（环境工程专业论文）烟气脱硫装置技术经济分析的研究.pdf

摘要 l 烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是火力 发心厂控制酸雨和二氧化硫污染的主要技术手段。烟气脱硫的方法很 多，就目前来看，烟气脱硫在技术上是湿法、半干法和干法脱硫工艺同 步发展。在国内，这三种类型的烟气脱硫装置都已经有了实际的工程应 用，并且取得了较好的环境效益。烟气脱硫装置的投资要花费巨大的资 金，国内火力发电厂烟气脱硫工程绝大多数是从国外进口设备，国内只 负责安装。利用国外技术和设备，必然使得工程的造价十分昂贵，若实 现技术和设备国产化，就可以大大降低烟气脱硫工程造价，从而使得烟 气脱硫装置在我国大规模应用成为可能。， 本论文针对国内外烟气脱硫装置发展的现状，结合我国的国情，对 现有的烟气脱硫装置进行了技术经济的分析评估，寻找到了技术经济合 理，适合我国应用和发展的烟气脱硫技术和装置。本文将费用效益 分析的原理引入对烟气脱硫装置的分析评价，用动态分析法对烟气脱硫 装置的经济效果进行分析，使得烟气脱硫装置技术经济分析从大多数的 定性分析而转为定量分析。本文研究的结论对我国烟气脱硫装置的研发 机构指明了方向。 本论文的主要工作为： 对现有烟气脱硫装置的技术要点进行分析，对其重要技术参数进行 分析研究评价，并且对装置的经济指标进行分析研究，找到了评价的主 要因素，确定了一套评价烟气脱硫装置技术经济性能的综合指标。 对费用效益的理论进行了深入的分析，并将这一原理引入烟气 脱硫装置的分析评价。同时，运用费用效益分析原理，运用经济的 观点，认真细致的找出烟气脱硫装置的费用来源和效益来源。 对烟气脱硫装置的费用进行计算，采用动态分析法进行经济效果的 分析，它考虑了投资和费用的时间价值，把等值计算引入动态分析。 关键词：烟气脱硫装置技术经济分析费用一效益原理动态分析 l 一l 一l、 a b s t r a e t f g d ( f u l o eg a sd e s u l f u r a t i o n ) i so n l yc o s m i c a l l yc o m m e r c i a ld e s u l f u r a t i o n t y p ei nt h ew o r l d i t i s d o m i n a t i n gt e c h n o l o g ym e a s u r e1 0 c o n t r o la c i dr a i na n d s u l f u rd i o x i d ep o l l u t i o n t h e r ea r em a n ym e t h o d st op r o c e s sf g dw e tm e t h o d ， h a i f l - d e s j c c a c c dm e t h o da n dd e s i c c a t e dm e t h o dd e s u l f u r a t i o nt e c h n i c sa r e d e v e l o p i n gs y n c h r o n o u s l yn o wa th o m e ，t h e s et h r e et e c h n i c sh a v eh a dp r o j e c t si n f a c ta n dg o o de n v i r o n m e n t a lb e n e f i t sh a v eb e e ng a i n e d f g de q u i p m e n tc o s th u g e f u n d m o s te q u i p m e n to ff g dp r o j e c ti nf i r e p o w e rp l a n t s i no u rn a t i o na r e i m p o a e d w eo n l yt a k ec h a r g ei n s t a l l a t i o n o v e r s e a st e c h n o l o g ya n de q u i p m e n t a r e t o oc o s t l y i fi t j sm a d ei no u rc o u n t r y , f g dp r o j e c t sc o s tw i l lb ed e c r e a s e d c o n s u m e d l y , a c c o r d i n g l y i tw i l lb e c o m ep o s s i b l et o a p p l y f g de q u i p m e n t c o s m i c a l l yi no u r n a t i o n t h i sa r t i c l eh a sa n a l y z e da n de v a l u a t e de x i s t i n gf g d e q u i p m e n t i no u rn a t i o n ， a i m i n ga c t u