（熱能工程專業(yè)論文）發(fā)電企業(yè)大氣污染排放與治理策略研究.pdf

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 本文在總結(jié)對(duì)比國(guó)內(nèi)外火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上 結(jié)合國(guó)外使用的 一種排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一化能源利用評(píng)價(jià)體系 建立了發(fā)電企業(yè)績(jī)效性評(píng)價(jià)體系 該體系包括能耗指標(biāo) 污染物排放指標(biāo)和污染物綜合評(píng)價(jià)指標(biāo) 根據(jù)大氣污染物總量控制的要求 運(yùn)用發(fā)電企業(yè)排放績(jī)效指標(biāo) 建立了發(fā) 電企大氣污染排放總量控制和分配模型 總結(jié)了當(dāng)前發(fā)電計(jì)劃方式存在的不足 根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排的要求 建立了 節(jié)能環(huán)保發(fā)電規(guī)劃模型 并根據(jù)實(shí)例計(jì)算顯示 該模型能夠有效地降低總煤耗 和污染物排放 關(guān)鍵詞 發(fā)電企業(yè) 大氣污染 績(jī)效性指標(biāo) 總量控制 節(jié)能減排 a b s t r a c t b a s e do nd o m e s t i ca n df o r e i g ne m i s s i o ns t a n d a r do fa i rp o l l u t a n t sf o rt h e r m a l p o w e rp l a n t s c o m b i n e dg e n e r a t i o np e r f o r m a n c e s t a n d a r da n du n i f i e de v a l u a t i o n s y s t e mo fe n e r g yu t i l i z a t i o n s e s t a b l i s h e dp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o ns y s t e ma n di n t e g r a t e d i n d e x e s i no r d e rt os a t i s f ya i rp o l l u t a n tt o t a lq u a n t i t yc o n t r o lr e q u e s t u s ep e r f o r m a n c ei n d e x e st o t o t a lq u a n t i t yc o n t r o la n dd i s t r i b u t ea i rp o l l u t a n t so fg e n e r a t i o nc o m p a n y s u m m a r i z e dt h ed i s a d v a n t a g e do fc u r r e n te l e c t r i c i t yg e n e r a t i o np l a n a c c o r d i n gt ot h er e q u e s to f n a t i o n a le n e r g yc o n s e r v a t i o na n dr e d u c ee m i s s i o n e s t a b l i s h e de n e r g yc o n s e r v a t i o na n dr e d u c ee m i s s i o n g e n e r a t i o np l a nm o d e l t h e na c c o r d i n gt oac 戤沁i n d i c a t et h ee f f e c to f t h i sm o d e l y a n g t a o t h e r m a lp o w e re n g i n e e r i n g d i r e c t e db yp r o f z h o us h a o x i a n g k e yw o r d s g e n e r a t i o nc o m p a n y a i rp o l l u t i o n p e r f o r m a n c ei n d e x s t o t a lq u a n t i t y c o n t r o l e n e r g yc o n s e r v a t i o na n dr e d u c e e m i s s i o n 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 本文在總結(jié)對(duì)比國(guó)內(nèi)外火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上 結(jié)合國(guó)外使用的 一種排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一化能源利用評(píng)價(jià)體系 建立了發(fā)電企業(yè)績(jī)效性評(píng)價(jià)體系 該體系包括能耗指標(biāo) 污染物排放指標(biāo)和污染物綜合評(píng)價(jià)指標(biāo) 根據(jù)大氣污染物總量控制的要求 運(yùn)用發(fā)電企業(yè)排放績(jī)效指標(biāo) 建立了發(fā) 電企大氣污染排放總量控制和分配模型 總結(jié)了當(dāng)前發(fā)電計(jì)劃方式存在的不足 根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排的要求 建立了 節(jié)能環(huán)保發(fā)電規(guī)劃模型 并根據(jù)實(shí)例計(jì)算顯示 該模型能夠有效地降低總煤耗 和污染物排放 關(guān)鍵詞 發(fā)電企業(yè) 大氣污染 績(jī)效性指標(biāo) 總量控制 節(jié)能減排 a b s t r a c t b a s e do nd o m e s t i ca n df o r e i g ne m i s s i o ns t a n d a r do fa i rp o l l u t a n t sf o rt h e r m a l p o w e rp l a n t s c o m b i n e dg e n e r a t i o np e r f o r m a n c es t a n d a r d a n du n i f i e de v a l u a t i o n s y s t e mo fe n e r g yu t i l i z a t i o n s e s t a b l i s h e dp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o ns y s t e ma n di n t e g r a t e d i n d e x e s i no r d e rt os a t i s f ya i rp o l l u t a n tt o t a lq u a n t i t yc o n t r o lr e q u e s t u s ep e r f o r m a n c ei n d e x e st o t o t a lq u a n t i t yc o n t r o la n dd i s t r i b u t ea i rp o l l u t a n t so fg e n e r a t i o nc o m p a n y s u m m a r i z e dt h ed i s a d v a n t a g e do fc u r r e n te l e c t r i c i t yg e n e r a t i o np l a n a c c o r d i n gt ot h er e q u e s to f n a t i o n a le n e r g yc o n s e r v a t i o na n dr e d u c ee m i s s i o n e s t a b l i s h e de n e r g yc o n s e r v a t i o na n dr e d u c ee m i s s i o n g e n e r a t i o np l a nm o d e