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火力发电厂二氧化硫排放量的计算方法
发布时间:2010/5/22  阅读次数:5604  字体大小: 【】 【】【
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      火力发电厂二氧化硫排放量的计算方法
                Calculation Method on SO2 Emission in Fossil-fuelPowerPlants
                                  (北京100053)  安洪光
 :火力发电厂采用物料衡算法计算SO2的排放量,应以入炉煤量和入炉煤收到基含硫量为准,统计期内耗煤的平均含硫量通过化验单元的燃煤重量加权平均值计算。同时,SO2排放量的计算应考虑锅炉的烟气处理方式等因素。
:环境保护;火力发电厂;二氧化硫;计算方法
文章编号:1003-9171(2000)04-0011-02
1 问题的提出
  国家环境保护总局等四部委在1998年4月发出《关于在酸雨控制区和二氧化硫污染控制区开展征收二氧化硫排污费扩大试点的通知》(以下简称《通知》),从1998年1月1日起,扩大二氧化硫排污费的征收区域,是国家控制环境污染,促进环境治理的重要举措。加强相应的技术管理,科学准确地计算二氧化硫的排放量,是保证这项工作顺利进行所必须的。本文根据《通知》规定,结合燃料分析技术和发电厂的实际,提出二氧化硫的计算方法与相应的技术管理工作内容。

2 二氧化硫排放量的计算方法
  《通知》规定二氧化硫的排放量可以按实际监测或物料衡算法计算,由于火力发电厂烟气监测装置的应用并没有普及,因此大多采用物料平衡方法进行计算:
  GSO2=2BFS(1-NSO2)(1)
     式中 GSO2——二氧化硫排放量,kg;
                   B——耗煤量,kg;
                   F——煤中硫转化成二氧化硫的转化率(火力发电厂锅炉取0.90;工业锅炉、炉窑取0.85;营业性炉灶取0.80);
                   S——煤中的全硫份含量,%;
                   NSO2——脱硫效率,%,若未采用脱硫装置,NSO2=0。
  由此可见,此计算方法涉及燃煤的重量(B)、含硫量(S,全硫,下同)和锅炉的型式(F,电站锅炉视为常数)及其脱硫效率(含湿式除尘器的脱硫率,NSO2)等量值的计算。
2.1 
  火力发电厂的煤量有入厂煤和入炉煤之分,计算SO2的排放量应以入炉煤量为准,原因是:(1)由于发电厂要保证连续发电,发电厂内的煤场(罐)应有一定的储备量,煤在储存过程中会有一定的损失(通常称为“存损”),因此统计期内入厂煤量并不一定等于入炉耗煤量;(2)同一发电厂可能有不同型式的锅炉,其烟气处理方式也不尽相同,因此不同锅炉的脱硫效率是不同的,对于不同脱硫效率的锅炉,要分别计算其耗煤量;(3)同一发电厂,燃用同一含硫量煤种,在同样耗煤量下,不同脱硫效率锅炉的耗煤量不同,排入大气的SO2量也不同,所以,必须以入炉煤量作为计算SO2排放量的基准。
2.2 
  在工业生产或科学研究中,有时为某种目的需要将煤中的某种成分除去后重新组合,并计算其组成的百分含量,这种组合体称为基准,也就是说,以某种状态的煤表示化验结果。常用的燃煤基准有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基4种。用于分析试验用的煤样的基准是空气干燥基,也就是说,通常化验室测定出来的含硫量是空气干燥基下煤的含硫量,而计算SO2排放量中的耗煤量即实际入炉煤耗量(是收到基下的重量),因此,要正确计算SO2排放量,就必须将含硫量的化验结果由空气干燥基换算成收到基数据。计算公式为:
Sar=Sad×(100-Mar)/(100-Mad)(2)
                                         式中 Sar——收到基含硫量,%;
                                                     Sad——空气干燥基含硫量,%;
                                               Mar——收到基水分,%; 
                                                  Mad——空气干燥基水分,%。
2.3 
  一个发电厂的燃煤往往有多个品种,而且一个发电厂也可能有2个(或2个以上)上煤系统。每天的燃煤含硫量随煤种变化,每天的耗煤量也随发电量变化,因此计算燃煤平均含硫量时,要按不同化验单元对应的煤量计算重量加权平均值: 