a l i t yo f d e v e l o p m e n t o fd o m e s t i ca n do v e r s e a sf g da n dt h es i t u a t i o no f o u rc o u n t r y f g de q u i p m e n ts o u n dt e c h n i c a l l ya n de c o n o m i c a l l ya n da d a p tt oo u r n a t i o na r es e a r c h e do u t e x p e n s e b e n e f i tp r i n c i p l ei su s e dt oa n a l y z ea n de v a l u a t e f g d e q u i p m e n t d y n a m i ca n a l y t i c a lm e t h o di s u s e dt oa n a l y z ee c o n o m ye f f e c to f f g de q u i p m e n ts oa s t o c h a n g e i t st e c h n i c a la n de c o n o m i c a la n a l y s i sf r o m q u a l i t a t i v ea n a l y s i st oq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s d i r e c t i o no fr e s e a r c hi n s t i t u t i o ni no u r n a t i o na r ed i r e c t e db yt h i sa r t i c l er e s e a r e h f u lc o n c l u s i o n t h i sa r t i c l e sm a i nw o r ka r e ： t e c h n i c a le s s e n t i a lo ff g de q u i p m e n ta r ea n a l y z e d ，t e c h n i c a ip a r a m e t e ra r e r e s e a r c h e da n da p p r a i s e d ，a n de c o n o m i c a li n d e xa r ea l s or e s e a r c h e d ，m a i nf a c t o r s a r ed i s c o v e r e das u i to fi n d e xs y n t h e t i c a lo fa p p r a i s i n gt e c h n i c a la n de c o n o m i c a l c a p a b i l i t yo f f g da r em a d ec e r t a i n e x p e n s e b e n e f i tt h e o r yi s t h o r o u g h l ya n a l y z e da n di t i su s e dt oa n a l y z ea n d a p p r a i s ef g de q u i p m e n t a tt h es a m et i m e e x p e n s es o u r e ea n db e n e f i ts o u r c eo f f g de q u i p m e n ta r e f o u n do u t s e r i o u s l yb ye x p e n s e b e n e f i tp r i n c i p l e a n d e c o n o m i c a lv i e w p o i n t e x p e n s eo ff g de q u i p m e n ti s c a l c u l a t e d e c o n o m i c a le f f e c ti sa n a l y z e db y a n a l y t i c a ld y n a m i c a l l ym e t h o d t i m e v a l u eo f i n v e s t m e n ta n de x p e n s ei st a k e ni n t o a c c o u n ta n de q u i v a l e n c ec a l c u l a t i o ni su s e di nd y n a m i ca n a l y s i s k e y w o r d s ：f u m e g a sd e s u l f u r a t i o n e q u i p m e n t t e c h n i c a la n de c o n o m i c a l a n a l y s i se x p e n s e - b e n e f i tt h e o r y d y n a m i ca n a l y s i s 武汉理1 大学硕士学位论文 第一章绪论 1 i 烟气脱硫装置技术经济分析的目的和意义 众所周知，二氧化硫是造成大气污染的最主要的污染物之一。