電廠煤度電碳排放分析研究

1、電廠煤度電碳排放分析研究引言2016年巴黎協(xié)定正式生效，確定了全球中長期應(yīng)對氣候變化的目標(biāo)，中國在提交的自主貢獻(xiàn)文件中明確提出：到2030年單位GDP二氧化碳排放下降60%65%，2030年左右二氧化碳排放量達(dá)峰，并盡早實(shí)現(xiàn)達(dá)峰的目標(biāo)。中國政府出臺了一系列宏觀政策，以確保實(shí)現(xiàn)國家應(yīng)對氣候變化目標(biāo)。目前電力行業(yè)是二氧化碳排放較多的行業(yè)之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，電力行業(yè)2015年溫室氣體排放量占當(dāng)年全國溫室氣體排放總量的40%左右。隨著環(huán)保政策的不斷收緊，現(xiàn)存燃煤機(jī)組及增量機(jī)組均面臨十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。國內(nèi)在電業(yè)行業(yè)碳排放方面已做大量的研究。陳亮等對發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算和報(bào)告要求進(jìn)行詳細(xì)解讀；劉睿、鄭彥

2、強(qiáng)及張禮興等對碳排放數(shù)據(jù)收集及計(jì)算過程進(jìn)行介紹，并分析燃煤電廠碳排放指標(biāo)與影響因素；王敬敏、蔡宇、蓋志杰等對電力行業(yè)碳排放權(quán)配額初始分配效率進(jìn)行研究，并對其公平性與有效性進(jìn)行驗(yàn)證；朱德臣梳理了國內(nèi)外試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)電力行業(yè)碳配額的初始分配方法，同時(shí)給出一些建議與思考。綜上可知，目前燃煤電廠的碳排放的研究主要集中在碳核算方面，往往忽略溫室氣體產(chǎn)生的源頭，即入廠煤的質(zhì)量?，F(xiàn)階段國內(nèi)絕大多數(shù)電廠等燃煤用煤單位的煤質(zhì)評價(jià)指標(biāo)主要包括：低位發(fā)熱量、水分、灰分、揮發(fā)分和硫分，其中并無與碳排放直接相關(guān)的參數(shù)，無法從源頭上對碳排放進(jìn)行評價(jià)。以某電廠入廠煤為研究對象，探究各煤種的單位度電排放強(qiáng)度，綜合原煤價(jià)格與單位度

3、電排放強(qiáng)度，給出入廠煤采購建議，從源頭上控制機(jī)組二氧化碳的排放。1入廠煤參數(shù)及元素碳測量收集某電廠燃煤機(jī)組入廠煤煤樣，煤樣如圖1所示，并對煤樣進(jìn)行元素碳含量測量。入廠煤元素碳測量結(jié)果如表1所示。圖1送檢煤樣圖表1入廠煤元素碳測量結(jié)果/%編號供腿商乞干基兀素碳收到基元素碳41大同軒崗焦家案55.3952.772大同軒囪六苗地51.224W.67X丈同軒崗劉家舉込閃44.944山西國新苛嵐54K7146.115寧鉄新兀逋合52.33-49.596小胡騎莊兒上49.五柔同慶李家平53.3050.55濟(jì)南斤通54).44-46.319山東寶宇51.664B-閒10同煤忻州46一7942/11,1陜西華

4、毛愉橫673961.0412蔚縣京秦如一朋45皿曲陜西榆神煤電72_2665.0314映西輸林運(yùn)銷6S.SS57.6IS康西延長石釉旳且母63恥16五素鼎盛莊兒上5LJ217物流山西莊兒上備衛(wèi)呂刃4Lil西鐵物流曹家欣塌65.63麗朋19小萌暢實(shí)業(yè)55951.5720物洗山西古交127：L1I2單煤燃燒過程的C02排放分析煤炭固定燃燒二氧化碳排放量計(jì)算如下100罠中；吧拠一一燃煤hC燃煤含碳量（）;%二氧化確的摩爾質(zhì)量，取值II陸一一碳的匣爾質(zhì)量取值12,-ninl;。廠熾煤機(jī)沮氧化宰（%）h目前現(xiàn)代的大容量燃煤鍋爐的氧化率均在95%以上，故本研究的氧化率均采用省級溫室氣體清單編制指南中推薦的

