沈 婷 张志才

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司）

0 引言

煤炭、石油、天然气等资源的使用让火电厂可以火力发电，同时火电厂火力发电是我国电力系统中基础组成部分。火力发电给能源和环境带来压力，每日水量需要高达十万吨，每年需要原煤能源五千万吨才能维持一座1000MW的火电厂，并且煤耗由于城市化的建设还在不断上升。SO2、NOX在煤炭燃烧中不断产生加剧酸雨的含量，人们的生活受到火电厂周围废料粉尘的污染，所以我国已经把火力发电的污染排放归纳到重点污染的产业中。为提高发电能力、减少能源的损耗、减少污染必须探讨出全面的火力发电机组能耗监控系统。

1 对火电厂发电系统的能耗进行解析

掌握火电厂发电系统的组成和过程才能知道火电厂发电系统的能耗分布。根据燃煤发电系统得出组成部分主要有燃烧系统、汽水系统和烟气净化系统，而锅炉、汽轮机、发电机和脱硫脱硝装置等是主要的生产设备。先将燃烧系统的化学能转化为热能，再在汽水系统中将高温高压气体的热能转换为机械能，最后在电机的带动下转化为电能，这是火力发电厂在发电时主要能源的转化过程。热损失、机械损失和污染物的控制是主要能源转化过程中火电厂发电系统的能耗。热损失、排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失等存在于以锅炉为主体的燃烧系统中，这些损失影响着发电效率。严重的能耗损失还包括汽轮机部分中的喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、部分进气损失、漏气损失和湿气损失。汽水管道中的局部损失与沿程损失也造成严重的能源损耗。污染物的控制是火力发电过程中能耗的支体，为响应环保的要求，发电过程中产生的硫化物、NOX与固体废渣等污染物在经过净化后才可以排放，因此需在发电系统末端配置脱硫脱硝系统与废渣处理系统，而生产的成本和能耗由于系统的配置不断增加。

2 火电厂发电系统的污染物和控制工序

火电厂污染物由固体、液体、气体和噪声等组成。其中煤电厂排放的粉尘是固体污染物的代表。据统计在我国火电厂产业中粉尘每年的排放量约达600万吨，由此可以看出危害之大。尘粒污染环境程度大，并与二氧化硫、氧化氮等多种污染环境气体结合，给环境带来很大的压力。灰渣、煤燃烧后残留的灰渣、经文丘里除尘器和布袋或者静电除尘器收集下来的粉煤灰，都是电煤燃烧后的固体污染物，由二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁与部分微量元素组成。废气污染物主要由CO、NOX与硫化物所组成，而废气中存有许多CO，给大气的温室效应带来压力，有机硫与无机硫存在电煤中使其燃烧会产生二氧化硫从而让酸雨形成。冲灰水、除尘水、工业污水、生活污水、酸碱废液、热排水等是火电厂里的主要废水。流入废水系统中的一般是除尘水和工业污水。总体来说二氧化碳温室效应、酸雨、粉尘污染、灰渣污染、脱硫石膏固废、废水污染都是火电厂对环境产生的影响。废气有效控制、废水处理达标排放或循环利用、固废作为建筑原材料使用是火电厂废物资源化利用的方向。因此从控制工序上讲，我们先要在系统方面构建合理的监控反馈体系，有效使用DCS系统软、硬件以及自诊断能力，合理控制提前预防与软化故障，将能耗和污染物的排放进行严格的把控。之后在脱硫脱硝等减少排放的工序上配套相应低耗能的环保器械，减少对环境的污染。

3 火电厂发展发电系统节能减排的措施

根据火电厂发电系统能耗与节能减排的进展，对火电厂发电系统节能减排的发展提出建议。

1）根据节能减排技术的创新进展，减少火电厂的能耗，促进废气废水的排放。在技术方面做好创新提高节能减排的效率，依靠技术的不断发展从根本上控制发电过程中的能耗损失，加强工艺、技术水平，合理利用污染物，使火电厂能更环保有效地发电。

2）要增加生产与管理工作的效率，就必须做好火电厂的筹备。从生产环节上来讲，各个环节都要绿色环保，合理控制增加燃烧煤质、提升锅炉燃烧效率、减少燃烧能量损失、增加汽轮机和电机的机械效率方面的生产能耗，以及建造合理的能耗剖析与控制系统，使能量可以再次使用，减少污染物质的排放。

提高火电厂节能减排的效率，必须进行技术创新，调动全体员工参与的积极性。所以要加强节能减排思想教育建设，让节能减排的观念灌输到每个人的意识中，而且还可以把节能减排所带来的利益分给工作人员，提高激励机制使工作人员的经济收入不断提高，从而激发员工进行节能减排工作的积极性。