随着经济的 飞速发展，二氧化磕的排放量在逐年增加，近几年每年二氧化硫排放量均超过 2 7 0 0 万吨。目前，全国6 0 以上城市二氧化硫浓度超过国家环境空气质量二 级标准；占全国面积4 0 左右的地区因二氧化硫的大量排放而出现了酸雨现 象。大量的二氧化硫排放，不仅加剧了城市大气污染，而且造成酸雨面积扩大， 直接危及人类的健康，对动植物造成损害，对财产也造成严重损失，因此二氧 化硫污染及由此而引起的酸雨问题己成为制约我国经济和社会发展的重要因 素，以1 9 9 5 年为例。我国由于二氧化硫和酸雨污染造成农作物、森林、人体 健康等方面的经济损失约为i1 0 0 多亿元，已接近当年国民生产总值的2 。可 见，控制二氧化硫排放量势在必行，这也是社会和经济发展以及环境保护的迫 切要求。 控s j j - 氧化硫排放量的方法很多，其中烟气脱硫是目前世界上唯一大规模 商业化应用的脱硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染的主要技术手段。但是， 由于烟气脱硫要花费巨丈豹资金，国内火屯厂烟气脱硫工程绝大多数是从国外 进口设备国内只负责安装。利用国外技术和设备，平均造价高达1 0 0 0 - - 1 2 0 0 元k w ( 人民币) ，若实现技术和设各国产化，工程造价可控制在7 0 0 元k w 以 下。一台3 0 万k w 机组石灰石石膏法脱硫装置若实现国产化，可节约投资 9 0 0 0 万元。 治理二氧化硫污染，急需经济、有效的技术和设备。我国烟气脱硫才刚刚 起步结合我国国情，要广泛应用烟气脱硫技术，就必须寻找到既高效又经济 的烟气脱硫技术和装置。本研究的目的和意义在于找出一套评价烟气脱硫装置 技术经济性的方法，并用此方法对现有装置进行技术经济分析评估，从而寻找 技术经济合理的烟气脱硫技术和装置，这将为烟气脱硫装置研究机构指明方 向，使烟气j 髓硫技术在我国得以更加广泛的应用。 1 2国内外烟气脱硫装置发展和研究现状 控制s 嘎捧放可采用多种方法：在煤燃烧前进行洗选，可以脱除l o 一2 0 武汉理工大学硕士学位睦文 的硫分：在煤燃烧时采用先进的燃烧方法，如循环流化床技术、煤气化技术等， 也可以控制s 0 ：的形成。但就目前的技术水平和现实能力而言，烟气脱硫仍是世 界上应用最广泛的一种控制技术。随着s 吼排放控制标准和环境立法目趋严格， 近几年欧美发达国家烟气脱硫装置的数量随着新的电厂的投 运行，正成直线 上升。一些发展中国家为了保持经济的可持续发展，也纷纷以立法的形式制定 了较为严格的环境法规，尽力寻找各种适合国情，并能有效控制s o ：捧放的方法。 我国从7 0 年代开始，对国际上现有烟气脱硫技术的主要类型进行了研究 试验，并且自主开发了一些新的技术，其中较为典型的成果有：旋转喷雾干燥 法( l s d p ) 、电子束辐照法( e b a p ) 、脉冲电晕等离子体法( p p c p ) 、磷铵肥法( p a f p ) 、 活性炭纤维法( a c f p ) 。我国烟气脱硫技术起步较晚，技术的转化和应用受经济 条件制约一直没有大规模普及。 进入9 0 年代后，烟气脱硫技术的发展进入了一个新的时期，各种有发展 前景的新工艺不断出现。国外烟气脱硫技术已开发出数百种，目前工业化应用 的主要技术有：湿试石灰石石膏法、喷雾干燥法、循环流化床技术、吸收 再生法、炉内喷钙炉后增湿活化脱硫法以及电子柬烟气脱硫技术、脉冲放 电等离子体法咀及一些结构简化，性能较好的烟气脱硫工艺等。这些工艺的各 种技术性能有较大的进步，而且，商业化、大容量化的发展进程十分迅速。国 外烟气脱硫装置系统化、成套化、工程化程度高，机电一体化、自动控制水平 达刘较高水平。而且在脱硫产物利用上取得了很大的成就。 我国近年来在解决石灰石一石膏法副产石膏的出路方面，进行了利用石 膏制复台肥的研究，在氨法烟气脱硫方匾，进行了利用烟气脱硫g q 产亚硫铵生 产磷铵、硝铵等肥料的研究，并在生物法脱硫、电化学脱硫等多种技术脱硫方 面作了大量的研究开发工作。 目前，烟气脱硫技术上是湿法、半干法和干法脱硫工艺同步发展，湿法烟 气脱硫通过工艺设备的简化采用就地氧化、单一吸收塔技术等，不仅提高了 系统的可靠性和脱硫率，而且初投资降低了3 0 - - 5 0 。到1 9 9 5 年，世界各国 使用的烟气脱硫装置约7 6 0 套( 2 5 0 g w ) 。其中湿法是最普遍的烟气脱硫系统， 占总量的8 4 ，特别是石灰石石膏法占7 0 喷雾干燥装置约占1 0 其他工艺包括循环流化床( c f b ) ，炉内喷钙加炉后增湿活化( l i f a c ) 等都占 有一定比例。安装烟气脱硫装置最多的国家是美国其次是德国和日本。我国 是一个发展中国家，由于自身经济和资源条件的限制，环境立法尚不十分苛刻， 因此采用和运行的烟气脱硫装置很少，到1 9 9 9 年底，中国只有1 0 套烟气脱硫 装置投入运行，其中2 套石灰石石膏湿法洗涤装置。