淺析燃煤對火力發(fā)電廠的經(jīng)濟影響.doc

進入21世紀，能源、環(huán)境、發(fā)展是本世紀人類所面臨的三大主題。能源的合理開發(fā)與利用將直接影響到經(jīng)濟運營和環(huán)境保護，是人類社會可持續(xù)發(fā)展的需要。火力發(fā)電廠燃煤發(fā)展趨勢是我國經(jīng)濟發(fā)展十分關注的問題，是能源經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的重點，能源問題是國家經(jīng)濟安全的重大課題，是為全面建設小康社會提供穩(wěn)定、經(jīng)濟、安全、清潔、可靠的能源保證，必須要形成有效的燃煤供給機制。 當前火電燃煤在我國經(jīng)濟社會生活中占有重要地位，在我國二次能源消費構成中占有很大比例?；痣娙济菏玛P我國經(jīng)濟發(fā)展能否保持持續(xù)、快速、健康、協(xié)調(diào)發(fā)展。 能源經(jīng)濟開發(fā)與利用的電力企業(yè)正處在經(jīng)濟效益大發(fā)展的階段，火力發(fā)電廠的燃煤是電力工業(yè)的重要能源，提高燃煤質(zhì)量、降低燃煤成本、減少燃煤對環(huán)境的污染，是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然要求。 因此，降低燃煤成本；提高經(jīng)濟效益；減少污染排放；已成為人們?nèi)找骊P注的問題。、 目前國家能源的重要性:我國電力能源目前面臨環(huán)境壓力增大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構重型化、能源價格倒掛導致的過度消費，以及金融市場發(fā)育不足導致的能源定價權缺乏等挑戰(zhàn)。欲應對這些挑戰(zhàn)，重中之重是要進行能源市場化改革。2001年末，中國加入WTO，開始步入新一輪的高速增長周期，工業(yè)化和城市化進程大大加快，產(chǎn)業(yè)結(jié)構不斷向重型化發(fā)展，結(jié)果導致我國的能源消費彈性系數(shù)和單位產(chǎn)出能耗不斷增加，開始頻頻受到能源瓶頸問題的困擾。筆者認為，在21世紀頭20年的重要戰(zhàn)略機遇期中，我國電力能源問題的癥結(jié)在于我國將持續(xù)面臨著艱巨挑戰(zhàn)。能否成功地應對這挑戰(zhàn)，決定了我國在未來20年能否有效地解決能源緊缺問題，能否化解環(huán)境壓力不斷增大的問題。當前能源消費結(jié)構中，我國能源消費歷來以煤為主，并在可預見的未來仍然會以煤為主。近年，由于煤礦的過度開采，粗放經(jīng)營的開采方式，使全國煤炭資源緊缺，國家出臺了相關政策，對煤炭生產(chǎn)進行限量開采，對不符合科學開采規(guī)程和存在安全隱患的小煤礦實行關井，壓產(chǎn)。然而，煤炭價格的大幅上揚，使煤炭供應緊張，暴露出能源結(jié)構的供需矛盾。由于現(xiàn)有條件的限制，火力發(fā)電發(fā)展至今，一次能源仍以煤為主。燃煤對火力發(fā)電廠經(jīng)濟發(fā)展是非常重要的，提高燃煤電廠的煤炭利用效率必不可少。 、火力發(fā)電廠提高經(jīng)濟效益的重要性；中國能源網(wǎng)總工程師狄小平說：“因為中國煤炭資源豐富，大面積地供熱和發(fā)電，還是使用煤炭” 但煤炭價格的居高不下以及燃煤的大面積污染問題，對我國的可持續(xù)發(fā)展非常不利。