l t h e na c c o r d i n gt oac 戤沁i n d i c a t et h ee f f e c to f t h i sm o d e l y a n g t a o t h e r m a lp o w e re n g i n e e r i n g d i r e c t e db yp r o f z h o us h a o x i a n g k e yw o r d s g e n e r a t i o nc o m p a n y a i rp o l l u t i o n p e r f o r m a n c ei n d e x s t o t a lq u a n t i t y c o n t r o l e n e r g yc o n s e r v a t i o na n dr e d u c e e m i s s i o n p 士 i明明 本人鄭重聲明 此處所提交的碩士學(xué)位論文 發(fā)電企業(yè)大氣污染排放與治理策略研 究 是本人在華北電力大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間 在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得 的研究成果 據(jù)本人所知 除了文中特j l l j j n 以標(biāo)注和致謝之處外 論文中不包含其他人 已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果 也不包含為獲得華北電力大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或 證書而使用過(guò)的材料 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了 明確的說(shuō)明并表示了謝意 學(xué)位論文作者簽名 型亟遺一 日 期 出習(xí)件園 關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的說(shuō)明 本人完全了解華北電力大學(xué)有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 即 學(xué)校有權(quán)保管 并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件 學(xué)校可以采用影印 縮印或其它復(fù)制手 段復(fù)制并保存學(xué)位論文 學(xué)?？稍试S學(xué)位論文被查閱或借閱 學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為 目的 復(fù)制贈(zèng)送和交換學(xué)位論文 同意學(xué)?？梢杂貌煌绞皆诓煌襟w上發(fā)表 傳播學(xué) 位論文的全部或部分內(nèi)容 涉密的學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定 作者簽名 導(dǎo)師簽名 日期 2 啦掣趟掣 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 課題的背景及意義 第一章緒論弟一早珀陋 發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)電能的同時(shí) 給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染 尤其是火力發(fā)電廠大量 的使用化石燃料 如煤 石油 天然氣等 而在我國(guó)的特殊能源結(jié)構(gòu)中又是以煤為 主 五大發(fā)電集團(tuán)也都是以燃煤的火力發(fā)電為主 燃煤的火電機(jī)組裝機(jī)容量約占到 我國(guó)裝機(jī)容量的7 5 結(jié)果產(chǎn)生了大量的大氣污染物 如果不對(duì)其進(jìn)行合理的治理 將會(huì)嚴(yán)重的影響環(huán)境和人類的健康 火力發(fā)電廠尤其是燃煤電廠排放的主要大氣污染物有煙塵 阻 衲z n g 等 重金屬 另外還有大量的c 0 2 排出 目前被公認(rèn)的四大公害有 大氣煙塵 酸雨 溫室效應(yīng) 臭氧層的破壞 燃煤的火力發(fā)電構(gòu)成其中的主要部分 c 0 2 是一種溫室氣體 對(duì)全球的氣候變暖有一定的影響 但全球氣候變暖的主 要原因目前還存在許多爭(zhēng)論 1 在以礦物燃料為主要能源的電力生產(chǎn)中排放出的 c 0 2 量超過(guò)a 陵排放總量的3 0 由于它產(chǎn)生量大 而且目前的技術(shù)水平有限 故暫 且不是治理的重點(diǎn) 但是對(duì)于煙塵 觀 崛 n g 等重金屬的污染有相同的認(rèn)識(shí) 故對(duì)其進(jìn)行治 理很自熱的擺在了發(fā)電企業(yè)的面前 針對(duì)目前發(fā)電企業(yè)大氣污染狀況 國(guó)家和地方制定了一系列的法規(guī) 政策 規(guī) 劃和標(biāo)準(zhǔn)等措旌來(lái)控制其排放 例如 中華人民共和國(guó)大氣污染防治法 酸雨控 制中長(zhǎng)期規(guī)劃 火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn) 排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例 這些 政策的出臺(tái)就是要嚴(yán)格的對(duì)其大氣污染進(jìn)行控制 所以發(fā)電企業(yè)必須認(rèn)真考慮和面 對(duì)國(guó)家和地方的要求 z j 隨著公眾環(huán)境意識(shí)的提高 公眾為了維持自身的利益 對(duì)環(huán)境要求越來(lái)越高 而且發(fā)達(dá)國(guó)家也有環(huán)境公害事件的先例 所以公眾的壓力也是發(fā)電企業(yè)也必須要面 對(duì)的 又因?yàn)榇髿馕廴疚锂a(chǎn)生以后 不是固定在一個(gè)區(qū)域的 它是具有流動(dòng)性的 而 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)走了先污染后治理的道路 他們深深的感覺(jué)到了環(huán)境污染所帶來(lái) 的傷害 因此對(duì)全球的大氣污染問(wèn)題給我國(guó)施加了一定的壓力 可以預(yù)計(jì) 綠色電力是未來(lái)市場(chǎng)的主力 為了廣泛的參與國(guó)內(nèi)國(guó)際活動(dòng) 增加 企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 樹(shù)立良好的企業(yè)形象 對(duì)發(fā)電企業(yè)來(lái)說(shuō) 要承擔(dān)的環(huán)保成本也 越來(lái)越大 因此如何妥善的處理環(huán)保與發(fā)展的矛盾 并通過(guò)量化評(píng)價(jià)方法加強(qiáng)所屬 發(fā)電企業(yè)的污染控制 是必須認(rèn)真加以研究和解決的問(wèn)題 只有這樣 也必須這樣 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 企業(yè)才能存活 走可持續(xù)發(fā)展的道路 研究我國(guó)發(fā)電企業(yè)的環(huán)境特性 結(jié)合全國(guó)和區(qū)域發(fā)電企業(yè)大氣污染總量控制目 標(biāo) 研究發(fā)電企業(yè)大氣污染物排放與治理策略 可以促進(jìn)或幫助國(guó)家和地方以及電 力行業(yè)環(huán)境政策的制定 提高我們賴以生存的環(huán)境質(zhì)量 幫助相關(guān)管理部門掌握發(fā) 電企業(yè)的環(huán)境影響情況 以及如何應(yīng)對(duì)環(huán)保要求做出正確的選擇 幫助企業(yè)走上良 性循環(huán) 節(jié)能環(huán)保 具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的道路 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國(guó)電力生產(chǎn)主要能源是煤炭 產(chǎn)生的大氣污染物主要來(lái)自燃煤的火力發(fā)電 廠 因此燃煤發(fā)電如何走出一條全面 協(xié)調(diào) 可持續(xù)發(fā)展的新型工業(yè)化道路是電力 行業(yè)的重要課題 近年來(lái) 