2 套炉内喷钙加炉后 增湿活化装置，l 套循环流化床装置，1 套海水洗涤烟气脱硫装置，1 套简易湿 武议理工大学硕士学位论文 法洗涤装置，1 套喷雾干燥烟气脱硫装置，1 套循环流化床锅炉装置和1 套电子 束辐照烟气脱硫装置。这些装置在控制二氧化硫排放上显示出了很好的效果。 考虑到我国的实际情况，由于干法和半干法装置的费用低廉，所以干法、半干 法烟气脱硫装置有日益广阔的应用前景，其市场份额将日趋增加。 1 3国内外$ 0 2 污染治理的法规及标准现状 国家为了加强环境保护的力度，有效控制s 啦排放，逐步改善和提高大气环 境质量，近年来不断出台，修改和完善了一些有关防治大气污染的政策法规， 主要相关环境标准有： ( 1 ) 环境空气质量标准( c - b 3 0 9 5 - 9 6 ) ” 该标准为中国国家标准，于1 9 9 6 年1 月1 8 臼发布，同年1 0 月1 日开始实 旋。在该标准中，按三级不同环境空气质量区规定了大气污染物不允许超过的 浓度值，其对s m 要求的标准值列于表1 - 1 中： 表卜1s o 。环境浓度限值( m g m 1 ) “。 浓度取值 取值时间 一级二级三级 1年平均 o 0 20 0 60 1 0 日平均 0 o s0 1 5o 2 5 时平均 o 1 s0 5 00 7 0 ( 2 ) 火电厂大气污染物排放标准( g b l 3 2 2 3 9 6 ) i j s i 浚标准为中国国家标准，于1 9 9 6 年3 月7 目发布，1 9 9 7 年1 月1 日开始 实搪。 该标准规定了s 0 2 等污染物在不同时段的允许排放量和第期时段的允许 排放浓度值。s o ：第期时段允许排放浓度规定见表i - 2 。s 0 2 允许排放值用 以下公式计算： q = p vh 2 。“1 0 州i ( 1 - 1 ) 式中：q 5 u 二允许排放员( f f h ) ； p 排放控制系数： v 一一风速( r o t s ) ： h 。烟幽高效单元高度( m ) ； m 一一取值系数。 m 取值系数。 排放控制系数和取值系数见表1 - 3 表1 - 2 s 0 2 第期时段允许排放浓度规定”i 燃料收到基硫分( )s 1 0 1 0 最高允许捧放浓度( m g l m 3 ) 2 1 0 01 2 0 0 表1 - 3 排放控制系数和取值系数i “ p 地区 i 时段时段时段 城市8 9 4 77 4 6 05 8 0 21 8 9 3 丘陵及其他 1 3 4 2 11 1 9 3 61 1 9 3 61 8 9 3 农村 平原丘1 8 63 6 0 83 6 0 82 0 7 5 标准中时段的划分为： 第l 时段：1 9 9 2 年8 月1 日之前建成或投产或初步设计己通过审查的新、 扩、改建火电j 。； 第1 i 时段：1 9 9 2 年8 月1 日起至1 9 9 6 年1 2 月3 1 日期闷环境影响报告书 通过审查批准的新、扩、改建火电厂，包括1 9 9 2 年8 月1 日之前环境影响报 告书通过审查批准初步设计持审查批准的新、扩、改建火电厂： 第时段：1 9 9 7 年1 月1 日起环境影响报告书待审查批准的新、扩、改 建火电厂。 ( 3 ) 国务院批准，1 9 9 2 年在贵州、广东两省和重庆、宜宾、柳州、南宁、 宜昌、长沙、杭州、青岛等九市试点征收s 映捧放费，取得经验后逐步在全国 推广。目前有些省市己根据当地实际情况扩大了收费范围和调高了收费标准。 ( 4 ) 1 9 9 5 年颁布实施的新修订的中华人民共和国大气污染防治法规 定：“在酸雨控制区和二氧化硫控制区内排放二氧化硫的火电厂和其他太中型 企业，属于扩建项目不能用低硫煤的，必须建设配套脱硫除尘装置或采用其他 控制二氧化硫排放、除尘的措施：属于已建企业不能采用低硫煤的，应当采取 控制二氧化硫排放、除尘的措旌国家鼓励企业采用先进的脱硫、除尘技术。” ( 5 ) 国务院1 9 9 8 年在国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有 关问题的批复中规定： “禁l e 新建煤层含硫分太于3 的矿井，建成生产煤层含硫分太于3 的矿 井，逐步实行限产或关停。新建、改造含硫分大于1 5 的煤矿，应当配套建 设相应的煤炭洗选设备。” “禁止在大中城市城区及近邻区新建燃煤电厂。新建、改造燃煤含硫量大 于1 的电厂，必须建设脱硫设施。现有燃煤含硫量大于1 的电厂，要在2 0 0 0 年前后采取减排二氧化硫的措麓，在2 0 1 0 年前后分期分批建成脱硫设施或采 取其他具有相应效果的减排二氧化硫的措施。” ( 6 ) 部分国外s 0 2 允许排放标准如袁1 - 4 。 表1 - 4 四个国家s o s 允许排放标准l ” l国家美国德国法国日本 l 最高允许排放浓度( m g m ) 1 4 8 04 0 04 0 07 0 0 我国是一个发展中的国家在s o z 治理方面的经济承受能力远不如发达国 家。因此，我国s 0 2 排放标准的建立和发展，必须在逐步改善环境质量的前提 下，充分考虑我国的国情，走“先宽后严，逐步发展，对新建机组和现有机组 区别对待，大型机组和小型机组区别对待，逐步向高标准发展”的道路。