基于技术—经济—环境的燃煤电厂运行经济探讨

郁建国

大唐南京发电厂 210015

摘要：在现今工业环境下，火电厂是为企业、人民生活提供电力的重要一环。在火电厂中，燃煤机组可以说是非常重要的设备类型，其运行情况的好坏，将直接对火电厂的运行效率以及稳定性产生影响。在实际运行中，也具有很多影响因素，如环境、技术以及经济等方面。在本文中，将就基于技术-经济-环境的燃煤电厂运行经济性进行一定的研究与分析。

关键词：技术；经济；环境；燃煤电厂运行

1 引言

在现今城市飞速发展的情况下，电力已经成为了我国各项工业建设不可缺少的能源类型。发电方面，我国主要以煤炭为主，在发电用煤方面，其基本处于我国每年煤炭量的50%左右。而对于火电厂来说，其在日常生产过程中，也不可避免的会产生大量的氮氧化物、二氧化硫、烟尘、废水等环境污染物。目前，我国一般以供电煤耗对火电厂的运行经济性进行考核，而对于该项指标而言，其在具体计算中并没有对火电厂生产过程中对周围环境所产生的污染进行充分的考虑，也没有对水资源利用等方面进行考虑。在我国各行业环保意识逐渐提升、节能减排措施不断应用的情况下，如果依然按照以往的方式，将供电煤耗作为唯一的指标对电厂运行的经济性进行考核，或将其依然应用为上网电价以及优化运行的报价依据，不仅同实际情况相比不符合，对于我国污染的治理以及环境的改善也具有一定的不利影响。基于上述情况，就需要我国能够对新的、科学的综合评价指标进行积极的寻找。

2 火电厂运行经济性评价

在火电厂运行经济评价中，其具有的指标主要分为非能量消耗、直接能量消耗以及对周边环境产生的危害等。根据此种情况，就可以将火电厂在运行生产过程中产生的费用划分为非能量费用、能量费用以及环境费用这几部分。在火电厂实际运行当中，需要对水资源以及燃料进行消耗，而这也是实际电能生产中非常关键的费用部分。作为火电厂，为了保障企业的正常运转，就需要具有维修、管理、购置、折旧以及人员的福利以及工资等支出，对于这部分费用，我们统称为非能量费用。而在电能生产中所产生的废气、废渣以及废水排出，则将产生环境污染。

2.1 能量费用

在这里，我们在热经济指标方式的基础上对火电厂生产中产生的煤耗量进行计算：

2.1.1 汽轮机内功率

该指标具体表达为：

在上式中，Wi为汽轮机内功率，Dc以及Dj为凝汽器的凝汽流量以及不同级的回热汽流量。△hj、△hc为不同级别抽气流、凝气流在汽轮机设备当中的焓降，而Z则为回热抽汽级数。

2.1.2 汽轮机绝对内效率

该参数的公式为：

在上式中，Q0为汽轮机设备运行过程中产生的热耗量，而ηi则为汽轮机设备的绝对内效率。

2.1.3 全厂煤耗量

该指标的计算公式为：

在上式中，Pc为汽轮设备机组运行过程中产生的电功率，Bcp为电厂生产产生的煤耗量，Qnet.ar则为厂用煤的低位发热量。

通过上述公式对电厂煤耗量进行计算之后，则可以根据煤价对电厂生产所需的燃料费用进行求出。在生产中，在水资源方面的费用应用主要是冷却水方面的费用，根据该种特点，火电厂生产中产生的能量费用则为冷却水取水费以及燃料费用这两者之和。

2.2 非能量费用

非能量费用方面，主要由设备运行过程中出现的小修、折旧、大修以及人工费用等组成。

2.3 环境污染费用

2.3.1 污染物排放量

污染物排放方面，其主要分为以下类别：

第一，烟尘，烟尘的计算公式为：

在上式中，Gd为生产中所排放的烟尘量，Cfh、Dfh为烟气中烟尘可燃物的百分含量以及灰分量百分数，ηd为电厂除尘系统运行过程的除尘效率。

第二，二氧化硫，该参数的计算公式为：

在上式中，Sar为煤的含硫量，ηs为脱硫效率，GSO2为电厂生产中的二氧化硫排放量。而如果在系统中不存在脱硫装置，该值则可以取值为0。

第三，氮氧化物，该参数的计算公式为：

在上式中，β为电厂生产中燃料氮向燃料的NO转变率，在一般情况下，当燃烧条件较为稳定时，该值可以在20至25%之间，GNOx为生产中氮氧化物的排放量，Nar为燃料氮的含量。

第四，污水污染物。在火电厂生产当中，将不可避免的出现一定的污水排放，成分方面，其主要為冲灰水，在该污水类型中，具有较多的污染物类型，主要有化学需氧量、悬浮物以及总砷。具体排放量方面，则可以根据灰量情况对冲灰水排放量进行确定，在以灰渣泵设备对灰水进行输送时，一般情况下每吨耗水量在16-20m3之间，而在煤燃烧完成后，则可以通过计算方式的应用对灰量进行得出。单位冲水方面，则可以通过碘量法的应用进行测定，以重铬酸钾法对COD进行测定，以分光广度法对总砷含量进行测定。通过该种方式的应用，则能够对污水中不同污染物的排放量进行计算。

2.3.2 污染物费用

目前，在费用征收方面，废气污染主要对氮氧化物、烟尘以及二氧化硫这几项排污费进行征收，而在冲灰水污染方面则对化学需氧量、总砷以及悬浮物等费用进行收取。具体费用方面，即需要严格按照生产污染物排放的数量、种类以及污染当量进行计算、征收，即根据我国环保部门制定的排污费计算方式以及征收标准进行费用的征收。

2.3.3 电厂运行经济性评价指标

在将整个火电厂视作一个整体的情况下，通过黑箱系统分析的应用，对电厂运行经济评价指标的数学模型进行建立，燃煤电厂系统平衡原理如下图所示：

图1 电厂系统平衡

其计算方程为：

在上式中，Cn、Ce为生产中的非能量费用以及能量费用，Cc为排污费用，该项费用对于电厂来说，属于支出费用的类型，在计算中需要以负值进行代入，而k则代表生产排污收费的权重系数。

3 结束语

在我国现今环保意识增强、经济要求逐渐提升的情况下，火电厂运行中的经济性是十分关键的一项内容，且同环境、技术等方面具有密切的关联。在上文中，我们对基于技术-经济-环境的燃煤电厂运行经济特征进行了一定的研究，需要在实际工作开展中做好指标的评价与应用。

参考文献：

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[2]刘育平，邹波，周盈，文福拴.燃煤电厂电煤分布均衡性分析[J].华北电力大学学报（自然科学版）.2013（06）：77-79.