中國(guó)電力行業(yè)的環(huán)境保護(hù)工作得到了進(jìn)一步加強(qiáng) 在煙塵的治理方面 目前安裝電除塵器的比例達(dá)n 8 5 以上 2 0 0 4 年發(fā)電裝機(jī)容量比1 9 8 0 年提高了5 倍 以上 煙塵排放總量比1 9 8 0 年減少3 2 以上 實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)減污 隨著環(huán)保要求進(jìn)一 步提高 以及電除塵器本身的局限性和運(yùn)行管理中出現(xiàn)的問(wèn)題 已經(jīng)逐漸暴露出不 能適應(yīng)新的形勢(shì)和新的要求 針對(duì)這種情況 對(duì)原有靜電除塵器的改造以及尋找新 的除塵設(shè)備的研究越來(lái)越多 袋式除塵器以它特有的優(yōu)勢(shì)在我國(guó)城市燃煤電廠的除 塵改造 燃用特殊煤種的電廠除塵以及部分新建電廠的除塵領(lǐng)域的應(yīng)用正在受到重 視 二氧化硫控制方面 雖然起步較晚 但進(jìn)展較快 多年來(lái) 通過(guò)燃用低硫煤 關(guān)停小火電機(jī)組 節(jié)能降耗和推進(jìn)煙氣脫硫等綜合措施取得了一定的成效 燃燒低 硫煤是降低s o s 排放的基本措施 也取得了一定的成效 還有在燃燒當(dāng)中對(duì)s 0 2 的排 放進(jìn)行控制 煙氣脫硫是最末端的也是最有效的控制s d 排放的技術(shù)手段 也是目 前研究最多的課題 煙氣脫硫技術(shù)方法很多 技術(shù)上最成熟應(yīng)用最廣的是石灰石 石膏 濕法脫硫技術(shù) 其投資和運(yùn)行費(fèi)用也大 目前已建成脫硫設(shè)施2 0 0 0 多萬(wàn)干 瓦 在建和已簽約的超過(guò)1 億干瓦 兩控區(qū)二氧化硫治理重點(diǎn)項(xiàng)目加速實(shí)施 開(kāi)工 和完成的項(xiàng)目達(dá)到8 3 其中建成和在建的火電脫硫規(guī)模達(dá)n 4 0 0 0 萬(wàn)干瓦 我國(guó)燃煤電廠在 d 排放控制方面起步相對(duì)較晚 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 火電廠大氣污染物 排放標(biāo)準(zhǔn) g b l 3 2 2 3 1 9 9 6 于1 9 9 7 年1 月才對(duì)新建大型燃煤電廠n o 排放提出限值要 求 目前的控制n o 放的措施主要是通過(guò)優(yōu)化火電結(jié)構(gòu) 發(fā)展大容量高參數(shù)的燃 o 煤發(fā)電機(jī)組 提高能源利用率 低氮燃燒技術(shù) 及循環(huán)流化床等技術(shù)控制其排放 煙氣脫銷技術(shù)由于技術(shù)難度 起步較晚 工程造價(jià)高以及國(guó)家對(duì)其控制要求比較晚 目前還沒(méi)有大量使用 只是在個(gè)別電廠的示范工程 燃煤電廠重金屬的控制研究是2 1 世紀(jì)最重要的環(huán)保課題之一 美國(guó)對(duì)燃煤電 2 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 廠汞的監(jiān)測(cè)和控制技術(shù) 燃燒前和燃燒后 研究較多 積累資料豐富 我國(guó)此項(xiàng)研究 尚在起步階段 總的來(lái)說(shuō) 目前對(duì)抑制燃煤重金屬的研究無(wú)論在理論上還是實(shí)用上 都已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的高度和深度 但是 目前的研究主要集中在局部技術(shù) 如吸 附劑的開(kāi)發(fā)和事后治理等 停留在傳統(tǒng)的研究方法上或者是基本方法的延伸 深入 缺乏基礎(chǔ)理論和跨學(xué)科方面的突破性技術(shù)成果 同時(shí) 國(guó)內(nèi)在合理利用燃煤產(chǎn)物的 問(wèn)題上還存在很多空白 解決了這些問(wèn)題將會(huì)大大減少二次污染和交叉污染 3 13 1 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家電力工業(yè)大氣污染的控制起步較早 技術(shù)成熟 在電力生產(chǎn)滿足 消費(fèi)的前提下 大氣污染基本得到了有效的控制 美國(guó)的電力能源消耗和我國(guó)相似 煤炭發(fā)電占到了5 0 以上 美國(guó)發(fā)電企業(yè)在大氣污染控制方面突入了大量的資金 通過(guò)安裝靜電除塵器 燃用低硫煤 低氮燃燒技術(shù) 安裝煙氣脫硫和脫氮設(shè)備有效 的控制了煙塵 觀 n o w 等污染物的排放 此外排污交易也起到了一定的作用 已經(jīng)開(kāi)始了汞排放控制研究中心的設(shè)立 研究先進(jìn)的燃煤技術(shù)以及尋找潔凈和高效 發(fā)電技術(shù)方面做了很多工作 還可以通過(guò)電力結(jié)構(gòu)調(diào)整如發(fā)展核電 可再生能源發(fā) 電等等 法國(guó)是核電大國(guó) 8 0 是核電 只有約5 是火電 日本由于能源短缺 主要 依靠進(jìn)口 所以在能源使用上有一定的靈活性和選擇權(quán) 以東京電力為例 1 3 水 力 4 3 天然氣 l n ga n dl p g 2 煤 1 4 石油和2 8 的核電 通過(guò)清潔能源的 使用 提高能源利用率以及安裝脫除氮氧化物和硫氧化物設(shè)備裝置來(lái)防治大氣污 染 法國(guó)和日本相似 對(duì)大氣污染排放控制手段都是從源頭如低硫煤 優(yōu)質(zhì)燃料 生產(chǎn)過(guò)程如高效低污染或無(wú)污染燃燒技術(shù)以及末端安裝煙氣脫硫脫硝設(shè)備 靜電除 塵設(shè)備等 1 4 2 7 改變能源結(jié)構(gòu)是從根本上減少大氣污染的首要措施 但是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)決定了 煤炭是發(fā)電的主要能源 隨著總量控制的實(shí)施和環(huán)保要求的進(jìn)一步提高 一些孤立 的措施已經(jīng)不能解決當(dāng)前的大氣污染排放 必須采取綜合措施予以解決 1 3 課題研究的內(nèi)容 本課題是對(duì)我國(guó)發(fā)電企業(yè)大氣污染排放與治理策略為研究對(duì)象的 首先要通過(guò) 對(duì)國(guó)內(nèi)外發(fā)電企業(yè)大氣污染物排放與治理策略的研究現(xiàn)狀 趨勢(shì)進(jìn)行分析 再針對(duì) 我國(guó)發(fā)電企業(yè)大氣污染物排放現(xiàn)狀 如各種污染物的排放量 采取的治理措施對(duì)比 國(guó)家的環(huán)保要求 提出電力企業(yè)的治理策略 目前的研究還集中在國(guó)家怎樣制定政 策 制定什么政策來(lái)應(yīng)對(duì)企業(yè)污染以及電廠污染治理技術(shù)方面 由于我國(guó)所目前使 用的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是以濃度為標(biāo)準(zhǔn) 濃度標(biāo)準(zhǔn)不能產(chǎn)生不斷的動(dòng)力和 刺激 使企業(yè)采取更好的技術(shù) 同時(shí)濃度標(biāo)準(zhǔn)與總量控制的聯(lián)系不緊密 存在所有 電廠都達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 仍會(huì)出現(xiàn)排放總量超過(guò)規(guī)定的總量控制目標(biāo)的現(xiàn)象 隨著國(guó) 3 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 家對(duì)主要污染物的總量控制 也應(yīng)有更先進(jìn)的控制污染物排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)代替濃度標(biāo) 準(zhǔn) 引入排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn) g p s 是以電能的產(chǎn)出為基礎(chǔ)制定污染物的排放標(biāo)準(zhǔn) 即 以單位發(fā)電量所排出的污染物的數(shù)量而制定 從而將污染物的排放不僅和燃料緊密 相連 而且和生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)效率等緊密相連 對(duì)于促進(jìn)清潔能源的使用 提高發(fā) 