我国 执行的s 0 2 排放标准与世界发达国家相比有两个特点：一是标准颁布的时间不 长，二是标准要求不低。火电厂大气污染物排放标准中制定的1 2 0 0 m g m 。 允许s 0 2 排放浓度，在国际标准体系中处于中等水平甚至高于一些较为发达 的国家( 如美国s 0 2 允许的捧放浓度为1 4 8 0 m g f m 5 ) ，但低于太部分西欧国家 ( 如德国、法国的4 0 0 m g m 。) 。1 6 1 1 由于s 0 2 控制和治理计划的实茼需要投入大量的资金和人力，约为电厂造 价的5 1 5 。因此，严格的排放标准，必须| 三i 高额的环保投资为代价。美 国的综合国力和公众对环境的意识的重视程度均高于西欧国家，理应制定比西 欧各国更为严格的s 0 2 排放标准，但考虑到国土辽阔许多燃煤电厂建在人烟 稀少、扩散条件较好的地区，也考虑到已有的燃煤电厂容量十分庞太因此美 国在“洁净空气法修正案( c a a a l 9 9 0 ) ”中不但要求电力部门可以分期实施 脱硫汁划，而且规定了较为宽松的s o ：排放控制值。我国的国土面积和美国相 似，同样有相自数量的电j 位于有较好扩散能力的地区，但经济承受能力则远 小如美国，因此，预计我国未来排放标准的控制将处于世界中等水平。 武汉埋上大学硕士学位论文 1 4 技术经济分析的性质和含义 技术经济分析是研究一定社会条件下技术与经济之间相互关系的学科，它 通过技术比较、经济分析和效果评价寻求技术与经济的最佳结合，确定技术先 进、经济合理的最优经济界限，使技术的应用取得最大的经济效果。技术经济 学既不属于纯技术科学，也不属于纯经济科学。它既与技术科学有关，又与经 济科学有密切关系。在任何技术方案的分析论证中，必须考虑技术和经济两方 面的因素及其相互影响既要从技术的角度去考虑经济问题，又要从经济的角 度去考虑技术问题而侧重点在后者。 1 _ 4 1 技术的含义 技术经济分析中所说的技术，它既包括物质形态的硬技术，也包括智力形 态的软技术。它包括自然和社会两个方面的内容。自然方面的技术是指根据生 产实践经验和自然科学原理而发展形成的各种工艺操作方法、技能和相应的生 产工具及其他物质装备；社会方面的技术是指组织、管理生产和流通的技术。 1 4 2 经济的含义 经济通常有经济关系( 即与一定的社会生产力相适应的社会生产关系的总 和，也就是社会经济制度) 、国民经济的部门或总体、经济活动( 生产活动以及 和它相适应的分配、变换、消费活动) 、节约( 生产或生活上的节约。前者包括 节约资金、物质资料和劳动等，归根到底是劳动时间的节约，即用尽可能少的 劳动消耗生产出尽可能多的社会需要的使用价值。后者指个人或家庭在生活消 费上精打细算，消耗较少的消费品来满足需要) 等含义。技术经济分析中所说 的经济，主要是两层意思： ( i ) 物质资料的生产、分配、交换和消费 ( 2 ) 节约 经济活动中投入和产出、消耗和成果、费用和效用之间的对比关系。也称 经济效益。如果投a 相同，而产出较多或者产出相同，而投a 较少，表明经 济效果好。经济效果是一个比值，是劳动消耗同劳动成果之比，所费与所得之 比，它可用人力、物力和资金消耗与创造的价值或使用价值之比来表示。用下 式表示： 经济效果= 嚣糕= 蒜= 器”“ ”z ， 武擞理工大学唰士学位沦文 经济效益则是劳动成果大于劳动消耗的部分，用产出与投入之差、劳动成 果与劳动消耗之差、所得与所费之差来表示。用下式表示： 经济效益= 劳动成果一劳动消耗= 所得一所费= 产出一投入”l ( 卜3 ) l _ 4 3 技术经济分析的实质 技术经济分析的实质是应用目前情况的信息和对将来情况的预测，用经济 观点的要求作为衡量的尺度，使技术与经济最佳组合，提高技术的经济效果， 以作出正确的决策。 1 5技术经济分析的理论基础和特点 1 5 1 技术经济分析的理论基础 马克思主义经济学说，如劳动价值理论、生产力经济学理论等都是技术经 济学的经济理论基础。价值是生产费用对效用的关系，价值首先是用来解决物 质是否应该生产的问题，即这种物质纳效用是否能抵偿生产费用的问题。只有 在这个问题解决之后，才谈得上运用价值来进行交换的问题。物质的如何生产 是技术学科要解决的问题，但物质是否应该生产和能否生产，也即技术的经济 合理性和可行性，却是技术经济学所要解决的问题。 科学技术理论是技术经济分析的技术科学基础。虽然技术经济分析研究的 对象不是纯技术规律，不是技术发展规划本身的技术内容，也不是技术和设备 本身，而是通过对它们的经济效果的计算、分析、评价来实现技术和经济的最 佳结台。然而，无论是工程项目，还是产品生产都离不开技术；而且，研究技 术进步的理论及其在提高经济效果上的作用时，首先要考虑的是技术上的先进 性和可行性，没有技术上的先进性和可行性，也就谈不上经济上的合理性和可 行性。因此，在研究技术方案和措施时，就要以科学技术理论作为其基础。 现代管理科学的理论也是构成技术经济学理论基础的重要组成部分。系统 工程为技术经济分析提供了系统观点及评价方法论； f 算机应用科学为技术经 济学提供了预测模型及随机分析手段：运筹学为技术经济分析提供了各种定量 分析模型：预测和决策技术为技术经济学提供了预剥和决策的理论和方法现 代企业管理学为技术经济研究对象提供了具体构成因素。 