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效計算模型，分別分析機組容量、年運行小時數(shù)、不同SO2排放限值及托盤塔改造對成本效益的影響，以“費用最小化、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

華北電力大學教育部區(qū)域能源系統(tǒng)優(yōu)化重點實驗室

南瑞(武漢)電氣設(shè)備與工程能效測評中心

南瑞集團公司(國網(wǎng)電力科學研究院)

國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術(shù)研究院

結(jié)果表明：

在煤炭含硫量和脫硫效率一定時，100MW、200MW、300MW、600MW和1000MW機組的減排量分別為3.47萬，5.5萬，8.2萬，15.5萬，25萬t，呈逐漸增大趨勢，同時，費效比逐漸減小，說明大容量機組環(huán)境、經(jīng)濟效益明顯;同一機組容量，脫硫成本與年利用時間呈負相關(guān);SO2排放標準越嚴格，噸SO2脫除成本和單位發(fā)電量運行成本越高;托盤塔超低排放改造技術(shù)經(jīng)濟可行，費效比<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;費效分析;托盤塔技術(shù)

0 引言

2015年，我國煤炭消耗總量約為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的26%，是導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準》對鍋爐二氧化硫排放濃度進行了更嚴格地限制。2017年，我國在政府工作報告中再次提及超低排放，在2020年前對燃煤機組全面實施超低排放和節(jié)能改造。截止目前，我國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，同時達到脫硫除塵的目的。

由于減排技術(shù)及污染物排放濃度的限制，實現(xiàn)“超低排放”會造成經(jīng)濟上投入增加較多的現(xiàn)象，但其所帶來的環(huán)境效益卻相對薄弱。費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)濟效益，對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)濟和環(huán)境效益角度，研究燃煤電廠脫硫設(shè)施運行各因素對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

文獻統(tǒng)計顯示，2014年全國廢氣中二氧化硫排放量為1975萬t，工業(yè)二氧化硫排放量為1740萬t，占總二氧化硫排放量的88%。如圖1所示，自“十三五”實施以來，我國二氧化硫排放量呈下降趨勢，這與電力行業(yè)大力推進脫硫措施密切相關(guān)。

圖1近5年SO2排放情況

為滿足日益嚴格的污染物排放標準，我國燃煤脫硫機組容量呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，2015年當年新建投運火電廠煙氣脫硫機組容量約0.53億kW，截止2015年底，全國已投運火電廠煙氣脫硫機組容量約8.2億kW，占全國火電機組容量的82.8 %，占全國煤電機組容量的92.8%。其中，石灰石一石膏濕法所占的比例高達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年電廠脫硫機組的脫硫方法

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