CN104504498A - 一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，根据燃煤发电锅炉污染物排放数据及脱硫、脱硝、除尘系统的关键辅助参数数据计算污染物排放浓度，实现燃煤锅炉环保设施运行情况的实时监管及考核，并最终计算出超低排放环保电价考核费用；实现了不同容量等级机组、不同脱硫、脱硝、除尘工艺的环保电价实时在线考核，为相关政府部门对燃煤发电机组超低排放是否达标的实时监管、动态考核提供了技术手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，实现对燃煤发电机组脱硫、脱硝、除尘设施高效、可靠运行的统一管理，属于电力系统自动控制技术领域。
背景技术
2014年9月，国家发改委、环保部以及国家能源局联合下发了关于《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的通知，通知中要求：(1)现役机组：到2020年，东部地区现役30万千瓦及以上公用燃煤发电机组、10万千瓦及以上自备燃煤发电机组以及其他有条件的燃煤发电机组，改造后大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值；有条件的30万千瓦以下公用燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保改造。(2)新建机组：含江苏的东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米，下同)。
近期，江苏省政府部门也将出台相关政策，要求2018年，全省10万千瓦及以上燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃机排放标准，对大气污染物排放浓度率先接近或达到燃气轮机组排放限值的燃煤发电机组。
表1燃煤发电机组及燃气轮机组的排放标准对比表
注：由于燃气轮机组的排放限值标准对应的基准氧含量为15％，折算成燃煤发电机组6％基准氧量时，将变大2.5倍，所以燃煤发电机组的超低排放限值中，烟尘标准为10mg/m3。
按照江苏省的《江苏省煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》，要求到2018年，全省10万千瓦及以上燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃机排放标准；10万千瓦以下燃煤发电机组大气污染物排放浓度以达到重点区域特别排放限值为目标，鼓励达到燃气轮机组排放限值。对大气污染物排放浓度率先接近或达到燃气轮机组排放限值的燃煤发电机组，可在一定期限内增加其发电利用小时数，同时还将给予适当的环保电价补贴。但是由于尚无针对燃煤发电机组超低排放环保电价考核的模型。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，根据燃煤电厂的脱硫、脱硝、除尘环保设施运行关键参数，制定合理的、切实可行的监控方法，建立一种更加精细、科学、统一的考核模型，一方面需要准确、实时、客观地整体反映各发电企业的环保设施运行水平，提高发电企业稳定地运行环保设施的积极性，另一方面需要适应国家环保电价考核要求，为政府部门对燃煤电厂实施更加精细、准确、公正地环保电价补贴提供技术手段。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，根据燃煤发电锅炉污染物排放数据及脱硫、脱硝、除尘系统的关键辅助参数数据计算污染物排放浓度，实现燃煤锅炉环保设施运行情况的实时监管及考核，并最终计算出超低排放环保电价考核费用；包括以下步骤：
1)考核期判断：对不同类型的燃煤发电机组进行分析，根据分析结果分别设置相应的考核期判断规则，从而为发电机组设定起始考核时间和终止考核时间；
2)污染物排放浓度计算：根据锅炉排口烟气的污染物浓度及相关烟气参数，经过氧量换算后所得；
3)环保设施超低排放达标判断：通过对燃煤发电锅炉的脱硫、脱硝、除尘设施的运行状况进行统筹判断，最终得出该锅炉的环保设施超低排放是否达标；
4)环保电价考核：根据上述计算的各台锅炉环保设施的投运判断结果，结合考核期的上网电量及当地超低排放环保电价政策，计算每台锅炉每个小时的环保电价考核费用。
所述的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，其特征在于：所述污染物包括：二氧化硫、氮氧化物和烟尘。
所述的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，其特征在于：污染物排放浓度计算包括：二氧化硫浓度、氮氧化物浓度、烟尘浓度；
二氧化硫浓度：取考核期内烟气自动监控系统CEMS测量的平均二氧化硫浓度，再经过氧量换算，其中燃煤锅炉过量空气系数取1.4：
SO2为换算得到的二氧化硫浓度，SO2实测为锅炉排口烟气二氧化硫浓度，O2实测为锅炉排口烟气氧气浓度；
氮氧化物浓度：取考核期内烟气自动监控系统CEMS测量的平均氮氧化物浓度，再经过氧量换算，其中燃煤锅炉过量空气系数取1.4：
NOx为换算得到的氮氧化物浓度，NOx实测为锅炉排口烟气氮氧化物浓度；