電廠的生產(chǎn)效率 減少污染物排放發(fā)揮巨大作用 對(duì)目前大氣污染物總量控制方法及其存在的問(wèn)題進(jìn)行綜述比較 這對(duì)電力企業(yè) 的生產(chǎn)特點(diǎn) 提出基于排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)的大氣污染總量控制方法 總量控制一是如何 確定污染物允許排放總量 二是如何公平合理的將污染物分配到各個(gè)排放源 基于排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)發(fā)電企業(yè)的大氣污染物排放實(shí)行總量控制 首先要通過(guò) 企業(yè)的污染物排放總量控制目標(biāo)和控制目標(biāo)年的預(yù)測(cè)發(fā)電量 計(jì)算出各種污染物排 放績(jī)效控制標(biāo)準(zhǔn)值 利用排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)值和企業(yè)年度計(jì)劃發(fā)電量對(duì)企業(yè)大氣污染排 放量進(jìn)行分配 對(duì)于不能達(dá)標(biāo)的污染源 分析確定各規(guī)劃水平年的主要污染物消減 總量 在總量控制的基礎(chǔ)上 研究了發(fā)電企業(yè)污染物排放交易的可行性 以及存在的 主要問(wèn)題 以上的大氣污染物總量控制是按照某個(gè)排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn) 以機(jī)組或電廠的裝機(jī)容 量乘以年發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)為年發(fā)電量參與分配的 在這種分配方式中 是先制 定了排放標(biāo)準(zhǔn) 所有機(jī)組的發(fā)電時(shí)間按同一標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 發(fā)電企業(yè)為了達(dá)到這種排放 標(biāo)準(zhǔn) 自行選擇相應(yīng)的污染物控制措施 實(shí)際中 發(fā)電機(jī)組的供電煤耗和各種污染物的排放績(jī)效指標(biāo)各不相同 所以在 一個(gè)區(qū)域或者電力系統(tǒng)中 在滿足區(qū)域電力需求總量的情況下 可以對(duì)各個(gè)電廠的 發(fā)電年度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整 對(duì)供電煤耗和污染物排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)低的機(jī)組 電廠制定較 多的年度發(fā)電計(jì)劃 反之則降低年度發(fā)電計(jì)劃 對(duì)目前國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的要求 建 立了發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排發(fā)電規(guī)劃模型 模型是以總煤耗和各種污染物排放總量為最 小目標(biāo) 以機(jī)組 電廠的發(fā)電量為約束建立的多目標(biāo)控制模型 最后化為單目標(biāo)來(lái) 求解 應(yīng)用實(shí)例對(duì)其模型效果進(jìn)行檢驗(yàn) 最終對(duì)有關(guān)決策者提供依據(jù) 4 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章國(guó)內(nèi)外火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn) 2 1 我國(guó)火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)啪3 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 污染治理技術(shù) 經(jīng)濟(jì)條件等因素 對(duì)排入大氣的有害物質(zhì)和產(chǎn)生危害的各種因素所做的限制性規(guī)定 由于其具有法律 效力 對(duì)大氣污染源的排放行為能起到約束和限制作用 從而對(duì)大氣污染的控制有 著重要的意義 第一個(gè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 早在1 9 7 3 年 我國(guó)頒布了第一個(gè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 工業(yè) 三廢 排放試 行標(biāo)準(zhǔn) g b j 4 7 3 標(biāo)準(zhǔn)的廢氣部分給出了1 3 類有害物質(zhì)的排放限值 其中針對(duì) 電站給出了7 種不同高度排氣簡(jiǎn)所對(duì)應(yīng)的二氧化硫和煙粉塵允許排放速率 k g h 由 于該標(biāo)準(zhǔn)以大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù) 允許排放量限值隨著煙囪增高而逐漸增大 所以刺激了電廠高煙囪和多煙囪的建設(shè) 然而 高煙囪排放雖然在一定程度上利用 了大氣的自凈能力 但不能從根本上解決污染治理問(wèn)題 雖然能降低近距離污染物 落地濃度 卻不能減少污染物排放總量 隨著機(jī)組容量增大 煙囪高度的增加 污 染范圍擴(kuò)大 污染物在空中停留時(shí)間增長(zhǎng) 也使形成酸雨的機(jī)會(huì)增加 總之 該標(biāo) 準(zhǔn)尚未意識(shí)到排放標(biāo)準(zhǔn)中的污染物總量控制 電廠污染物排放濃度和污染物的區(qū)域 性轉(zhuǎn)移問(wèn)題 也沒(méi)有考慮氣象 地形等因素的地區(qū)性差異 且要求過(guò)低 未能有效 控制電廠污染物的排放 首次制訂 燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) g b l 3 2 2 3 9 1 該標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)有 二氧化硫允許排放量由定值發(fā)展到計(jì)算公式 采用p 值法控n 氧化硫允許排放量 k g h 給定煙囪高度即可計(jì)算出二氧化硫的允許排放量 將多個(gè)煙囪的有效排放高 度等效為一個(gè)煙囪的有效高度 避免了電廠為達(dá)標(biāo)而多建煙囪的現(xiàn)象 按新 老電 廠和不同的燃煤灰份規(guī)定了煙塵排放濃度限值 該標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題主要是 沒(méi)有明確將來(lái)時(shí)段的超前指標(biāo) 二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn) 較松且未實(shí)行濃度控制 按此標(biāo)準(zhǔn) 只有較大的火電廠才可能超標(biāo) 因此不能顯著 地削減二氧化硫排放量 修訂后的 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) g b l 3 2 2 3 1 9 9 6 增加了從1 9 9 7 年開(kāi) 始的第3 時(shí)段 第3 時(shí)段二氧化硫?qū)嵭信欧趴偭颗c排放濃度雙重控制 增加了氮氧 化物排放濃度限值 然而該標(biāo)準(zhǔn)也還存在一些問(wèn)題 如p 值控制標(biāo)準(zhǔn)寬松不能顯著地 有效地削減 二氧化硫排放量 二氧化硫允許排放量計(jì)算公式比較復(fù)雜 不便于操作 區(qū)域劃分 5 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 不夠詳細(xì)只對(duì)第3 時(shí)段排放二氧化硫和氮氧化物有濃度限值 對(duì)第l 2 時(shí)段卻沒(méi) 有濃度限值 造成有大量的電廠不受排放濃度限值的約束 此外第3 時(shí)段濃度限值 過(guò)于寬松 也不能起到有效的控制作用 最新修訂的 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) g b l 3 2 2 3 2 0 0 3 給出了所有電廠 二氧化硫 煙塵 氮氧化物的排放濃度限制 使火電廠的大氣污染物排放控制形成 一個(gè)有機(jī)的整體 并且采用達(dá)標(biāo)預(yù)告的形式 提前給出了2 0 0 5 年和2 0 1 0 年火電廠 的二氧化硫和煙塵排放應(yīng)執(zhí)行的限值 從而有利于火電廠根據(jù)各自的具體情況采取 適當(dāng)?shù)呐欧趴刂拼胧?