1 5 2 技术经济分析的特点 ( 一) 综台性 学科的综合。它是自然科学与社会科学、技术科学与经济科学相结合的 交叉边缘学科，其理论与方法是在综合多种学科的基本理论与方法的基础上形 成的； 因素的综合。在进行技术经济分析时，必须进行全方面的综合分析与论 证。既要考虑技术上的先进性、可行性，又要考虑经济上的合理性、可行性。 技术方案的评价指标，一般都是多目标的，有技术方面的目标，也有经济方面 的蚓标和综合两者的h 标。对技术方案的论证既要考虑自身因素，又要考虑相 关因素；既要进行宏观分析，又要进行微观分析；既要进行动态分析，又要进 行静态分析：既要进行定性分析，有要进行定量分析。 ( = 二) 系统性 系统是指由若干可以相互区别、相互联系而又相互作用的要素所组成，处 于一定的环境之中为达到整体目的而存在的有机集合体。无论是技术问题、 或者是经济问题都不是互相孤立的。一个工程项目的技术方案就是一个系统 它包括若干子系统。任何一项技术的应用，都处在一定的环境之中都要受到 社会、政治、经济文化、教育等客观社会条件和自然条件的制约因此，要分 析、论证一项技术的经济效果，必须用系统的观点把它放在社会的政治与经 济的大系统中进行研究。系统的观点和系统分析的方法是技术经济分析中最为 重要的观点和方法。 ( 三) 预见性 技术经济分析研究的经济效果并非是现在已有的而是预见今后可能带来 的效果。技术经济分析与预测学科的结合，产生技术经济预测。技术经济预测 是利用预测的理论与方法，对未来技术与经济发展的相互影响作出科学的估计 与分析。技术经济预测与单纯的技术预测不同它是根据技术萌芽发展的可能 前景和经济现状与前景，预测未来的技术发展前景。 ( 四) 选优性 技术经济分析、论证的目的是为了从几个供选择的技术方案的比较中，选 出最优的方案，即技术上可行、经济上最为合理的方案。 ( f l ) 安用性 技术经济分析是应用性很强、阱求实用的分析方法a 分析、论迂每一个技 武议理工大学碰士学位论文 术经济问题都要从实际出发，密切结合当地时的社会政治、经济条件、自然 资源、能源条件等。它的研究课题、分析资料和研究数据都来自生产实践，其 研究成果又直接应用与生产实践，通过生产实践得到实现和检验。 1 6 技术经济分析的研究方法 技术经济分析是在定性分析基础上进行定量分析的- - f 应用性学科，它通 过对某种技术规划、技术政策、技术方案、技术措施的量的计算、比较、分析、 评价，来选择最佳方案。而进行综合性的研究是技术经济分析的方法基础。根 据技术经济分析的研究对象及特点，其研究的基本方法是： ( ) 系统分析的方法 系统性是技术经济分析的一个基本特点系统的观点是技术经济分析最为 重要的观点。因此，系统分析方法是技术经济分析研究的重要方法。系统分析 的要点是：从整个系统的效果出发，针对特定的目标，在综合分析的基础上进 行方案选优，咀求总体最优。 ( 二) 方案比较的方法 方案比较方法是技术经济分析中最常用的方法。这种方法，主要是通过若 干从不同侧面说明各种技术经济效果指标的比较，从中选出最优的方案。这种 方法简便易行，且有完整、成熟的程式，方案比较法的关键是使不同的方案有 可比性，化不可比因素为可比因素才能进行比较得出正确的结论。 ( 三) 费用与效益对比方法 在费用相同条件下， 在效益相同条件下， 比较不同方案的效益大小。 比较不同方案的费用多少。 将各种方案的费用与效益的比率进行比较，从中选优。 ( 四) 定性分析与定蕞分析帽结合的方法 技术经济分析采用了许多把分析的因素定量化，通过数量计算进行分析比 较的定量分析方法，它用到许多相关学科的定量方法成果，如数理统计、概率 分析、运筹学、管理会计等学科中所用的方法，然而，定量分析不能与定性分 析相脱离。许多技术经济问题必须以定性分析为主。特别是涉及社会价值、政 治、国防以及生态平衡、环境保护、精神文明等方面一些难以定量化的问题， 武汉理工大学硕士学位论文 定性分析与定量分析相结合同样是十分重要的方法。 1 7 技术及方案选择原则 ( 1 ) 任何技术方案必须有利于提高生产力，增强综合国力和提高人民生活 水平：有利于发展国民经济。 ( 2 ) 技术经济评价要从实际出发，根据不同情况进行具体的定性与定量相 结合的分析和全面综合评价。 ( 3 ) 在对各个技术方案进行计算、比较、分析、论证、评价和选优时，必 须遵循可比原则。可比是指参与对比的技术方案在一些主要方面的性质、标准 和比较时间与方法上具有同一性。即满足需要可比；消耗费用可比：价格可比； 时间可比和方法可比。 ( 4 ) 技术经济评价要正确处理好个别经济效果与整体经济效果的关系；处 理好当前经济效果与长远经济效果的关系；处理好直接经济效果与间接经济效 果的关系：处理好经济效果与社会效果的关系。 茎竖墨銮兰竺圭兰笙堡兰 第二章烟气脱硫装置技术经济分析指标的研究 2 1技术经济指标及其分类 指标是综合反映社会对象某一方面情况的数字。由指标名称及其数值所组 成。指标可用绝对数、相对数或平均数表示。用绝对数表示时，即绝对指标； 用相对数表示时即相对指标；用平均数表示时，即平均指标。 指标体系是系列相互联系的指标组成的整体。建立指标体系是为了全面 地、完整地反映复杂对象的本质及其规律性。 