燃煤電廠脫硫工藝技術經濟分析

摘要本文簡要介紹了世界上較常采用的四種電廠煙氣脫硫工藝技術，并從工藝簡易情況、脫硫率、平均排放濃度、副產物、吸收劑的可獲得性、電耗、對鍋爐及煙氣系統的影響、占地等方面對各自的優缺點進行了對比，同時采用費用年值這個指標，對這四種煙氣脫硫工藝進行了技術經濟分析，并根據技術經濟分析結果對電力企業脫硫工藝的選擇提出了建議。

關鍵詞脫硫工藝 經濟效果 評價

中圖分類號:TM61文獻標識碼:A

1 引言

目前我國燃煤二氧化硫排放量占二氧化硫排放總量的90%以上，其中發電約占一半，電力工業已成為酸雨和二氧化硫污染嚴重的行業之一。所以，電廠SO2的治理是當務之急。

近年來，我國電力工業部門在煙氣脫硫技術引進工作方面加大了力度。對目前世界上電廠鍋爐較廣泛采用的脫硫工藝建造了示范工程，這些脫硫工藝主要有:石灰石-石膏濕法、簡易石灰石-石膏濕法、旋轉噴霧半干法、海水煙氣脫硫、爐內噴鈣加尾部增濕活化工藝、電子束煙氣脫硫工藝、循環流化床脫硫工藝等。各項工藝都有其獨特的技術經濟特性，對于每項技術應重視技術經濟分析，為開發和利用符合我國電廠實際的脫硫技術提供指導。

2經濟效果評價指標

經濟效果評價是投資項目評價的核心內容。經濟效果評價的指標很多，主要有凈現值、凈年值、費用現值、費用年值、內部收益率、投資回收期等，它們從不同的角度反映項目的經濟性。對于電廠脫硫來說，其所帶來的最大收益就是減少了SO2排放，改善了生態環境，此外還有一些副產品帶來的現金流入，但這些收益與所發生的投資相比，實在微乎其微。由于其收益的多少難以量化，所以在評價脫硫效益方面只考慮其投資和費用，也就是現金流出。此外各個電廠的設備運行年限也不盡相同，不易采用現值和比例性指標進行評價。所以，本文中采用費用年值這個指標。

費用現值(PC)指標是對投資項目進行動態評價的重要指標之一，它是按一定的折現率將各年所發生的費用折現到同一時點(通常是期初)的現值累加值。

費用年值是通過資金等值換算將項目費用現值分攤到壽命期內各年(從第1年到第n年)的等額年值。

費用現值和費用年值指標用于多個方案的比選，其判別準則是:費用現值或費用年值最小的方案為優。

3脫硫工藝的技術評價

從技術的角度說，以上幾種脫硫技術都比較成熟，但是在脫硫效率、副產品的利用、電耗以及占地面積等方面都有所不同。從技術性能來看，石灰石-石膏濕法研究開展較早，技術最為成熟，運行經驗豐富，脫硫率高，吸收劑價廉易得，副產物便于利用，煤種適應范圍寬，但占地面積大。從經濟角度上看，其投資也最大;爐內噴鈣增濕活化法的主要問題是脫硫效率低，脫硫的副產品——灰渣的處理量太大;電子束法的加速器價格較高，廠用電消耗過大是制約這項技術推廣應用的主要問題。

4經濟分析

4.1脫硫投資與費用

電廠脫硫的投資和費用，主要是FGD的初投資、運行維護費用這兩項。

初投資:FGD的初投資主要由工程建設費、不可預見費、工程設計費和其它雜項費用4種費用組成。

運行維護費用:FGD運行維護費用包括原材料的費用，主要包括吸收劑、工業水、動力、蒸汽、燃料等;勞動力費用，包括生產人員和管理人員的工資; 維修費用，即每年檢修和大修費用。