對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)中的全廠二氧化硫最高允許排放速率限值測(cè)算方法 p 值法 進(jìn)行了完善 2 2 國(guó)外電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)陘朝 各國(guó)的排放標(biāo)準(zhǔn)和表示方式不盡相同 一般有濃度控制和總量控制兩類 或兩 者兼有 美國(guó)按鍋爐輸人百萬(wàn)英熱單位 m b t u 的熱量容許排出多少觀 并規(guī)定 應(yīng)有脫硫措施及其脫硫率 日本按排煙高度的平方值限制s 0 2 排放量 并對(duì)不同地 區(qū)規(guī)定不同的k 系數(shù) 稱k 值法 德國(guó)按不同機(jī)組容量限定排煙中的觀濃度 并 同時(shí)規(guī)定必須有脫硫措施 俄羅斯按鍋爐輸入單位熱值規(guī)定s d 允許排放量 g m j 和煙氣s 0 2 濃度 m g m 3 并對(duì)新建電廠或老電廠分別作出規(guī)定 2 2 1 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 1 9 7 1 年美國(guó)首次發(fā)表 新污染源性能標(biāo)準(zhǔn) v s p s 對(duì)熱功率為7 3 m w 以上的 新建電廠鍋爐 規(guī)定觀排放量不得超過(guò)1 2 l b m b t u 相當(dāng)于o 5 1 6 9 m j 1 9 7 9 年美國(guó) 環(huán)保局對(duì)此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改 要求燃用高硫煤的新建鍋爐的脫硫率在9 0 以上 并限 制s 0 2 排放量不得超過(guò)1 2 l b m b t u o 5 1 6 9 m j 對(duì)于燃用中低硫煤的鍋爐 要求脫 硫率為7 0 9 0 并限制 蛾排放量不得超過(guò)0 6 l b m b t u o 2 5 8 9 m i 1 9 9 0 年1 1 月1 5 日 美國(guó)頒布了 潔凈空氣法修正案 c a a a 這一法案采取 了新的污染排放控制策略 c a a a 要求 到本世紀(jì)末全美 蛾排放量在1 9 8 0 年的基 礎(chǔ)上減少1 0 0 0 萬(wàn)噸 計(jì)劃分兩階段進(jìn)行 在第1 階段 1 9 9 0 年1 1 月1 5 日至1 9 9 5 年1 月1 日 要求 昭排放量最大的1 1 0 座電站 總?cè)萘? 9 5 4 5 m w 的2 6 1 臺(tái)設(shè)備采 取措施使 財(cái)平均排放量低于2 5 1 l b m b t u 1 0 7 5 9 m j 第1 階段計(jì)劃完成后 可使 觸排放量減少5 0 0 萬(wàn)噸 在第2 階段 1 9 9 5 年1 月1 日至1 9 9 9 年1 2 月3 1 日 末 要求所有容量為2 5 m w 以上的電廠采取控制措施使觀排放量低于 1 2 1 b m b t u o 5 1 6 9 m j 涉及7 8 5 個(gè)電廠 2 7 個(gè)州的2 1 0 0 臺(tái)機(jī)組 法案規(guī)定 2 0 0 0 年以后全美s 0 2 排放總量控制在8 9 0 萬(wàn)噸以內(nèi) 此外 在c a a a 還制訂了一些讓步政策 在削減 蛾排放量的第1 階段 為鼓 6 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 勵(lì)電廠安裝高效洗滌裝置 可放寬期限2 年 或發(fā)給額外的排放權(quán) 在第2 階段對(duì) 采用潔凈煤技術(shù)的電廠可放寬期限4 年 在此基礎(chǔ)上 為使企業(yè)尋求經(jīng)濟(jì)性最好的途徑來(lái)滿足排放要求 建立了排放指 標(biāo)交易制度 所謂排放指標(biāo)是指美國(guó)環(huán)保局 e p a 分配給各電站的年允許s o s 排放 量 如超過(guò)e p a 所給的允許排放量 e p a 將依法對(duì)其罰款 如果排放量低于此指標(biāo) 其剩余指標(biāo)可像股票一樣在污染物排放指標(biāo)市場(chǎng)上交易流通 c a a a 中已對(duì)前述的 1 1 0 個(gè)大型電站的s 0 2 排放指標(biāo)作了規(guī)定 還規(guī)定其它電站的s 0 2 排放指標(biāo)由e p a 于 1 9 9 1 年1 2 月底以前做出決定 這些排放指標(biāo)主要以1 9 8 5 年電站運(yùn)行數(shù)據(jù)為基準(zhǔn) 2 2 2 德國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 原聯(lián)邦德國(guó)于1 9 8 3 年頒布了 大型燃燒裝置法 g e f a v o 規(guī)定了熱功率5 0 m w 以上的燃燒裝置s o s 的排放限量 此法規(guī)規(guī)定1 9 9 3 年仍將繼續(xù)運(yùn)行的老機(jī)組 在規(guī) 定的寬限期滿后必須遵守與新機(jī)組相同的s q 排放標(biāo)準(zhǔn) 還規(guī)定自該法生效日 1 9 8 8 年7 月1 日 起5 年后 熱功率高于3 0 0 m w 的老機(jī)組必須遵守與新機(jī)組相同的標(biāo)準(zhǔn) 老機(jī)組如不加裝煙氣凈化設(shè)備 則不得在1 9 9 3 年4 月1 日以后運(yùn)行 民主德國(guó) 聯(lián)邦德國(guó)合并后 針對(duì)原民主德國(guó)的機(jī)組 德國(guó)大型燃燒裝置法 規(guī)定 1 不進(jìn)行改造的老設(shè)備剩余使用壽命將于1 9 9 2 年7 月1 日終止 2 對(duì)改造的 老機(jī)組 1 9 9 6 年7 月1 日前必須完成s o 和n o 降低措施 除此之外 德國(guó)g e f a v o 對(duì)脫硫裝置還有一條其它國(guó)家都未規(guī)定的要求 即煙囪出口溫度大于7 2 2 2 3 日本標(biāo)準(zhǔn) e t 本于1 9 6 8 年1 2 月1 日起實(shí)施k 值法 哆排放標(biāo)準(zhǔn) 其計(jì)算式如下 1 0 3 9 n e 2 m 3 h 2 1 式中 如為s o s 允許排放量 m 3 廂 脅為煙囪有效抬升高度 即煙囪實(shí)際高 度與煙氣抬升高度之和 m 煙氣抬升高度規(guī)定用b o s a n q u e t 公式計(jì)算 不同地區(qū)規(guī)定不同的k 值 表示限制的寬嚴(yán)程度 其數(shù)值以逐步使 蛾的排放 量達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo) 經(jīng)常進(jìn)行修改 逐步減少k 值 即減少允許排放量 按硫 氧化物的一般排放標(biāo)準(zhǔn) 將全國(guó)分為1 6 類 k 值在3 0 1 7 5 范圍內(nèi) 1 9 7 6 年 除此 之外 還規(guī)定了特別排放標(biāo)準(zhǔn) 嚴(yán)格控制特定地區(qū)的硫氧化物排放量 將地區(qū)劃分 為l 2 3 級(jí) 其足值分別規(guī)定為1 1 7 1 7 5 2 3 4 如工廠密集地區(qū)很難用k 值達(dá)到規(guī)定的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 就要考慮其地形 氣 象 發(fā)生源的狀態(tài)等地區(qū)特性 采取科學(xué)的預(yù)測(cè)方法 對(duì)該地區(qū)的污染物質(zhì)按下式 計(jì)算其排放允許總量 7 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 q a w 各 2 2 式中 曠硫氧化物允許排放量 肜一一特定工廠中硫氧化物產(chǎn)生設(shè)施使用的原料和燃料量 口 為達(dá)到消減目標(biāo)量 當(dāng)?shù)卣?guī)定的常數(shù) 卜在o 8 0 1 0 0 范圍內(nèi) 當(dāng)?shù)卣鶕?jù)特定地區(qū)工廠規(guī)模及分布狀況 以及原料 燃料使用情況所規(guī)定的常數(shù) 1 9 7 4 年1 1 月1 7 日規(guī)定了第1 次總量限制的指定地區(qū) 共有1 1 個(gè)地區(qū) 1 9 7 5 年1 2 月1 0 日又規(guī)定了第2 次總量限制的指定地區(qū) 共有8 個(gè)地區(qū) 1 9 7 6 年9 月 2 8 日第3 次規(guī)定了5 個(gè)地區(qū)為總量限制的指定地區(qū) 2 3 排放標(biāo)準(zhǔn)比較 通?