                                                   式中 Sar——燃煤的平均收到基含硫量,%;
                                                   Bi——第i个化验单元对应的煤量,kg;
                                                   Sar,i——第i个化验单元对应的收到基含硫量,%。
  通常以一个月为统计期,一个上煤系统一天的上煤量为一个化验单元。i=1,2,…,n,n为一个月的天数。
  若某发电厂有2种或2种以上不同脱硫效率的锅炉,则应分别计算平均含硫量。
  若某发电厂有2套上煤系统分别对相同脱硫效率的锅炉上煤,则应每天分别化验并计算含硫量(Sar,1和Sar,2)和统计耗煤量(B1和B2),然后计算全天的平均含硫量(Sar):
 2.4 
  若某发电厂几台锅炉烟气处理的方式相同,即脱硫效率一样,则可将计算得到的入炉煤平均收到基含硫量和统计的总煤量代入(1)式计算二氧化硫的排放量。若几台锅炉的烟气处理方式不同,如有的锅炉采用电除尘器,无脱硫装置(即NSO2=0);有的锅炉采用湿式除尘器或有脱硫装置(即NSO2≠0),则应分别统计不同脱硫效率锅炉的耗煤量,按(5)式计算二氧化硫排放量:(5)

                                   式中 Bj——第j种脱硫效率锅炉对应的耗煤量,kg;
                             NSO2,j——第j种锅炉对应的脱硫效率,%。
                                   j=1,2,…,m。m为不同脱硫效率锅炉的种类数。若不同脱硫效率锅炉对应不同的上煤系统
  (含硫量不同),则按(6)式计算二氧化硫排放量:(6)

                                 式中 Sar,j——第j种脱硫效率锅炉燃煤的平均收到基含硫量,%。

3 技术管理
  二氧化硫排污缴费问题涉及很多专业技术管理工作,完善燃煤计量装置,配齐煤质检验设备,加强技术管理十分必要。
3.1 
  明确发电厂内部环保专业与化学专业以及燃煤管理和计划统计等专业、部门的责任及其相互关系(工作流程),落实管理责任制。笔者认为,含硫量的测定应纳入化学专业的工作范围,因为煤的元素分析本身就是化学监督的工作内容之一(含硫量的测定涉及煤的水分化验等工作),这样做可避免重复设置和工作的重叠,各部门各司其职,严格按《统计法》、《计量法》和有关技术管理法规办事。
3.2 
  根据燃煤含硫量的测定与计算方法的要求,建立健全各种分析表单、记录和统计台帐;按国家标准规定的煤质采样、制样和化验方法,和有关的行业技术管理法规开展含硫量的检测工作;根据各厂的煤种、煤量、上煤系统及锅炉类型等具体情况,确定合理的燃煤采样频率和化验单元,并严格执行。
3.3 
  根据商品煤的检测方法对各种入厂煤的含硫量进行检测并以煤量为权数计算入厂煤平均含硫量。大量数据的统计结果表明,入厂煤与入炉煤的含硫量之差应在一定的范围之内,偏差过大时应分析原因。进行入厂煤含硫量的检测,一方面可为环保部门核实入炉煤含硫量的正确性提供依据;另一方面,有助于发电厂严格控制高含硫量煤进厂。
3.4 
  发电厂与政府环保部门应就二氧化硫排污缴费工作达成协议:环保部门对发电厂煤质、煤量的测定、计量及其技术管理予以鉴定并确认;双方共同确定有关数据的报送周期、缴费周期,并就返还款的时间及环保治理项目的开展等事宜达成一致意见。
  二氧化硫排污缴费是一项政策性、技术性强的工作,制定具体可操作的计算方法和管理规定,使之规范化,对保证该项工作的顺利进行,促进环境治理具有重要意义。

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