燃煤电站锅炉新建电除尘器经济性评估*

周 灿，周志颖，郑政杰，郑志航，张涌新

（1.浙江浩普环保工程有限公司，浙江 杭州 310012；2.浙江大学能源工程设计研究院有限公司，浙江 杭州 310027；3.宁波大学体育学院，浙江 宁波 315000；4.浙江大学，浙江 杭州 310027）

引言

实现燃煤电站锅炉烟尘治理技术的投资运行成本因机组容量、煤质和去除效率要求不同存在很大差异。随着超低排放战略实施和超低排放技术的大范围应用，实现烟尘超低排放技术的投资运行成本受到广泛关注。本文利用电除尘经济性评估方法，对不同容量燃煤电站锅炉新建的常规静电除尘器、低低温电除尘器和湿式电除尘器投资成本和运行成本进行对比分析，同时分析了不同烟尘超低排放技术路线运行成本，研究结果可为燃煤烟气烟尘超低排放治理技术路线选择提供参考依据。

1 研究方法

本文从投资成本和运行成本两个角度对不同容量不同种类的电除尘经济性对比分析。其中投资成本主要包括初期购置相关的设备所需费用以及安装设备的费用等；运行成本由固定成本和可变成本构成[1-3]，单位为元/kWh。固定成本主要包括污染物脱除装备的折旧，对装备的管理维修，运行人员的薪酬以及财务成本等，采用研究者[1-4]提出的计算方法进行测算。

其中可变动成本中能耗成本采用如下计算方法：

式中：EC为电除尘电量消耗带来的成本，元；e为电除尘耗电量，kWh/h；q为机组负荷率，%；EP为电价，本文选取0.373 87元/kWh；AOH为年运行时间，本文选取4 293 h；CP为机组容量，MW。

烟尘脱除过程中湿式电除尘器消耗的物料成本计算方法为[3]

式中：WC为烟尘脱除过程中湿式电除尘器消耗的物料成本，元；MWESP,Na，MWESP,w为烟尘脱除过程中WESP单位时间消耗的碱/水，t/h；PNaOH为氢氧化钠的单价，元/t；Pw为工艺水的单价，元/t；AOH为年运行时间，本文选取4 293 h。

式中：TAC为单位发电量电除尘总运行成本，单位：元/ kWh；Cfix为固定成本，单位：元；WC为烟尘脱除过程中湿式电除尘器消耗的物料成本，元。

2 结果与讨论

2.1 不同容量燃煤电站锅炉单位投资成本

对51台300 MW、600 MW和1 000 MW容量等级的燃煤电站锅炉的新建常规静电除尘器、低低温电除尘器和湿式电除尘器工程的投资成本进行调研核算，结果显示：当入口烟尘浓度≤30 g/ m3，采用常规静电除尘器，可实现除尘器出口烟尘浓度在15 mg/ m3～20 mg/m3，单位成本投资范围在47 元/ kW～100 元/ kW；燃煤电站锅炉采用低低温电除尘器，可实现除尘器出口烟尘浓度≤15 mg/m3，单位成本投资范围在53元/kW～127元/kW。湿式电除尘器，单位投资成本范围为40 元/ kW～91元/kW。常规静电除尘器、低低温电除尘器和湿式电除尘器的单位投资成本随着容量的增大呈现降低趋势。

2.2 典型情景下不同容量燃煤电站锅炉新建电除尘器运行成本

根据前文调研结果，对满足《除尘器能效限定值及能效等级》（GB 37484—2019）中1级能效等级指标要求的常规静电除尘器和低低温电除尘器运行成本进行测算，不同电除尘器运行成本范围如图1所示。结果显示两种电除尘器运行成本均随着容量的增加而降低，且低低温电除尘器的运行成本高于常规静电除尘器的运行成本，且均高于除尘设施当前的电价补贴0.2 分/ kWh，容量越小高于除尘上网电价补贴数值越大。由于低低温电除尘器烟尘治理稳定且排放浓度低，可低至10 mg/m3，同时具有高效的SO3和重金属协同脱除效果，因此需要投资成本和运行电耗较大，进而引起运行成本相对常规电除尘器高。

图1 典型情景下不同容量燃煤电站锅炉新建电除尘器运行成本

2.3 典型情景下不同容量燃煤电站锅炉新建湿式电除尘器运行成本

进一步依据对不同容量燃煤电站锅炉电耗调研结果，对湿式电除尘器进行运行成本进行测算，测算结果显示300 MW、600 MW和1 000 MW容量等级的燃煤电站锅炉分别配置湿式电除尘器时对应的单位发电量运行成本分别在0.37～0.44分/kWh、0.29～0.32分/kWh和0.22～0.25分/kWh之间，随着容量的增加而降低。

2.4 不同容量燃煤电站锅炉典型烟尘超低排放技术运行成本

常规静电除尘器+湿式电除尘器（技术路线1），低低温电除尘器+湿式电除尘器（技术路线2）是当前燃煤电站实现烟尘超低排放的主要技术路线，基于前文不同电除尘器运行成本核算结果，对上述两种烟尘超低排放技术路线运行成本进行测算，不同技术路线运行成本范围如图2所示。结果显示两种烟尘超低排放技术路线运行成本均随着容量的增加而降低，且技术路线2的运行成本高于技术路线1的运行成本，且均高于除尘设施当前的电价补贴0.2分/kWh。由于技术路线2配置了除尘效果稳定高效的低低温电除尘器，烟尘排放浓度可低至10 mg/m3，且具有高效的SO3和重金属协同脱除效果。因此，建议根据除尘效果和稳定性分级设定除尘设施上网电价补贴。

图2 不同容量燃煤电站锅炉典型烟尘超低排放技术运行成本

3 总结与建议

利用电除尘经济性评估方法，对不同容量燃煤电站锅炉新建的常规静电除尘器、低低温电除尘器和湿式电除尘器投资成本和运行成本进行对比分析，结果显示三种电除尘器运行成本均随着容量的增加而降低，且低低温电除尘器的运行成本高于常规静电除尘器的运行成本，且均高于除尘设施当前的电价补贴0.2分/kWh，容量越小高于除尘上网电价补贴数值越大。进一步对两种烟尘超低排放技术路线运行成本进行测算，结果显示两种烟尘超低排放技术路线运行成本均随着容量的增加而降低，且技术路线2的运行成本高于技术路线1的运行成本，且均高于除尘设施当前的电价补贴0.2分/kWh。因此，建议根据除尘效果和稳定性分级设定除尘设施上网电价补贴。