；痣姀S引用的排放標(biāo)準(zhǔn)有三類 即濃度標(biāo)準(zhǔn) 熱值標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)電績(jī)效標(biāo)準(zhǔn) 濃度標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)現(xiàn)有的 最佳實(shí)用技術(shù)制定的標(biāo)準(zhǔn) 以此來(lái)鼓勵(lì)發(fā)電企業(yè)淘汰 落后生產(chǎn)工藝 使用最佳實(shí)用技術(shù) 一般講 以技術(shù)為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)不利于鼓勵(lì)技術(shù) 進(jìn)步 因?yàn)闈舛葮?biāo)準(zhǔn)不能產(chǎn)生不斷的動(dòng)力和刺激 使企業(yè)采取更好的技術(shù) 同時(shí)濃 度標(biāo)準(zhǔn)與總量控制的聯(lián)系不緊密 存在所有電廠都達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 仍會(huì)出現(xiàn)排放總 量超過(guò)規(guī)定的總量控制目標(biāo)的現(xiàn)象 熱值標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)電廠發(fā)電耗煤的熱值來(lái)制定污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 由于煤是電廠的 一種投入 也稱為以投人為基礎(chǔ)的排放標(biāo)準(zhǔn) 熱值標(biāo)準(zhǔn)未考慮電廠的能源使用效率 和排污強(qiáng)度 對(duì)兩個(gè)電廠來(lái)說(shuō) 如果它們都需要相同的燃料 但是它們的發(fā)電效率 和排污強(qiáng)度不一樣 它們最終所產(chǎn)生的發(fā)電量和污染物是不一樣的 因此以電廠燃 煤熱值為基礎(chǔ)的排放標(biāo)準(zhǔn)不能反映發(fā)電效率和排污強(qiáng)度 發(fā)電績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)單位發(fā)電量所排放的污染物數(shù)量制定 由于發(fā)電量對(duì)電廠 來(lái)說(shuō)是一種產(chǎn)出 也稱基于產(chǎn)出的績(jī)效標(biāo)準(zhǔn) 與熱值標(biāo)準(zhǔn)相比 發(fā)電績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī) 定單位電量的排放值 沒(méi)有規(guī)定電廠使用的燃料和采用何種技術(shù) 有利于促進(jìn)電廠 提高發(fā)電效率 促進(jìn)清潔能源使用 建立相對(duì)公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境 g p s 標(biāo)準(zhǔn)可歸納為 以下三個(gè)方面的作用 1 倉(cāng)j j 造一個(gè)公平的競(jìng)爭(zhēng)平臺(tái) 使得機(jī)組 電廠的環(huán)境成本平等 在平均發(fā)電績(jī)效值下 發(fā)電績(jī)效好的企業(yè)將獲得更多的獎(jiǎng)勵(lì) 2 有利于促進(jìn)清潔能 源發(fā)電 促進(jìn)機(jī)組 電廠采用天然氣等清潔能源發(fā)電 減少每度電的污染排放強(qiáng)度 3 有利于提高機(jī)組效率 改進(jìn)技術(shù) 從而減少每度電的污染排放強(qiáng)度 與大多數(shù)國(guó)家一樣 我國(guó)對(duì)污染物的排放控制是按濃度標(biāo)準(zhǔn)制定和實(shí)施的 現(xiàn) 行 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) g b l 3 2 2 3 2 0 0 3 是2 0 0 3 年修訂的 于2 0 0 4 年 1 月1 日實(shí)施 與g b l 3 2 2 3 1 9 9 6 相比 在實(shí)施范圍 指標(biāo)等方面都做了較大調(diào)整 8 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 制定了嚴(yán)格的限制標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)電廠的煙塵 s 0 2 n o 的排放濃度提出新的要求 對(duì) 污染物減排起到較大的促進(jìn)作用 濃度控制簡(jiǎn)單易行 但卻存在很多不足 首先 濃度指標(biāo)不能真實(shí)反映企業(yè)對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn) 產(chǎn)品產(chǎn)量 及其環(huán)境代價(jià)的關(guān)系 這使得 濃度標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)顯得明顯不足 單一的濃度控制標(biāo)準(zhǔn)掩蓋了污染源之間的差 別 不利于制定排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 使排污收費(fèi)存在不合理性 必然導(dǎo)致排污權(quán)審核及 其交易缺乏合理性 也難以勝任各地區(qū)之間電力輸配出現(xiàn)的污染轉(zhuǎn)移及其支付問(wèn)題 的研究 更重要的是由于濃度指標(biāo)不具有可比性 使環(huán)境管理面臨很大的困難 這 是總量控制無(wú)法細(xì)化的根本原因 濃度標(biāo)準(zhǔn)的決策控制變量不能反映總量控制模型 之中 這使總量控制模型的優(yōu)化猶如隔靴搔癢 無(wú)法深入 這說(shuō)明整個(gè)能源利用之 環(huán)境影響評(píng)價(jià)的理論體系還很薄弱 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步 濃度控制的這 些缺點(diǎn)和不足日益顯露 2 4 排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際經(jīng)驗(yàn) 排放績(jī)效不是一種舶來(lái)品 在我國(guó)的一些工業(yè)行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中已有排放 績(jī)效的概念 但是 作為發(fā)電績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用最為成功的是美國(guó)環(huán)境保護(hù)部門和電力 部門 2 4 1 美國(guó)電力行業(yè)污染控制的經(jīng)驗(yàn) 目前總量分配的方法有拍賣法 歷史法和排放績(jī)效法 在美國(guó)酸雨計(jì)劃中 配 額是按照歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分配的 只有很少一部分 2 用來(lái)拍賣 美國(guó)在氮氧化物控 制計(jì)劃里 已經(jīng)采用基于排放績(jī)效的分配方法 美國(guó)環(huán)保局正在制定的酸雨計(jì)劃 二 期 也將采用排放績(jī)效法分配氮氧化物配額 根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦政府關(guān)于污染物排放總量控制計(jì)劃要求 馬薩諸塞州 麻省 于 1 9 9 9 年1 1 月制定并實(shí)施了一項(xiàng)降低氮氧化物排放的新舉措 即氮氧化物配額交易 計(jì)劃 該計(jì)劃作為聯(lián)邦計(jì)劃的一部分 其目的是減少區(qū)域內(nèi)氮氧化物的排放 保證 本州臭氧排放達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求 從2 0 0 3 年開(kāi)始 在每個(gè)臭氧季節(jié) 5 9 月 該計(jì)劃將降低和限制麻省的大型發(fā)電廠的排放 約1 2 8 