據環保部統計,2011年我國氮氧化物(NOx)年排放量達到2400萬噸,成為世界第一。專家預測,2020年我國NOx年排放量將達到3000萬噸,這將對我國的大氣環境產生巨大威脅。NOx排放源主要有燃煤電廠、工業企業和機動車。我國NOx排放量中近70%來自煤炭的直接燃燒,而火電燃煤又占煤炭直接燃燒比例的50%以上。
“十二五”期間,國家要求進一步深化主要污染物總量減排,新增NOx約束性指標,要求到“十二五”末減排10%(參考2010年排放量),NOx減排成為國家“十二五”期間環境保護的重點任務。作為NOx排放的重點行業,火電廠脫硝對實現“十二五”減排目標具有重要意義,國家已經出臺相關項目審批、結構調整和脫硝優惠電價等政策法規,并推出更嚴格的排放標準,以推動火電脫硝產業發展。
一、技術經濟分析
1.技術經濟分析的概念。技術經濟學是一門應用理論經濟學基本原理,研究技術領域經濟問題和經濟規律,研究技術進步與經濟增長之間的相互關系的科學,是研究技術領域內資源的最佳配置,尋找技術與經濟的最佳結合以求可持續發展的科學。技術經濟學研究的不是純技術,也不是純經濟,而是兩者之間的關系,即把技術與經濟結合起來進行研究,以選擇最佳技術方案。技術經濟學研究的主要目的是將技術更好地應用于經濟建設,包括新技術和新產品的開發研制、各種資源的綜合利用、發展生產力的綜合論證。
2.技術經濟分析的基本原則
2.1 社會需要原則
2.2 技術性和經濟性相統一的原則。
2.3 產出大于投入的原則。
2.4 定量分析與定性分析并用原則
3. 技術經濟分析的主要方法
3.1 系統綜合法。即采用系統分析、綜合分析的研究方法和思維方法,對技術的研制、應用與發展進行估計。該方法是從系統論的觀點出發,對企業有關的大量信息進行時間與空間、縱向與橫向等方面的綜合研究。系統綜合法不是簡單的企業信息搜集、歸納和整理,而是一個創造性的深入認識研究企業中所存在的問題及面臨的挑戰與機遇的過程。
3.2 技術經濟方案論證法。即技術經濟普遍采用的傳統方法,主要是通過一套經濟效果指標體系,對完成同一目標的不同技術方案的計算、分析、比較;效果分析是通過勞動成果與勞動消耗的對比分析,效益與費用的對比分析等方法,對技術方案的經濟效果和社會效果進行評價,評價的原則是效果最大原則。
二、煙氣脫硝技術的工藝特點
目前,電廠中采用的煙氣脫硝技術主要有三種:選擇性觸媒還原法\\(SCR\\)、選擇性非觸媒還原法\\(SNCR\\)和SNCR/SCR混合法。
1.選擇性觸媒還原法\\(SCR\\)。選擇性觸媒還原法\\(SCR\\)為煙氣脫硝技術是發明最早,并成功應用于電站鍋爐的煙氣脫硝技術。因此SCR工藝在國際上應用最為廣泛。
其工藝的主要優點:(1)脫硝效率最高,可達75-90%;(2)可應用于各種氮氧化物\\(NOx\\)濃度的煙氣處理;(3)化學反應所需要的溫度比較低;(4)裝置設在煙氣尾部,不需要對燃燒器、燃燒室或爐膛作修改;(5)化學反應劑率利用高。
其主要缺點是:(1)顯著較高的初期投資和運行成本;(2)工藝占地面積大;(3)工藝的脫硝效率要求高時,還原劑和催化劑用量大,運行成本嚴重依賴于催化劑的活性,易生問題,成本增高;(4)該工藝較不適用于各種灰份、硫份和金屬成份高的固體燃料及調峰鍋爐; (5)系統壓降大,可能需要對鍋爐原有送、引風機進行改造。
2.選擇性非觸媒還原法\\(SNCR\\)。選擇性非觸媒還原法\\(SNCR\\)普遍應用的化學反應劑為尿素,氨使用的比例很少。