烟尘浓度：取考核期内烟气自动监控系统CEMS测量的平均烟尘浓度，再经过氧量、温度、压力、湿度换算，其中燃煤锅炉过量空气系数取1.4：
SOOT为换算得到的烟尘浓度，NOx实测为锅炉排口烟气氮氧化物浓度，T为锅炉排口烟气温度，P锅炉排口烟气压力，X为锅炉排口烟气湿度
所述的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，其特征在于：环保设施超低排放达标判断方式具体如下：包括锅炉对应的脱硫系统投运、脱硝系统投运和除尘系统投运：
a)脱硫系统投运判断要求：若脱硫工艺为湿法脱硫，①以脱硫系统对应的至少三台浆液循环泵电流小时均值大于或等于空负荷电流；且②考核期烟气二氧化硫浓度小时均值小于或等于35mg/m3；
注：上述规则仅仅针对湿法脱硫技术，因为其他干法、半干法脱硫技术由于效率不高，所以无法保证排放浓度小于35mg/m3。
b)脱硝系统投运判断要求：若脱硝工艺为SCR脱硝，①任一侧喷氨流量小时均值大于5kg/h；且②任一稀释风机电流小时均值大于5A或处于运行状态；且③考核期烟气氮氧化物浓度小时均值小于或等于50mg/m3；且④机组脱硝效率小时均值，即两侧脱硝装置的取两侧平均值，大于或等于60％；
注：上述规则仅仅针对SCR脱硝技术(选择性催化还原脱硝技术)，因为其他SNCR、SCR-SNCR脱硝技术由于效率不高，所以无法保证排放浓度小于50mg/m3。
c)除尘系统投运判断要求：
当除尘方式为电除尘+湿式电除尘器：①电除尘器运行电场数量大于或等于75％；②湿式电除尘器运行电场数量大于或等于50％；③烟尘排放浓度小时均值小于或等于10mg/m3；
当除尘方式为电袋复合除尘+湿式电除尘器：①电袋复合除尘器运行电场数量大于或等于50％；②湿式电除尘器运行电场数量大于或等于50％；③烟尘排放浓度小时均值小于或等于10mg/m3；
当除尘方式为布袋除尘+湿式电除尘器：①湿式电除尘器运行电场数量大于或等于50％；②烟尘排放浓度小时均值小于或等于10mg/m3；
注：电除尘器或电袋复合除尘器或湿式电除尘器的变压器二次电压大于额定值的25％且二次电流大于额定值的5％，则判断电场正常运行；
如果脱硫系统、脱硝系统投运和除尘系统中任一项环保系统不满足投运判断要求，则该小时的上网电量则不享受超低排放环保电价补贴；脱硫系统、脱硝系统投运和除尘系统全部满足投运判断要求，才享受超低排放环保电价补贴。
所述的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，其特征在于：环保电价考核具体如下：以锅炉为考核单元，小时为考核粒度，若脱硫、脱硝、除尘三项环保设施均判断投运，则享受超低排放环保电价补贴：
F补贴＝P*k
其中：P为该机组环保设施投运对应的考核上网电量，万kWh；k为超低排放环保单价。
有益效果：本发明提供的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，本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，实行每小时电价考核的形式：即当某一小时任一单项环保设施不满足考核条件时，则该小时考核电量无法享受环保电价补贴；相比于以往的考核模型，本发明中将机组启停阶段也纳入了考核期，以超低排放环保电价补贴结算为目标，利用锅炉污染物排放数据及脱硫、脱硝、除尘系统的关键辅助参数数据，实现燃煤锅炉环保设施运行情况的实时监管及考核，并最终计算出超低排放环保电价考核费用；实现了不同容量等级机组、不同脱硫、脱硝、除尘工艺的环保电价实时在线考核，为相关政府部门对燃煤发电机组超低排放是否达标的实时监管、动态考核提供了技术手段。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
下表为江阴地区一家135MW的燃煤发电机组某小时数据列表，脱硫工艺为湿法脱硫，浆液循环泵空载电流为20A；脱硝工艺为SCR，除尘方式为布袋除尘+湿式电除尘器(二次电压额定值为72kV，二次电流额定值为1200mA)，具体参数如下表：
(1)污染物排放浓度
二氧化硫浓度：23.15*21/(1.4*(21-5.5))＝22.4mg/m3
氮氧化物浓度：38.11*21/(1.4*(21-5.5))＝36.9mg/m3
烟尘浓度：
1.26*21/(1.4*(21-5.5))*(273+79.8)/273*101325/(101325+292.03)/(1-11.22％)＝1.76mg/m3
(2)环保设施投运判断
脱硫投运判断：
共有A\B\C\D\E 5台浆液循环泵处于运行状态，且二氧化硫浓度<35mg/m3，所以脱硫系统判断投运；
脱硝投运判断：
①两侧喷氨流量小时均值21.18>5kg/h、20.28>5kg/h；
②B侧稀释风机电流小时均值8.79>5A；
③考核期烟气氮氧化物浓度小时均36.9<50mg/m3；
④机组脱硝效率：
A侧(271.28*15/(21-4.46)-48.1*15/(21-4.49))/(271.28*15/(21-4.46))＝82.2％
B侧(274.95*15/(21-4.18)-45.28*15/(21-4.36))/(274.95*15/(21-4.18))＝83.4％
两侧脱硝装置的取两侧平均值82.8％>60％。
所以脱硝系统判断投运。