5、取值98%。將各個(gè)數(shù)據(jù)代入式（1）可得：由式（2）計(jì)算各單煤單位（.即廠“）熾燒排放量.如表2所示n表2各單煤燃燒排放量編號供應(yīng)商單煤單位fl幀量徐1大同軒間焦專寨1創(chuàng)2大同軒崗六田地A1SX大同軒斟劉家粱1.614山西國新肖嵐1.66S寧詵新兀通合1.736小胡暢莊兒上L7S五奉同慶李家平1J11H薛南萬通1.6H9山東宏宇h了510同煤忻州1311陜西華電榆橫2J912蔚貝京秦1.64IJ陜西愉神煤電2J414映西榆林運(yùn)銷2.0615映西延長石油16五寨鼎盛蟲兒上17物流山西莊兒上1.M1H西鐵物流曹家伙場瓷1019小胡暢實(shí)業(yè)I.RS20物流山西古交N563單煤度電排放分析3.1電廠燃料的

6、利用率選取火電廠燃料利用率最多能夠達(dá)到40%42%，正常情況僅能達(dá)到35%38%。不同機(jī)組及類型電廠燃料利用率的選取范圍如表3所示。表3燃料利用率/機(jī)組類型及容瑩撚料利用率范圉3（X）MW忑以下岌電機(jī)組畑:熔6（XMW岌電機(jī)組36-401tmMW發(fā)電機(jī)組37-42T殳熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組站以上背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組60-70該電廠一期機(jī)組為背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，故供熱季燃料熱利用率選取60%；二期機(jī)組為一般抽汽熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，故供熱季燃料熱利用率選取45%。非供熱季一期機(jī)組（300MW以下機(jī)組）燃料熱利用率選取35%；二期機(jī)組燃料熱利用率選取36%。3.2單煤燃燒發(fā)電量計(jì)算按照所選取的熱利用率來計(jì)算單煤的單位

7、發(fā)電量（供熱折算為發(fā)電量），具體的計(jì)算如下：衣中；乩応一一單煤低位發(fā)v燃量熱利冃率（呢人一期選取值為枳糜.二期選取坯液；厶一一各單煤單位發(fā)電量（kWh）n將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（2）、式（3）計(jì)算電廠一期與二期的單煤單位發(fā)電量，具體結(jié)果如表4所示。表4一期與二期單煤單位發(fā)電量/kWh供熱季非供熱垂編號供應(yīng)嗇期：單煤覃任發(fā)電量二期：單煤度電發(fā)電呈期土單煤單癥發(fā)電宣二期：單煤度電發(fā)電量I大同軒崗焦家秦3515.4223109.253大同軒崗六宙地A24H.7S戈宓恥11V49.253大同軒崗劉家臬2瀕忽2242.811744.41I794.254山西國新崗嵐H(W1.67227M.717.47IX19.

8、(M)S寧跌新元通合XXII.2S24fi；r44191.561H6.756小胡楊莊兒上3314.17245.I933.26I9閃一初五孝同厭李家平X小NL0024/i7.541919.17174.M)濟(jì)南力逋鶉5222141806/151SS7.759山東宏宇3172.782；焰銅1K5O.791*K)3.6710同煤忻州2315.002111M1642.0W1I劇丄M11映西華電愉橫4132.503（刪粘24L0.f2479.5012前具京秦2如5no1746.111796.672064.0()1B西鐵物流曹家伙場3915JM)2936.25-22S：.hil鋼幣5HJ.U3】g燉楊敷S3

9、.S67ll.(i2W4.I7KR4.77sij.is助淤山殆況手12.31721MMHJB6U72為了直觀地了解單煤碳排放強(qiáng)度與原煤單價(jià)之間的關(guān)系，供熱季及非供熱季單煤排放強(qiáng)度與原煤單價(jià)如圖2及圖3所示。85555M辭洌原煤卑ffT/C7M）（：IiSETOTOo0500330原煤單ffr?CTtA；Ih）二硅650UM圖2供熱季單煤排放強(qiáng)度與原煤單價(jià)圖占7黑to嗓tes罄址哥漿.M蘆哉*3篆晡豪醉線希一齊圖3非供熱季單煤排放強(qiáng)度與原煤單價(jià)圖由圖2、圖3可知，基于單煤原煤價(jià)格及單位碳排放強(qiáng)度，可知越靠近坐標(biāo)原點(diǎn)的煤種，單位碳排放強(qiáng)度與原煤單價(jià)的綜合評價(jià)越高，反之亦然。可以看出該電廠20種煤種原煤單價(jià)和單煤碳排放強(qiáng)度的具體趨勢分布大致相同。綜上建議該電廠多采購6號（小胡楊莊兒上）和16號（五寨鼎盛莊兒上）煤種，在滿足機(jī)組其他條件的基礎(chǔ)上，逐步提升上述兩個(gè)煤種的摻燒比例，最終達(dá)到降低機(jī)組碳排放的目的，從源頭上控制二氧化碳排放。4結(jié)語（1）各煤質(zhì)參數(shù)具有不同的排放強(qiáng)度，并且存在一定程度的波動(dòng)性；（2）基于原煤單