6 1 噸 基于發(fā)電績(jī) 效的g p s 計(jì)劃將改變發(fā)電機(jī)組的相對(duì)費(fèi)用 鼓勵(lì)了高能效機(jī)組 同樣 麻省還將績(jī) 效分配方法引人n 氧化硫控制上 麻省以電力輸出量為依據(jù)來(lái)分配配額的做法鼓 勵(lì)了污染治理和提高發(fā)電效率 2 4 2 瑞典排放績(jī)效方法的應(yīng)用 瑞典對(duì)控制能源行業(yè)產(chǎn)生的污染物非常重視 采取了一些列政策手段和經(jīng)濟(jì)手 段 包括環(huán)境稅和排污收費(fèi) 其中能源行業(yè)的崛收費(fèi)是利用績(jī)效方法促進(jìn)清潔能 源發(fā)展的一個(gè)范例 9 華北電力人學(xué)碩士學(xué)位論文 瑞典從1 9 9 2 年開(kāi)始實(shí)施n o 收費(fèi) 這項(xiàng)政策規(guī)定只對(duì)大中型能源工廠征收 x 1 9 9 2 年大約1 2 0 家工廠繳納了排污費(fèi) 征收n o 的標(biāo)準(zhǔn)是 克朗 為了避免使x 4 0 0 0 0 t 沒(méi)有征收的小廠從中受益 征收的排污費(fèi)按企業(yè)生產(chǎn)有用能源比例返還給繳納排污 費(fèi)的企業(yè) 這樣 本制度對(duì)消減 曉排放和提高能源利用效益方面產(chǎn)生刺激 單位 能源生產(chǎn)排放n o 低的工廠能夠獲得效益 排放量較高的工廠將是凈支出 x 瑞典的no收費(fèi)雖然與發(fā)電績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)在形式上有所不同 但它們都是基于產(chǎn)出 的有效能源來(lái)控制污染物排放量 基本原理是相同的 瑞典這種按生產(chǎn)有效能源返 還排污費(fèi)的方式受到了很好的效果 使n o 從2 0 世紀(jì)8 0 年代末的減少到 2 5 0 0 0 t 1 9 9 2 年的1 5 0 0 0 t 排放總量消減了4 0 1 0 華北電力大學(xué)碩上學(xué)位論文 第三章發(fā)電企業(yè)績(jī)效性評(píng)價(jià)體系的建立 電力行業(yè)是我國(guó)大氣污染治理的重點(diǎn) 我國(guó)以火電為主的電源結(jié)構(gòu)適合我國(guó)以 煤炭為主的能源特點(diǎn) 但大量燃煤電廠的存在卻給環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力 在燃煤發(fā) 電利用過(guò)程中 會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳 二氧化硫和煙塵等污染性物質(zhì) 2 0 0 6 年全 國(guó)火力發(fā)電廠煙塵排放量3 7 0 萬(wàn)噸 二氧化硫排放量1 3 5 0 萬(wàn)噸 其中 電力二氧 化硫排放量占全國(guó)排放量的5 2 1 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 電力需求的增加 如缺乏有效的控制機(jī)制 電力行業(yè)污染物排放量將繼續(xù)增長(zhǎng) 雖然我國(guó)政府非常重 視控制電力行業(yè)的污染 制定了一些相應(yīng)的法規(guī) 排放標(biāo)準(zhǔn) 管理辦法 經(jīng)濟(jì)政策 等 但電力工業(yè)大氣污染 目前來(lái)說(shuō)尤其是s 0 2 控制的壓力仍很大 為了控制電 力行業(yè)大氣污染 需要建立起與電力工業(yè)污染控制相適應(yīng)的控制機(jī)制以及污染物排 放評(píng)價(jià)體系 我國(guó)目前正在進(jìn)行電力體制改革 根據(jù)美國(guó)的經(jīng)驗(yàn) 引入排放績(jī)效標(biāo) 準(zhǔn) 該標(biāo)準(zhǔn)能夠有效的控制 電力行業(yè)的污染 基于排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)和能源利用統(tǒng)一化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 建立發(fā) 電企業(yè)績(jī)效性環(huán)評(píng)體系 基于該體系可以進(jìn)行污染物總量控制和分配 排污交易及 環(huán)保節(jié)能發(fā)電計(jì)劃制定 靈活的機(jī)制是實(shí)現(xiàn)較低的社會(huì)總成本減排污染物總量的一 條重要途徑 排放績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)是為發(fā)電企業(yè)提供一種新機(jī)制 與我國(guó)實(shí)施的污染物總量控制有 機(jī)銜接 同時(shí)與相應(yīng)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)手段結(jié)合 對(duì)發(fā)電企業(yè)甚至電力行業(yè)將起到更大的 激勵(lì)作用 因此 要完善火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 需要在能源利用評(píng)價(jià)體系的 基礎(chǔ)上 建立發(fā)電企業(yè)績(jī)效性評(píng)價(jià)體系 3 1 能源利用的三個(gè)層面與評(píng)價(jià)基準(zhǔn) 能源利用之評(píng)價(jià)的根本問(wèn)題是 可比性 問(wèn)題 眾所周知 能量與能量之間存 在不等價(jià)性 如果以能量為基準(zhǔn) 其評(píng)價(jià)指標(biāo)之間將缺乏可比性 實(shí)際上 將不同 品位的能量等價(jià)看待 本質(zhì)上一種人為規(guī)定性 除此之外 還可能導(dǎo)致一些錯(cuò)誤的 結(jié)論 因此 以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)指標(biāo) 無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)對(duì)能源利用的監(jiān) 督與管理 根據(jù)熱力學(xué)第二定律 能量 炯 酸 并且將機(jī)械功 電功等看成1 0 0 煳 即第 二定律將能源利用初步分成能量與炯量?jī)蓚€(gè)層面 但是 如果以炯為基準(zhǔn) 將各種j 田 等價(jià)處理 雖然較之能量基準(zhǔn)有一定的進(jìn)步 但本質(zhì)上沒(méi)有解決可比性的問(wèn)題 而 且也存在人為規(guī)定性 根據(jù)熱力學(xué) 炯是系統(tǒng)經(jīng)可逆過(guò)程達(dá)到與環(huán)境相平衡的狀態(tài)所作的理論最大功 華北電力大學(xué)碩上學(xué)位論文 量 因此也常被稱為做功能力 根據(jù)炯的定義 我們不難理解在能源利用過(guò)程中 任何的炯耗損本質(zhì)上都是實(shí)際功量的減少 即媚耗損蘭功量損失 因此 以炯耗損 分析為基礎(chǔ)的能源利用的分析與評(píng)價(jià)等價(jià)于將能源利用的評(píng)價(jià)建立在功量的基礎(chǔ) 之上 而且 從技術(shù)層面上看 j 用與功量 電量 實(shí)際上是有很大區(qū)別的 通常 煳是不 可能1 0 0 轉(zhuǎn)化為實(shí)際的功量 電量 也是由于炯耗損不可避免的存在 因此 僅將 能源利用分為能量與 i 用量二個(gè)層面是不夠的 應(yīng)細(xì)分為能量 嫻量和功量三個(gè)層面 為簡(jiǎn)便 功量層面內(nèi)包括機(jī)械功與電功 能量 炯量與功量 電量 是能源利用的三個(gè)層面 三者相比 功量 電量 具有最 高品質(zhì) 作為系統(tǒng)的輸入 功量具有最高的驅(qū)動(dòng)力和可轉(zhuǎn)化性 既然能量和媚量均 不適合作為評(píng)價(jià)基準(zhǔn) 那么就非功量 電量 莫屬了 因?yàn)?