CN104077656A - 一种燃煤发电机组除尘电价监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤发电机组除尘电价监控方法，以锅炉为考核单元，以小时为基本考核周期，实行补贴电价的形式：即当某一小时满足考核条件时，该小时考核电量给予电价补贴。本发明利用烟囱入口烟尘浓度、氧量，并结合发电企业现场的除尘系统辅助参数，对发电企业除尘系统投运率、烟尘排放浓度等指标进行统计与分析，建立了完善的燃煤机组除尘电价考核模型，为相关政府部门实施监管提供了切实可行的技术措施，有效防止了发电企业享受除尘电价的同时并未投运除尘设施或者即使投运除尘设施但是效率不达标的现象发生，真实、准确、可靠地反映了除尘设施的实际运行状态，实现了对全省燃煤机组除尘设施的实时在线监控。

Description

一种燃煤发电机组除尘电价监控方法

技术领域

本发明涉及一种燃煤发电机组除尘电价监控方法，实现对燃煤机组除尘设施运行的有效管理及除尘电价的实时监控，属于电力系统自动控制技术领域。

背景技术

2011年，环保部发布了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)。标准规定：自2012年1月1日起，新建火电厂烟气含尘浓度执行30mg/Nm³标准；自2014年7月1日起，所有火电厂烟气含尘浓度执行30mg/Nm³标准(重点地区执行20mg/Nm³)。2013年8月，为支持可再生能源发展，鼓励燃煤发电企业进行除尘改造，国家发改委出台了《关于调整可再生能源电价附加标准与环保电价有关事项的通知》(发改价格﹝2013﹞1651号)，通知中明确说明，“对采用新技术进行除尘设施改造、烟尘排放浓度低于30mg/Nm³(重点地区低于20mg/Nm³)，并经环保部门验收合格的燃煤发电企业除尘成本予以适当支持，电价补偿标准为每千瓦时0.2分钱。”

目前，由于除尘电价政策刚出台，国内尚无针对燃煤机组除尘电价考核的相关研究，目前江苏省的燃煤机组实时监控系统虽然已对燃煤机组的烟尘排放浓度实施了实时监控，物价部门也出台了相应的除尘电价政策，但是由于缺少除尘电价考核模型，导致在线系统仅仅停留在“监控”的层面，不能在除尘电价考核中起到相应的技术支撑，全省燃煤机组的除尘电价考核无法科学、合理地开展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为除尘电价的实施制定合理的、切实可行的监控方法，通过建立一种考核模型，能准确、实时、客观地反映各发电企业的除尘设施运行水平，保证除尘电价补贴的公开、公平、公正。

本发明所采用的技术手段为：

一种燃煤发电机组除尘电价监控方法，包括以下步骤：

1)计算除尘设施投运率，所述除尘设施投运率是指考核期范围内，除尘设施投运时间除以考核期时间的百分比；

2)计算除尘补贴电价M，

M＝T×P_e×(1-e)×a

其中：T(％)为除尘设施投运率，P_e(万kWh)为考核电量，e为厂用电率，a为单位电量补贴费用。

前述的步骤1)除尘设施投运率T的计算过程为：

1-1)获取考核期时间T₁；

1-2)获取除尘设施投运时间T₂；

1-3)计算得到除尘设施投运率T为：

$T=\frac{T_2}{T_1}---\left(1\right).$

前述的考核期时间的判断标准为：单元制发电机组启动后出力达到额定的50％开始到机组解列前出力降到额定的50％为止；母管制发电机组启动后锅炉蒸发量达到额定的50％开始到锅炉停运前蒸发量降到额定的50％为止。

前述的除尘设施投运时间的判断标准分为两种情况：

1-2-a)电除尘器、电袋复合除尘设施投运时间需同时满足：

电除尘器运行电场数量大于75％，电袋复合除尘器运行电场数量大于50％；

烟尘排放浓度小时均值小于等于30mg/m³，重点地区烟尘排放浓度小时均值小于等于20mg/m³；

1-2-b)非电除尘器、电袋复合除尘设施投运时间需同时满足：

具备烟气除尘设施，且要保证设施的正常运行；

烟尘排放浓度小时均值小于等于30mg/m³，重点地区烟尘排放浓度小时均值小于等于20mg/m³。

前述的烟尘排放浓度的确定分为两种情况：

aa、根据锅炉排放口烟气烟尘浓度计算烟尘排放浓度SOOT，计算公式如下：

$\mathrm{SOOT}={\mathrm{SOOT}}_1*\frac{21/\mathrm{\α}}{21-O2}*(273+T)/273*101300/(10300+P)/(1-X)---\left(2\right)$