4 排放绩效体系和使用

4.1 排放绩效体系

EP是排放绩效（EmissionPerfoemance）的简称，是发点绩效标准GPS（GeneratingPerformanceStandard）的伸展，代表发电工厂在单位时间内每发一度电所排放一种污染物的数量，表示单位电量中这种污染物的排放力度。排放效绩不在乎发电机组所使用的机组类型、生产工艺、燃料特征与排放污染物浓度，它顾及到电力企业生产技术、燃烧质量、生产效率、污染治理情况和污染排放量等要素，这是稳定工业污染的新体系。所以新体系将公平与效率相结合为清洁发电市场、控制污染物排放数量的市场体系注入活力，且这个体系拥有可接受与可操作性能。

4.2 排放绩效体系的使用

现今各个国家普遍将排放绩效体系运用到SO、NI、CO2配额分配与计划的总量和交易中。美国麻省使用排放绩效体系确定了在其地域里NOX生产出的配额分配与NOX排放量的交易制定。瑞典能源产业使用排放绩效体系确定了NOX的收费标准，以排污费用生产有局限的能源来代替，提高了清洁能源的发展效果。

江苏省环保局在2002年创办“使用排放绩效体系稳定电力产业SO2的排放总量和排污权交易”的活动，颁布了《电力行业二氧化硫排放控制配额分配措施》，江苏省电力产业是以排放绩效的方法分配所用二氧化硫。而其他省市也陆续使用排放效绩的方法进行如何分配总量的发展工作等。国家环保局在2007年颁布了《二氧化硫总量分配指导意见》，在“十一五”期间SO2总量得到明显的控制，这离不开电力产业所使用的排放绩效的方法。

5 根据能耗与排放绩效的环保发电调度所确定的方法

5.1 思路分析

层次分析法（AnalyticHierarchyProcess，AHP）是指让决策问题的相关元素进行层次划分，分为目标、准则、方案等，从而制定定性与定量阐述的决策方式。先对复杂的决策问题的本质、影响因素与内在关系等进一步剖析，再使用少许定量信息让决策在思维过程方面逐渐数学化，使多目标、多规定、无结构理念的繁杂问题得到简化，这就是层次分析法的特点。构造相符的指标体系又称节能环保发电调度综合指标方法，将这个体系分为三个层次：目标层、准则层和指标层。确定准则层、指标层各个指标占领一样重要的地位，而且在界定指标层中，下层指标推算到上层指标权重的计算方式是各个指标的影响程度大小的取值范围，计算出目标层的综合权重就是综合指标。

5.2 制定各个层次的指标权重

指标层和推测层各项指标的权重开始的值是根据经验判断、专家回答等方式确定的，对各项指标影响综合指标的程度进行计算来划分等级得到指标的标度。1、3、5、7、9或者是1、1／3、1／5、1／7、1／9得出两种成分中哪种成分更重要，这就是1～9比率标度法，从而让指标的重要性可以量化。能耗水平和排放绩效两项准则层和四项指标层指标构成节能环保发电调度的综合指标体系。

对各层指标节能环保发电调度的影响大小进行全面的剖析，能耗水平0.4，排放绩效0.6。能耗水平选取发电标煤耗指标（g／kW·h）；发电机组排放绩效选取（二氧化硫排放绩效EPSO）、NO是准则层各指标权重的取值。0.4、0.4、0.2是NOX排放绩效（EP－NO）和烟尘排放绩效（EP烟尘）3个指标（g／kW·h）的权重值。在指标层中四个指标均分成三个不同的影响程度，本文的相对重要程度值、权重取值、影响程度等级划分用1、3、5来表示。

5.3 规划火力发电机组发电的调度

短时间内机组进行的能耗水平根据设备生产商提供的机组能耗参数排列逐渐以实测数值排列来代替《办法》的规定。省级环保局最新测定的数值规定污染物排放水平。根据由低到高的顺序排列规定以上的模式测算的发电调度综合指标得出发电序位，这个发电序位可以作为火电机组发电调度的参考。

6 结束语

从不同角度对火电厂节能减排工作的各个环节进行管理，要同时满足优化资源结构、节约资源、降低热量的排放。我国的电力事业不断发展，离不开各个环节的相互协调，为我国国民经济注入了活力。我们可以再次合理构造考虑节能、环保与经济三大目标的综合指标体系，为未来实现多目标综合优化打下基础，逐渐完善燃煤电厂煤耗与烟气的线上监控系统，确保准确测量不断更新发点排序。提高综合区域火电发展与污染控制水平，不断规划各个指标的权重和相关的程度值。