當前中國電力能源以煤炭為主，在較長的時間內(nèi)這種局面難以改變。推廣應用潔凈煤技術和研發(fā)以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)，可顯著提高煤炭發(fā)電效率、減少污染物和溫室氣體排放，并可把煤炭高效潔凈地轉(zhuǎn)化為液體、氣體燃料。發(fā)展?jié)崈裘杭夹g，是當前中國能源發(fā)展的現(xiàn)實選擇。? 保護環(huán)境的必要性；中國在重工業(yè)加速發(fā)展的較長一段時間內(nèi)能源消費結(jié)構還是以煤為重，而煤又是一種環(huán)境污染比較大、有害氣體排放多的燃料(據(jù)統(tǒng)計，全國煙塵排放量的70、二氧化硫排放量的90、氮氧化物的67、二氧化碳的70都來自于燃煤)；這決定了能源消費結(jié)構逆轉(zhuǎn)帶來的最重大問題就是我國在實現(xiàn)2020年GDP比2000年翻兩番的過程中，必將遭遇到極大的環(huán)境壓力，甚至有可能在未來510年時間里環(huán)境持續(xù)地惡化。 燃煤火力發(fā)電目前存在著兩個突出的環(huán)境保護問題：一是燃煤技術有待改善，煤的經(jīng)濟利用率要進一步提高；二是煤燃燒除釋放出熱量外，還會產(chǎn)生大量的煙塵、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染環(huán)境的排放物。合理調(diào)整各種能源的發(fā)電參數(shù)比例，通過技術進步提高燃煤電廠的煤炭利用效率；減少二氧化硫污染排放，將一次能源高效地轉(zhuǎn)換為潔凈的二次能源； 把解決當前燃煤造成的污染問題和電力供應緊張問題有機地結(jié)合起來還很難；目前還沒有哪種燃料能代替它。隨著能源應用的多元化和環(huán)境對經(jīng)濟的影響，我國正逐步調(diào)整能源結(jié)構。出于環(huán)保因素，國家電力公司將在未來10年內(nèi)推廣使用天然氣、風電。北京、上海、青島、秦皇島、唐山等；都在規(guī)劃之中。另外，中國正研究風能和太陽能的應用，力爭把這兩種能源從科技產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為消費產(chǎn)品。風能和太陽能占德國發(fā)電量的50%， 荷蘭發(fā)電量的20%以上，在我國，這一比例還很低。?二、 問題的表現(xiàn)及分析； 、 能源結(jié)構的矛盾 2007年一季度，受我國經(jīng)濟快速增長的因素影響，電力消費增速加快，電力供應能力持續(xù)增強，電力供需緊張，電煤及其它因素對缺電的影響作用凸顯。 進入二季度，去年投產(chǎn)的發(fā)電機組將逐步形成穩(wěn)定的生產(chǎn)能力，加上水電進入豐水期出力大增，全國電力供需將保持總體基本平衡，但尖峰負荷最大電力缺口在500萬千瓦左右。電煤供應基本正常，但價格上漲壓力很大。一季度直供電網(wǎng)累計供煤14760萬噸，增長17.77%；累計耗煤14537萬噸，增長11.83%；耗煤量始終大于供煤量，直供電網(wǎng)煤炭庫存以日均5.56萬噸的水平下降。如；3月底，四川電網(wǎng)廣安、白馬、臨巴、太白等電廠缺煤停機，停機容量達140萬千瓦。據(jù)了解，是因為煤礦事故的發(fā)生引起省內(nèi)資源的緊張，以及省外煤炭價格高于省內(nèi)煤炭價格，四川省內(nèi)煤炭資源大部分流向外省導致了四川電網(wǎng)電煤供應緊張的局面。