其中：

SOOT₁(mg/m³)为锅炉排放口烟气烟尘浓度，为实测值；

α为过量空气系数，对于燃煤锅炉取1.4；

O2(％)为锅炉排放口实测的氧气浓度，为实测值；

T(℃)为锅炉排放口烟气温度，为实测值；

P(Pa)为锅炉排放口烟气压力，为实测值；

X(％)为锅炉排放口烟气湿度，为实测值；

bb、若火电企业湿法脱硫装置后未安装烟气换热器，颗粒物烟气自动监控系统可以安装在脱硫装置前的管段中，通过用参比方法同步测定湿法脱硫装置进、出口的颗粒物排放量并按式(3)计算出其颗粒物排放浓度系数，然后按照式(4)计算烟尘排放浓度SOOT，

K＝G₁/G₂  (3)

SOOT＝K*SOOT₂  (4)

其中：

K为颗粒物排放浓度系数；

G₁(kg/h)为湿法脱硫装置出口颗粒物排放量，为实测值；

G₂(kg/h)为湿法脱硫装置进口颗粒物排放量，为实测值；

SOOT₂(mg/m³)为湿法脱硫装置进口烟尘浓度。

通过采用上述技术手段，本发明的优点为：

1)本发明利用烟囱入口烟尘浓度、氧量，并结合发电企业现场的除尘系统辅助参数，对发电企业除尘系统投运率、烟尘排放浓度等指标进行统计与分析，建立了完善的燃煤机组除尘电价考核模型，为相关政府部门实施监管提供了切实可行的技术措施，有效防止了发电企业享受除尘电价的同时并未投运除尘设施或者即使投运除尘设施但是效率不达标的现象发生，真实、准确、可靠地反映了除尘设施的实际运行状态，实现了对全省燃煤机组除尘设施的实时在线监控；

2)本发明为不同类型的机组设置了合理的考核期，一方面鼓励了发电企业投运除尘设施的积极性，另一方面也为除尘电价考核设置了合理的边界条件；

3)综合考虑了江苏省燃煤发电机组各类除尘系统类型，为不同的除尘类型分别设置了考核模型；

4)本发明在燃煤机组烟尘排放实时监控的基础上，可协助政府部门在全国率先实行对燃煤机组除尘设施运行情况的动态监管和可视化管理，率先实现依托在线监控系统对燃煤机组除尘电价进行可量化式考核，利用经济手段有效降低燃煤机组的烟尘排放浓度。

具体实施方式

本发明的方法适用于不同容量等级的各类燃煤发电机组，以锅炉为考核单元，以小时为基本考核周期，实行补贴电价的形式：即当某一小时满足考核条件时，该小时考核电量给予电价补贴。

本发明方法包括以下步骤：

1)计算除尘设施投运率T，除尘设施投运率是指考核期范围内，除尘设施投运时间除以考核期时间的百分比，设考核期时间为T₁，除尘设施投运时间为T₂，则除尘设施投运率T为：

$T=\frac{T_2}{T_1}---\left(1\right).$

其中，考核期时间的判断标准为：单元制发电机组启动后出力达到额定的50％开始到机组解列前出力降到额定的50％为止；母管制发电机组启动后锅炉蒸发量达到额定的50％开始到锅炉停运前蒸发量降到额定的50％为止。

除尘设施投运时间的判断标准为，分为两种情况：

a、对于电除尘器、电袋复合除尘设施投运时间需同时满足：

(1)电除尘器运行电场数量大于75％，电袋复合除尘器运行电场数量大于50％，其中每个电场是否投运的判断依据为：电除尘器、电袋复合除尘设施除尘变压器二次电压大于额定值的25％并且二次电流大于额定值的5％；

(2)烟尘排放浓度小时均值小于等于30mg/m³，重点地区烟尘排放浓度小时均值小于等于20mg/m³。

b、对于非电除尘器、电袋复合除尘设施投运时间需同时满足：

(1)具备烟气除尘设施，且要保证设施的正常运行；

(2)烟尘排放浓度小时均值小于等于30mg/m³，重点地区烟尘排放浓度小时均值小于等于20mg/m³。

其中，烟尘排放浓度的确定，分为两种情况：

aa、根据锅炉排放口烟气烟尘浓度计算烟尘排放浓度SOOT，计算公式如下：

$\mathrm{SOOT}={\mathrm{SOOT}}_1*\frac{21/\mathrm{\α}}{21-O2}*(273+T)/273*101300/(10300+P)/(1-X)---\left(2\right)$

其中：

SOOT₁(mg/m³)为锅炉排放口烟气烟尘浓度，为实测值；

α为过量空气系数，对于燃煤锅炉取1.4；

O2(％)为锅炉排放口实测的氧气浓度，为实测值；

T(℃)为锅炉排放口烟气温度，为实测值；

P(Pa)为锅炉排放口烟气压力，为实测值；

X(％)为锅炉排放口烟气湿度，为实测值。

bb、若火电企业湿法脱硫装置后未安装烟气换热器(GGH)，颗粒物烟气自动监控系统(CEMS)可以安装在脱硫装置前的管段中，通过用参比方法同步测定湿法脱硫装置进、出口的颗粒物排放量并按式(3)计算出其颗粒物排放浓度系数，然后按照式(4)计算烟尘排放浓度SOOT，

K＝G₁/G₂  (3)

