫除塵的目的。

由于減排技術(shù)及污染物排放濃度的限制，實(shí)現(xiàn)“超低排放”會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上投入增加較多的現(xiàn)象，但其所帶來(lái)的環(huán)境效益卻相對(duì)薄弱。費(fèi)效分析可有效研究技術(shù)可行性及不同減排情景下的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)提高電廠污染物控制效率，改善大氣環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。本文即從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益角度，研究燃煤電廠脫硫設(shè)施運(yùn)行各因素對(duì)脫硫成本效益的影響情況，以及超低排放改造后的成本和由此減少的污染物排放量，以“費(fèi)用最小化、效益最大化”為原則，尋求節(jié)能減排新途徑。

1燃煤電廠二氧化硫排放及減排措施現(xiàn)狀

文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)顯示，2014年全國(guó)廢氣中二氧化硫排放量為1975萬(wàn)t，工業(yè)二氧化硫排放量為1740萬(wàn)t，占總二氧化硫排放量的88%。如圖1所示，自“十三五”實(shí)施以來(lái)，我國(guó)二氧化硫排放量呈下降趨勢(shì)，這與電力行業(yè)大力推進(jìn)脫硫措施密切相關(guān)。

圖1近5年SO2排放情況

為滿足日益嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)燃煤脫硫機(jī)組容量呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，2015年當(dāng)年新建投運(yùn)火電廠煙氣脫硫機(jī)組容量約0.53億kW，截止2015年底，全國(guó)已投運(yùn)火電廠煙氣脫硫機(jī)組容量約8.2億kW，占全國(guó)火電機(jī)組容量的82.8 %，占全國(guó)煤電機(jī)組容量的92.8%。其中，石灰石一石膏濕法所占的比例高達(dá)93 %，除此之外，還包括煙氣循環(huán)流化床法、氨法、海水法等，如圖2所示。

圖2 2015年電廠脫硫機(jī)組的脫硫方法

針對(duì)燃煤電廠目前應(yīng)用最廣泛的石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù)，構(gòu)建費(fèi)效計(jì)算模型，開展費(fèi)效情景分析，對(duì)實(shí)現(xiàn)火電廠環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的雙贏具有重要意義。