为了评价和比较不同技术方案的技术经济效果，首先应当确定进行评价和 比较的依据和标准。也就是说，应先确定一系列的或者一套技术经济指标，用 以衡量和表示技术经济效果这一系列的技术经济指标统称为技术经济指标 体系。当对某技术方案进行技术经济效果的评价时如只用个别指标对其衡量 和评价，只能反映其某个方面的经济效果，不能客观地全面地对其进行衡量和 评价，故往往导致错误的结论只有用一套互相联系的具有综合性全面性的指 标体系，从不同角度不同的方面对其进行技术经济效果的全面衡量和评价时， 方能得出客观的切合实际的正确结论。也即技术经济方案的技术经济效果是多 因素多指标的函数是指标体系的函数。其数学表达式为： u = ( x o i 为1 2 3 ，n 。 ( 2 一1 ) 式中：u 技术经济效果函数值； x 指标体系中某技术经济指标。 按技术经济指标的性质的不同，可分为以下五类指标 ( 一) 经济指标和技术指标 ( i ) 经济指标 符种经济指标在技术经济分析、评价中有下列不同的用途： 作为衡量技术方案的经济效果的指标，如社会全部劳动生产率、国民收 入、投资、成率等，这种指标往往是综合性的经济指标。 作为计算技术经济方程式和公式的经济指标，如：脱除1 公斤s 0 ：投资， 脱除i 公斤s o ：的能耗等。 武汉理工大学硕士学位论文 作为影响技术方案经济效果的经济因素的指标，不同的能源有不同的价 格能源的价格指标就是影响不同技术方案的经济效果的经济因素的指标。 ( 2 ) 技术指标 技术方案的技术指标和技术方案的经济指标不同它比经济指标有更大的 专门性。不同的技术方案由于不同的指标特点，就有着不同的技术指标。各种 技术指标在技术经济分析、评价中也有不同的用途。 作为衡量技术方案在技术上可行和不可行的技术评价指标。 作为计算经济指标的基础和必要条件的技术指标，如混合材料掺八率。 作为技术经济研究所必须解决的技术参数的技术指标，如原材料、燃料 的消耗等。 ( 二) 价值指标和实物指标 价值指标又叫货币指标。在技术经济分析评价中，采用价值指标可咀把各 种形式的实物指标进行统计、比较。当然，必须配以实物指标，一方面，实物 指标是计算价值指标的基础；另一方面，可【 i 利用实物指标进行实物平衡，以 便从合理利用资源的角度去评价方案的优劣。 ( 三) 综合指标和个体指标 个体指标和综合指标是相对的概念个体指标是计算综合指标的组成部分 个体指标只能反映方案的局部的技术经济特性而且某些个体指标之间还可能 出现矛盾。综合指标能够比较全面地反映整个方案的技术经济特性统一各种 局部之间的矛盾。所以，综合指标往往是衡量技术方案经济效果的主要指标。 ( 四) 静态指标和动态指标 静态指标是指不考虑资金的时间价值的指标，如：投资额、成本、净产值 等。 动态指标是指考虑了资金的时间价值的指标，如净现值、挣年值、内部收 益率等。 2 2 烟气脱硫装置技术经济指标的研究 烟气脱硫工程中，正确选掸烟气脱硫装置十分必要。进行烟气脱硫工程项 目的可行性研究时必须结合工程的具体情况，科学、全面、深入、细致地对所 武汉理j ：大学硕士学位论文 有可能运用的工艺方案进行评估。烟气脱硫装置技术经济分析包括技术分析和 经济分析。技术分析中必须考虑到主要技术指标和评价这些指标的方法。经济 分析中必须考虑到主要经济指标和评价这些指标的方法。 2 2 1 烟气脱硫装置技术经济分析技术指标的研究 2 2 1 1 烟气脱硫装置技术指标的分析 ( 一) 脱硫率 脱硫率表示脱硫系统能力的大j 、。 脱硫率= 薹星堂旦三墨些塞鍪! 型! 些；孳兰尝旦三壑垡堕堕! 堕! ! 垒xi 0 0 1 “( 2 2 ) 装置进口二氧化硫_ 浓鹰h p ，帕) 对于火电厂来说，安装烟气脱硫系统的目的就是脱除烟气中的一部分s o ：， 以满足排放标准的要求。因此脱硫系统必须有足够高的脱硫率。在进行烟气脱 硫装置选择时主要考虑3 个因素： ( 1 ) 在锅炉正常运行中所能保证的最低脱硫率。许多烟气脱硫装置供应商 在技术介绍时，往往不加任何条件地报出装置工艺的脱硫率如9 0 。实际上， 脱硫率是由很多因素决定的，除了系统本身所采用的装置工艺的脱硫能力外， 还取决于烟气的状况( 烟气量、烟温、烟气含水量等) 。丽s 吼排放标准则往往 要求烟气总s 0 。的浓度或总量在任何情况下均不得超过规定的控制值。因此，在 选择脱硫工艺对要在工程合同中保证：在锅炉的最差工况下，脱硫系统承诺的 最低脱硫率仍能满足排放标准的要求。 ( 2 ) 系统脱硫率的确定应在各种工况下均能满足当前国家和地方所规定 的允许排放浓度和排放量：并优先考虑选用那些有可能通过简单的改造即能提 高脱硫率的工艺，以满足未来可能更严格的捧放标准的要求。脱硫系统的投资 和运行费用均很高( 我国目前烟气脱硫装置脱除s 0 ：成本在1 5 0 0 元吨以上，要 比规定的s o = 捧放费2 0 0 元吨高几倍) 。随着排放标准的不断修订允许的s 吼 排放浓度或总量将会有所降低，排放收费将会越来越高，这是必然趋势。在考 虑如何满足未来排放标准的要求时，可以有2 种作法：在设计烟气脱硫装置 系统时目有充分的脱硫能力的裕量。选择那些经过简单的改造即可提高系统 脱硫率的工艺。