其工藝的主要優點:(1)工程造價低,占地面積小,非常適用于老廠改造;(2)該工藝可適用于各種燃料,以及各種型式鍋爐;(3)新爐可依鍋爐設計加以配合 ,脫硝效率較老鍋爐高;(4)自控系統嚴謹,響應時間迅速。性能較不受負荷上下變化影響;其主要缺點是:(1)處理煙氣溫度要求較高\\(850°C~1250°C\\);(2)實際運行時SNCR的反應窗將隨溫度場的分布而實施自動追蹤調整, 因而技術高科技的要求很高,需對個別鍋爐設計評估;(3)燃燒室爐膛需挖注射孔。
3.SNCR/SCR混合法。與傳統的SCR工藝相比,SNCR/SCR混合法工藝的主要改進在:(1)可直接利用安全可靠的尿素作為脫硝還原劑;(2)工藝只需要少量的催化劑;(3)小的催化劑用量減小了SCR反應器的體積,降低了投資成本;(4)減少了傳統工藝的催化劑用量;(5)逃逸的氨會隨煙氣流向下游的SCR系統,使尿素利用率反應率更為完全;(6)改進工藝可獲得傳統工藝同樣高的NOx脫除率。效率可達60~90%。(7)投資和運行費用較低。
三、電廠脫硝項目技術經濟分析的含義及內容
1.電廠脫硝項目技術經濟分析的含義。技術經濟分析是技術經濟學的命題,屬于技術經濟學、產業部門經濟學的范疇。一般來說,任何一項有意義的實踐活動,都需要從各個方面進行分析和論證,選擇較為滿意的方案。從技術角度進行分析、論證、選擇稱為技術分析;從經濟角度進行分析、論證、選擇稱為經濟分析;從社會角度進行分析、論證、選擇稱為社會分析。因此結合電廠脫硝項目投資的含義和技術經濟分析的含義,電廠脫硝仙姑技術經濟分析的含義:是指在一定的社會經濟制度下,采用現代的科學方法,運用技術經濟的理論,對在一定的社會經濟制度下的技術可行性及經濟合理性進行分析、論證、對比、選擇的過程。
2.電廠脫硝項目技術經濟分析的內容。電廠脫硝項目技術經濟分析應當包括技術分析和經濟分析兩部分內容,也就是說既要滿足技術上的可行,也要滿足經濟上的合理。
技術分析一般包括:項目實施的必要性分析、項目實施的具體方案分析等。其中包括:對機組安全穩定運行的影響、技術成熟度、煤種適應性、工藝的復雜程度、氨的逃逸、相關用劑的可獲得性、系統升級改造空間等。需要分析論證各項目方案在技術上的可行性。
經濟性分析一般包括:投資估算及經濟效益分析。其中經濟效益分析又包括財務分析和國民經濟分析兩個部分,財務分析一般包括盈利能力分析、清償能力分析及外匯平衡能力分析和不確定性分析四部分內容;國民經濟分析主要是國民經濟盈利能力分析,另外,還應對難以量化的外部效果進行定性分析。
四、結語
電廠脫硝項目的實施,既是一個技術問題,又是一個經濟問題。技術經濟分析通過技術比較和經濟分析尋求技術與經濟的最佳結合,確定技術先進、經濟合理的最優界限,是技術的應用取得最大的經濟效果。對于電廠脫硝項目備選的三種技術方案:選擇性觸媒還原法\\(SCR\\)、選擇性非觸媒還原法\\(SNCR\\)和SNCR/SCR混合法,通過技術經濟分析,確定方案的技術可行性和經濟合理性,不僅有利于整體上把握項目的可行程度,而且可以進一步驗證項目的可行性。并且通過技術經濟的對比,選出最優方案。從而,保證決策的科學性,減少盲目性。并且為后續脫硝項目的實施提供決策依據,積累經驗。對項目進行技術經濟分析,能夠更加合理地利用有限的資源,充分發揮資源和資金的重要,提高資源利用率和資金投資效率。
參考文獻:
[1]馬紅光.技術經濟學[M.北京:科學出版社,2007.
[2]金國文.關于煙氣脫硝的SNCR 工藝及其技術經濟分析[J].科技論文與案例交流,2013\\(09\\).
[3] 周律.環境工程技術經濟和造價管理[M].北京:化學工業出版社.2001.
[4] 趙華,丁經緯,毛繼亮.選擇性催化還原法煙氣脫氮技術現狀[J].中國電力,2001\\(4\\).