除尘投运判断：
①湿式电除尘器运行电场100％>50％；
#1高频电源二次电压39.91>25％*72kV且#1高频电源二次电流733.5>5％*1200mA，
所以#1电场正常运行；
#2高频电源二次电压40.73>25％*72kV且#1高频电源二次电流719.71>5％*1200mA，
所以#2电场正常运行；
#3高频电源二次电压39.46>25％*72kV且#1高频电源二次电流738.11>5％*1200mA，
所以#3电场正常运行；
②考核期烟气烟尘浓度小时均1.76<10mg/m3；
所以除尘系统判断投运。
最终超低排放全部达标，可享受超低排放环保电价补贴。
(3)超低排放环保电价补贴结算为：F补贴＝P*k
即：该小时对应的上网电量*超低排放补贴单价；
k为超低排放环保单价，暂定0.01元/kWh。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，根据燃煤发电锅炉污染物排放数据及脱硫、脱硝、除尘系统的关键辅助参数数据计算污染物排放浓度，实现燃煤锅炉环保设施运行情况的实时监管及考核，并最终计算出超低排放环保电价考核费用；包括以下步骤：
1)考核期判断：对不同类型的燃煤发电机组进行分析，根据分析结果分别设置相应的考核期判断规则，从而为发电机组设定起始考核时间和终止考核时间；
2)污染物排放浓度计算：根据锅炉排口烟气的污染物浓度及相关烟气参数，经过氧量换算后所得；
3)环保设施超低排放达标判断：通过对燃煤发电锅炉的脱硫、脱硝、除尘设施的运行状况进行统筹判断，最终得出该锅炉的环保设施超低排放是否达标；
4)环保电价考核：根据上述计算的各台锅炉环保设施的投运判断结果，结合考核期的上网电量及当地超低排放环保电价政策，计算每台锅炉每个小时的环保电价考核费用。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，其特征在于：所述污染物包括：二氧化硫、氮氧化物和烟尘。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，其特征在于：污染物排放浓度计算包括：二氧化硫浓度、氮氧化物浓度、烟尘浓度；
二氧化硫浓度：取考核期内烟气自动监控系统CEMS测量的平均二氧化硫浓度，再经过氧量换算，其中燃煤锅炉过量空气系数取1.4：
SO2为换算得到的二氧化硫浓度，SO2实测为锅炉排口烟气二氧化硫浓度，O2实测为锅炉排口烟气氧气浓度；
氮氧化物浓度：取考核期内烟气自动监控系统CEMS测量的平均氮氧化物浓度，再经过氧量换算，其中燃煤锅炉过量空气系数取1.4：
NOx为换算得到的氮氧化物浓度，NOx实测为锅炉排口烟气氮氧化物浓度；
烟尘浓度：取考核期内烟气自动监控系统CEMS测量的平均烟尘浓度，再经过氧量、温度、压力、湿度换算，其中燃煤锅炉过量空气系数取1.4：
SOOT为换算得到的烟尘浓度，NOx实测为锅炉排口烟气氮氧化物浓度，T为锅炉排口烟气温度，P锅炉排口烟气压力，X为锅炉排口烟气湿度。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，其特征在于：环保设施超低排放达标判断方式具体如下：包括锅炉对应的脱硫系统投运、脱硝系统投运和除尘系统投运：
a)脱硫系统投运判断要求：若脱硫工艺为湿法脱硫，①以脱硫系统对应的至少三台浆液循环泵电流小时均值大于或等于空负荷电流；且②考核期烟气二氧化硫浓度小时均值小于或等于35mg/m3；
b)脱硝系统投运判断要求：若脱硝工艺为SCR脱硝，①任一侧喷氨流量小时均值大于5kg/h；且②任一稀释风机电流小时均值大于5A或处于运行状态；且③考核期烟气氮氧化物浓度小时均值小于或等于50mg/m3；且④机组脱硝效率小时均值，即两侧脱硝装置的取两侧平均值，大于或等于60％；
c)除尘系统投运判断要求：
当除尘方式为电除尘+湿式电除尘器：①电除尘器运行电场数量大于或等于75％；②湿式电除尘器运行电场数量大于或等于50％；③烟尘排放浓度小时均值小于或等于10mg/m3；
当除尘方式为电袋复合除尘+湿式电除尘器：①电袋复合除尘器运行电场数量大于或等于50％；②湿式电除尘器运行电场数量大于或等于50％；③烟尘排放浓度小时均值小于或等于10mg/m3；
当除尘方式为布袋除尘+湿式电除尘器：①湿式电除尘器运行电场数量大于或等于50％；②烟尘排放浓度小时均值小于或等于10mg/m3；
当电除尘器或电袋复合除尘器或湿式电除尘器的变压器二次电压大于额定值的25％且二次电流大于额定值的5％，则判断电场正常运行；
如果脱硫系统、脱硝系统投运和除尘系统中任一项环保系统不满足投运判断要求，则该小时的上网电量则不享受超低排放环保电价补贴；脱硫系统、脱硝系统投运和除尘系统全部满足投运判断要求，才享受超低排放环保电价补贴。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组超低排放环保电价监控方法，其特征在于：环保电价考核具体如下：以锅炉为考核单元，小时为考核粒度，若脱硫、脱硝、除尘三项环保设施均判断投运，则享受超低排放环保电价补贴：
F补贴＝P*k
其中：P为该机组环保设施投运对应的考核上网电量，万kWh；k为超低排放环保单价。
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