任何實(shí)際的功量 電量 都具有等價(jià)性 因此具有作為評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的條件 考慮到電量與功量基本是等價(jià)的 而且電量在傳輸 使用以及統(tǒng)計(jì)計(jì)量等方面明顯優(yōu)于一般意義上的功量 因此 我 們提出了以電量為基準(zhǔn)的性能評(píng)價(jià)思想 以電量為基準(zhǔn) 根據(jù)用能目的進(jìn)行分類 將各種用能系統(tǒng)所消耗的能量 按實(shí) 際技術(shù)可能統(tǒng)一折算為等價(jià)的電量 就可以計(jì)算其單位產(chǎn)品產(chǎn)量的 當(dāng)量 電耗量 對(duì)于采暖供熱和制冷 即為 當(dāng)量 性能系數(shù) 對(duì)于海水淡化 則為單位淡水產(chǎn)量的 當(dāng) 量 電耗量 至此還不夠 還必須追蹤 當(dāng)量 電耗量之來(lái)源 計(jì)算其單位產(chǎn)品產(chǎn)量的一次能 源消耗率 因?yàn)橹挥斜容^單位產(chǎn)品產(chǎn)量的一次能源消耗率 才能判斷用能過(guò)程是否 真的節(jié)能 需要強(qiáng)調(diào)指出的是 熱電聯(lián)產(chǎn)供熱可以實(shí)現(xiàn)按質(zhì)用能 因此其計(jì)算供熱一次能 源消耗率很低 多數(shù)情況下 要優(yōu)于其他供熱方式 這正是按質(zhì)用能的價(jià)值體現(xiàn) 但是 由于供熱機(jī)組的初參數(shù)通常低于電網(wǎng)主力機(jī)組 其發(fā)電則往往存在虧損 更 由于熱 電兩種產(chǎn)品的生產(chǎn)供應(yīng) 網(wǎng)絡(luò)輸配以及用戶終端使用都存在損耗 尤其是 熱量的網(wǎng)絡(luò)輸配 既存在散熱損失 還需要消耗一定的泵功 使到達(dá)用戶終端處的 供熱一次能源消耗率隨著供熱距離的增大而明顯增大 因此 用戶終端的能源利用 情況也必須給予必要的關(guān)注 以電量為基準(zhǔn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 既可以研究和評(píng)價(jià)能源生產(chǎn)供應(yīng)側(cè)的能源利用 效率 也可以研究與評(píng)價(jià)用戶終端的能源利用效率 對(duì)能源利用的評(píng)價(jià)更全面 發(fā)電企業(yè)機(jī)組類型主要有凝汽式機(jī)組 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組 尤其是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的 供電指標(biāo)不同以往的評(píng)價(jià)指標(biāo) 是以電量為基準(zhǔn)的思想 全面完整的介紹了熱電聯(lián) 產(chǎn)機(jī)組的性能指標(biāo) 本文所提到的供電煤耗 發(fā)電煤耗均為標(biāo)準(zhǔn)煤耗 煤耗量 發(fā)電量 污染物排 放量均為單位統(tǒng)計(jì)期內(nèi)的數(shù)量 以下只介紹了機(jī)組指標(biāo) 電廠指標(biāo)和機(jī)組指標(biāo)計(jì)算 1 2 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 方法相同 3 2 凝汽式機(jī)組 電廠 的評(píng)價(jià)指標(biāo) 3 2 1 凝汽式機(jī)組 電廠 的能耗指標(biāo) 機(jī)組發(fā)電煤耗率 發(fā)電燃料單耗 2 丟 式中 為機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 k g 1 1 為機(jī)組發(fā)電量 k w 機(jī)組廠用電率 轟m a 機(jī)組供電煤耗率 供電燃料單耗 南 式中 為機(jī)組發(fā)電煤耗率 發(fā)電燃料單耗 k g k w h 為機(jī)組廠用電率 3 2 2 凝汽式電廠的環(huán)評(píng)指標(biāo) k g k w h 3 1 k g k w h 3 3 對(duì)凝汽式機(jī)組 其第i 種污染物的單位發(fā)電量的排放量為 2 磚 式中 m f 為機(jī)組第i 種污染物的排放量 g h 為機(jī)組發(fā)電量 k w c 知為機(jī)組第i 種污染物的單位發(fā)電量的排放量 g k w h 第i 種污染物的單位供電量的排放量為 嘞2 南 3 3 熱電廠的評(píng)價(jià)指標(biāo) g k w h 3 4 g k w h 3 5 根據(jù)第一節(jié) 燃煤機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)供熱是以減少機(jī)組發(fā)供電量為代價(jià)的 以電量 1 3 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 為基準(zhǔn)的思想 我們將所減少的機(jī)組發(fā)電量視為供熱當(dāng)量電耗 e e c r e e c r b 一吃 碓 3 6 0 0 k w 3 6 式中 d i l 為熱電聯(lián)產(chǎn)供熱蒸汽量 k g h 辦為供熱蒸汽焓 k j k g h 為汽輪機(jī)排汽焓 k j k g 注 背壓機(jī)取同參數(shù)凝汽機(jī)組排汽焓 鋤 住為機(jī)組機(jī)械效率和電機(jī)效率 為供熱系統(tǒng)的泵功消耗 k w 注 如果是針對(duì)終端能源利用的評(píng)價(jià) 流程泵功是應(yīng)該給予充分的考慮的 但電廠處于能源利用的供應(yīng)端 流程泵功是其 后輸配環(huán)節(jié)的能耗 視熱電廠供熱方式及熱網(wǎng)歸屬統(tǒng)一考慮是否計(jì)算這部分能耗 3 3 1 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電的能耗指標(biāo) 假定供熱機(jī)組的發(fā)電量為 k w 考慮其供熱的當(dāng)量電耗量e e c r k w 因此 供熱機(jī)組的當(dāng)量發(fā)電量形 為 為 哼 e e c r 供熱機(jī)組的當(dāng)量供電量形 為 嘭 e e c r k w 3 7 k w 3 8 若供熱機(jī)組總煤耗量為罵 k g h 則供熱機(jī)組的發(fā)電煤耗率 發(fā)電燃料單耗 b 耐2b ti w 穿2b t 0 w 掰 e e c r 供熱機(jī)組的供電煤耗率 供電燃料單耗 為 2 e 吁2 盡 e e c r 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組廠用電率 墮二 堅(jiān) 1 0 0 2 瓦廣燦伽 供熱機(jī)組的發(fā)電效率刁掰為 3 6 0 0 w a e e c r 3 6 0 0 形蘆 2 1 再 一2 霄 1 2 3 式中酊為標(biāo)準(zhǔn)煤低位熱值 酊 2 9 3 l o k j k g 供熱機(jī)組的供電效率7 勱為 1 4 k g k w h 3 9 k g k w h 3 1 0 3 1 2 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 3 6 0 0 w d e e c r 3 6 0 0 呼 一 一 b q 毯 哦 1 2 3 發(fā)電煤耗量b i d 可以表示為 b f d b 弼 w f d k g h 3 1 4 根據(jù)式 3 6 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組供熱當(dāng)量電量消耗是供熱蒸汽的實(shí)際可發(fā)電量 以電量為基準(zhǔn) 供熱不能從本質(zhì)上改善供熱機(jī)組的發(fā)電煤耗率 發(fā)電燃料單耗 供 熱機(jī)組發(fā)電燃料單耗和效率與同參數(shù)凝汽機(jī)組持平 因此統(tǒng)一化能源利用評(píng)價(jià)體系 將熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電與純凝機(jī)組發(fā)電放在一起對(duì)比分析 以考查其發(fā)電過(guò)程的熱力 學(xué)完善性 3 3 2 熱電聯(lián)產(chǎn)供熱的能耗指標(biāo) 1 供熱量 紼 q h d h h h r 1 x 1 0 由 g j h 3 1 5 式中 痧為回水率 為回水焓 k j k g 鉑為熱網(wǎng)效率 注 視考慮的范圍確定是否給予計(jì)量 供熱當(dāng)量電耗量 e e c r e e c r d h h h c 穆g 3 6 0 0 k w 3 1 6 供熱當(dāng)量電耗率 e e c r e e c r e e c r q j i 當(dāng)量性能系數(shù) e c o p e c o p 2 7 8 q h e e c r 2 7 8 e e c r 供熱煤耗量 b h b h 嚴(yán)b g d e e c r b 醇 e e c r q h 2 2 7 8 q h b g d f e c o p 供熱煤耗率 鞏 供