单纯采用第1 种方法会增加脱硫系统的投资和当前运行费用， 如果能在选掸脱硫工艺时，优先选用脱硫率可“升级”的工艺，则可以减少未 来的投资，延长脱硫系统的寿命。 ( 3 ) 脱硫率是在什么条件下达到的，如钙硫比的大小。脱硫系统供应商 给出的脱硫率一般是在燃用给定煤种锅炉满负荷条件下的数值。煤种变化和 j 武汉理工太学颅士学位皓文 负荷状况不同时脱硫率可能有所不同。 脱硫率与脱硫装置投资的关系如图2 - l 所示 ( 脱琉牵9 4 , ) 图2 - i 脱硫率与脱硫装置占电厂总投资百分比的关系 从图2 - 1 可以得出以下几点：脱硫装置投资与脱硫率的关系是指数型a 当脱硫率由3 0 惜加到5 0 时投资增加1 倍；脱硫率增加到7 矾，其投资是 3 0 时的4 倍：越到高脱硫率时则投资增加越显著。脱硫率由9 0 增加到9 5 时t 为获得这5 的脱硫增长率，其增加的投资将是脱硫率3 0 1 甘的4 倍。 脱硫成本与脱硫率的关系如图2 - 2 所示。“ 差涮隶阻l呷i矗鞯璃l弹也靠靼堪譬 2 二；1 1 譬 谆 誊 型 f 脱碗末瞒) 图2 2 脱硫率与脱硫成本分析 从图2 2 可以得出以下几点：要求很高的脱硫率，脱硫成本将会大幅度 增加。排污征收费与脱硫成本线相交点6 0 脱硫率为最佳点，考虑到对社会 环境影响因素，脱硫率选在6 0 一8 0 之间是较为台适的。 几种烟气脱硫装置的脱硫率的比较如表2 一l 和图2 3 所示： 表2 - 18 种烟气脱硫装置可达到的脱硫率的比较”9 石灰石一 简易湿海水脱喷雾干 装置 l i f a cc f b电子束 c f b b 一石膏 法硫燥 i 脱硫率 9 0 8 09 08 5 8 58 5g o8 5 从表2 一l 和图2 - 3 可以看出这8 种烟气脱硫装置均能达到较高的烟气脱 硫率，能够满足我国现阶段控制二氧化硫排放的要求。而且这几种烟气脱硫装 置在国外已经成熟应用，在我国也有应用实例，是目前火电厂烟气脱硫装置中 比较先进的工艺设备。 武以理大学颤上学位跄文 幽2 - 38 0 p 烟气脱硫装置脱硫率的比较 ( 二) 钙硫比( c s ) 从理论上讲，无论是干法、半干法还是湿法装置，只要有一个钙基吸收剂 分子就可阻吸收1 个s o ；分子，但实际上由于反应时传热、传质的条件并不处于 理想状态，因此往往需要增加吸收剂的量来保证吸收过程的顺利进行，也就是 钙基吸收剂的分子数要大于s o z 分子数。c s 就是用来表示在达到一定脱硫率时 所需要的钙基吸收剂的过量程度。由于湿法工艺中的反应是在气相、液相和固 相之问进行的，反应条件十分理想，因此湿法工艺的c s 非常接近于l ，一般 为1 卜1 2 ，半干法为1 5 一1 6 ，干法为2 0 2 5 。从原理上看适当提高c s 可一定程度地增加脱硫率。例如炉内喷钙工艺在c 。s 为3 ，o 时，脱硫率为3 0 如果c 。s 提高到5 o 则脱硫率可达4 0 5 5 0 。这对半干法和其他一些脱硫工 艺也有相同的结果。因此在考察一个脱硫工艺，或是进行不同脱硫装置的脱硫 性能比较时，必须注意达到该脱硫率所需的c 。s 数值。在相同的脱硫率下，c h s 高的脱硫工艺运行费用高，因为需要渭耗更多的吸收剂和处理更多量的脱硫产 物。 表2 2 列出了6 种烟气脱硫装置c s 与脱硫率的对应数值。”“ 表2 - 2c 。s 与脱硫率豹对应关系 石灰石一简易湿喷雾干燥 装置 l i f a c c f bc f b b 一石膏 法法 c s 1 0 51 11 52 o2 3 3 1 脱硫率( ) 9 07 08 07 08 08 0 ( 三) 吸收剂利用率 武议理上大学硕士学位论文 吸收剂利用率系指用于脱除s o z 的吸收剂占加入脱硫系统吸收剂总量的质 量分数，即脱硫效率与c 。s 的比值。吸收剂的利用率与c s 有密切关系达到 一定脱硫率时所需的c ，s 越低，钙的利用率越高，所需吸收剂数量及所产生脱 硫产物的量也越少，可大大降低脱硫系统的运行费用。 在主流烟气脱硫装置中，湿法的吸收剂利用率最高，一般可达到9 0 以上， 半干法5 0 左右，而干法最低在3 0 以下。 图2 4 反映了以上6 种烟气脱硫装置的c 。s 的对比关系。 阁2 5c a s 和脱硫率的对应关系 ( 四) 吸收剂的可获得性和易处理性 ，一 武议理工大学顿上学位论文 目前，大部分烟气脱硫装置部采用钙基化舍物作为吸收剂的重要原因是其 储藏量丰富，价格低廉且生成的脱硫产物十分稳定，不会对环境造成二次污染。 除了钙基化台物之外有些工艺还采用钠基化合物、氨水、海水作为吸收剂。 ( 1 ) 钙基吸收剂 钙基吸收剂主要是石灰石( c a c o 、) 、消石灰( c a ( o h ) ：) 、石灰( c a o ) 。 石灰石( c a c o x ) 石灰石在大自然中有丰富的储藏量，其主要成分是c a c o ，。我国江浙一带的 石灰石不但储藏量大，而且矿石品位高，c a c ( ) = 含量一般大干9 3 。石灰石用作 脱硫吸收剂时必须磨成粉末石灰石无毒无害，在处置和使用过程中十分安全， 是烟气脱硫的理想吸收剂。但是在选择石灰石作为吸收剂时必须考虑2 点： 石灰石的纯度，即c a c o l 的含量。石灰石的活性，即石灰石与s o ：反应的