SOOT＝K*SOOT₂  (4)

其中：

K为颗粒物排放浓度系数；

G₁(kg/h)为湿法脱硫装置出口颗粒物排放量，为实测值；

G₂(kg/h)为湿法脱硫装置进口颗粒物排放量，为实测值；

SOOT₂(mg/m³)为湿法脱硫装置进口烟尘浓度。

2)根据步骤1)计算的除尘设施投运率T，计算除尘补贴电价M(万元)，

M＝T×P_e×(1-e)×a

其中：T(％)为除尘设施投运率，P_e(万kWh)为考核电量，是每小时根据发电功率瞬时值积分计算得出的数据，e为厂用电率，本发明中取6％，a为单位电量补贴费用，本发明中取0.002元/kWh。

上述计算为每台锅炉的除尘补贴电价，综合所有锅炉的使用情况，可得到每家企业、各市及全省的除尘电价考核情况。

本发明将除尘系统相关的所有子系统运行参数纳入监测，实现了现场具体工艺细节情况的复现，真实、准确、可靠地反映了除尘设施的实际运行状态；实现了厂级、集团级、地区级、省级污染物排放量控制的动态跟踪、指导；本发明在燃煤机组烟尘排放实时监测的基础上，可协助政府部门在全国率先实行对燃煤机组除尘设施运行情况的动态监管和可视化管理，率先实现了依托在线监控系统对燃煤机组除尘电价进行可量化式考核，利用经济手段有效降低燃煤机组的烟尘排放浓度。

Claims (5)

1.一种燃煤发电机组除尘电价监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)计算除尘设施投运率，所述除尘设施投运率是指考核期范围内，除尘设施投运时间除以考核期时间的百分比；

2)计算除尘补贴电价M，

M＝T×P_e×(1-e)×a

其中：T(％)为除尘设施投运率，P_e(万kWh)为考核电量，e为厂用电率，a为单位电量补贴费用。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组除尘电价监控方法，其特征在于，所述步骤1)除尘设施投运率T的计算过程为：

1-1)获取考核期时间T₁；

1-2)获取除尘设施投运时间T₂；

1-3)计算得到除尘设施投运率T为：

$T=\frac{T_2}{T_1}---\left(1\right).$

3.根据权利要求2所述的一种燃煤发电机组除尘电价监控方法，其特征在于，所述考核期时间的判断标准为：单元制发电机组启动后出力达到额定的50％开始到机组解列前出力降到额定的50％为止；母管制发电机组启动后锅炉蒸发量达到额定的50％开始到锅炉停运前蒸发量降到额定的50％为止。

4.根据权利要求2所述的一种燃煤发电机组除尘电价监控方法，其特征在于，所述除尘设施投运时间的判断标准分为两种情况：

1-2-a)电除尘器、电袋复合除尘设施投运时间需同时满足：

电除尘器运行电场数量大于75％，电袋复合除尘器运行电场数量大于50％；

烟尘排放浓度小时均值小于等于30mg/m³，重点地区烟尘排放浓度小时均值小于等于20mg/m³；

1-2-b)非电除尘器、电袋复合除尘设施投运时间需同时满足：

具备烟气除尘设施，且要保证设施的正常运行；

烟尘排放浓度小时均值小于等于30mg/m³，重点地区烟尘排放浓度小时均值小于等于20mg/m³。

5.根据权利要求4所述的一种燃煤发电机组除尘电价监控方法，其特征在于，所述烟尘排放浓度的确定分为两种情况：

aa、根据锅炉排放口烟气烟尘浓度计算烟尘排放浓度SOOT，计算公式如下：

$\mathrm{SOOT}={\mathrm{SOOT}}_1*\frac{21/\mathrm{\α}}{21-O2}*(273+T)/273*101300/(10300+P)/(1-X)---\left(2\right)$

其中：

SOOT₁(mg/m³)为锅炉排放口烟气烟尘浓度，为实测值；

α为过量空气系数，对于燃煤锅炉取1.4；

O2(％)为锅炉排放口实测的氧气浓度，为实测值；

T(℃)为锅炉排放口烟气温度，为实测值；

P(Pa)为锅炉排放口烟气压力，为实测值；

X(％)为锅炉排放口烟气湿度，为实测值；

bb、若火电企业湿法脱硫装置后未安装烟气换热器，颗粒物烟气自动监控系统可以安装在脱硫装置前的管段中，通过用参比方法同步测定湿法脱硫装置进、出口的颗粒物排放量并按式(3)计算出其颗粒物排放浓度系数，然后按照式(4)计算烟尘排放浓度SOOT，

K＝G₁/G₂  (3)

SOOT＝K*SOOT₂  (4)

其中：

K为颗粒物排放浓度系数；

G₁(kg/h)为湿法脱硫装置出口颗粒物排放量，为实测值；

G₂(kg/h)为湿法脱硫装置进口颗粒物排放量，为实测值；

SOOT₂(mg/m³)为湿法脱硫装置进口烟尘浓度。