4.2經濟分析

以某300 MW 機組為例，燃煤含硫量以1.5%和2.5%計，并且忽略了脫硫副產品帶來的收益。假設建設期為2年，建設期每年投資額為總投資額的50%，折現率為5%。各種脫硫工藝的投資、運行費用如下:

注:以上數據來源于2005年《電力學報》

PC= +C

AC= PC

其中:I——總投資;C——年運行費用;——折現率;n——運行年限

由上述數據可以看出，電廠煙氣脫硫是一項相當大的投資，其投資額根據所采用的脫硫工藝不同，其投資額也相距甚遠，大約在電廠總投資比重的3%-20%范圍內。但是在選擇脫硫工藝時并不能夠只根據它的初投資大小來取舍，必須比較各種工藝運行的經濟性。

雖然脫硫的初投資巨大，但是隨著運行年限的增加，它的年運行費用是逐漸降低的。傳統的濕式石灰石-石膏法初投資最大，電子束法次之，爐內噴鈣尾部增濕法最小。而電子束法的運行費用最高，濕式石灰石-石膏法的年運行費用次之，簡易石灰石-石膏法的運行費用最小。這一點是不同電廠選擇脫硫工藝的依據。其次，燃煤含硫量的大小也直接影響著脫硫費用，燃煤含硫量的變化，脫硫費用也不同程度的在增加。雖然有些脫硫工藝的初投資對燃煤含硫量大小的不是很敏感，但是其運行費用對含硫量的敏感度卻是很大的，如電子束法脫硫工藝和噴鈣增濕法，隨著燃煤含硫量的提高，運行費用的上升幅度就大(如上圖)。當脫硫設備的運行年限超過一定的時間后，噴鈣增濕法的運行費用還會超過簡易石灰石-石膏法。

脫硫費用的高低并不是絕對不變的，在某此特殊的環境條件下，一些脫硫工藝經濟效益是隨著設備運行年限的增加開始顯現出來(曲線交叉)。而且在此分析過程中忽略了副產品帶來的經濟效益，若考慮這些因素，對以上脫硫費用進行修正，某些脫硫工藝綜合經濟效益增加的優勢將會愈發明顯。因此電廠在選擇脫硫工藝時必須考慮各種脫硫工藝的綜合經濟性。

5結論

從經濟上看，石灰石一石膏濕法脫硫，由于其脫硫的投資額巨大，一般不適合小電廠及老電廠，但此工藝最為成熟，脫硫效率高，對于大型的機組，如300 MW 及以上燃煤電站鍋爐比較適合，而且也應用得最為廣泛。電子束照射法雖然脫硫費用高，但與濕式石灰石一石膏法相比具有占地面積小、處理過程中不產生廢水廢渣、能同時脫硫脫硝、系統對負荷的變化有較好的適應性等優點，因此在運行費用允許的條件下應優先考慮。隨著技術的完善、電子槍造價的降低，電子束法會在大型燃煤電站得到廣泛的應用。而對于投資較少的爐內噴鈣尾部增濕活化脫硫技術，比較適合中型機組，特別是100 MW 以上，300 MW 以下容量的機組和易于改造原有鍋爐相關設施的電廠，此外在采用此技術時應考慮燃用煤種的含硫量是否符合要求，要盡可能燃用含硫較低的煤種，這樣會更有利于電廠的經濟運行。當然對于中型機組，濕法脫硫和簡易脫硫工藝亦可選用，但要以綜合效益為標準，慎重而擇之。

在以上的分析中，只是對300 MW 機組，燃煤含硫量為1。5%和2.5%的時候進行的經濟分析，而且忽略了脫硫副產品帶來的收益等多種因素，這些因素也會對脫硫的經濟效益產生一定的影響。電廠在具體選用FGD工藝時，應該根據工程項目的要求，不僅要考慮技術因素，還要考慮實際存在的問題，如對環境變化的適應、政府的規劃以及電廠自身的財務狀況等。努力做到既滿足環保的要求，又達到技術上、經濟上合理性。

參考文獻

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