國家發(fā)改委經(jīng)濟運行局日前預測，今年國內(nèi)煤炭價格總體上仍將保持適度上揚趨勢，煤炭需求增幅則將有所回落。發(fā)改委經(jīng)濟運行局有關負責人指出，從煤炭需求看，隨著國家宏觀調(diào)控成效的逐步顯現(xiàn)，淘汰落后生產(chǎn)能力的步伐不會減緩，主要耗煤行業(yè)耗煤指標繼續(xù)下降。而根據(jù)在建煤礦規(guī)模和建設周期，2007年、2008年將是新增產(chǎn)能集中釋放期，新投產(chǎn)能力將增加較多。另外，大秦線、侯月線經(jīng)過改造，今年煤炭運輸能力還將增長，但其他線路運輸已經(jīng)飽和，華中等鐵路直達運輸?shù)貐^(qū)運力繼續(xù)緊張。 預計今年煤炭供需將保持總體平衡、總量略顯寬松的態(tài)勢，但局部地區(qū)、部分煤種、個別時段煤炭供給過剩和緊張的現(xiàn)象將同時存在。 他說，優(yōu)質(zhì)動力煤以及強粘結(jié)性煉焦精煤供給偏緊，低質(zhì)煤炭供大于求；迎峰度夏和冬季取暖期間局部地區(qū)仍可能出現(xiàn)供應偏緊的問題。 他在解釋2007年煤炭價格適度上揚時說，隨著國家推進煤炭市場化改革，鼓勵供需雙方根據(jù)市場供求關系自主協(xié)商定價，原來長期偏低的優(yōu)質(zhì)電煤重點合同價格，必然按照供求關系和稀缺程度向市場價格靠攏。同時，近兩年來國家集中調(diào)整煤炭產(chǎn)業(yè)政策，政策性增支因素較多，煤炭生產(chǎn)成本大幅上升，也必然推動煤炭價格上揚。他認為，適度提高煤炭價格，有利于促進用煤行業(yè)結(jié)構調(diào)整與節(jié)能技術進步，有利于實現(xiàn)十一五節(jié)能減排目標。 2006年，煤炭投資、生產(chǎn)、運輸、需求和實現(xiàn)利潤繼續(xù)保持增長，但增幅明顯回落。煤炭市場供需總體平衡，部分地區(qū)、部分時段、部分煤種的緊張與過剩并存，價格雖有小幅漲落，但總體穩(wěn)定。 、污染排放問題 燃煤火力電廠主要污染源是鍋爐排放出的二氧化硫。二00六年，我國二氧化硫排放總量兩千五百多萬噸，造成一些地區(qū)酸雨污染嚴重。燃煤電廠是二氧化硫排放的主要來源。為加快燃煤機組煙氣脫硫設施建設，減少二氧化硫排放。近日，國家發(fā)展和改革委會和國家環(huán)保總局聯(lián)合會下發(fā)了燃煤發(fā)電機組脫硫電價及脫硫設施運行管理辦法(試行)。該辦法規(guī)定，新建擴建燃煤機組必須按照環(huán)保規(guī)定同步建設脫硫設施，其上網(wǎng)電量執(zhí)行國家發(fā)展改革委公布的燃煤機組脫硫標桿上網(wǎng)電價；現(xiàn)有燃煤機組應按要求完成脫硫改造，其上網(wǎng)電量執(zhí)行在現(xiàn)行上網(wǎng)電價基礎上每千瓦時加價一點五分錢的脫硫加價政策。目前現(xiàn)有京津塘燃煤電廠仍有一半左右沒有安裝脫硫設施；已安裝脫硫設施的燃煤電廠存在閑置或故意不運行的現(xiàn)象；部分已安裝脫硫設施的燃煤電廠沒有及時得到電價補償。今后五年，中國將努力減少二氧化硫排放總量。將通過嚴格控制二氧化硫排放量、強化現(xiàn)有和新建電廠脫硫設施建設等手段來減少二氧化硫的排放量。到2010年，中國將把二氧化硫年排放總量控制在2300萬噸以內(nèi)。 、發(fā)電成本經(jīng)濟分析 就火力發(fā)電廠而言，發(fā)電成本是由以下四部分組成的，即：總投資費用的折舊成本Cd；燃料成本Cf；運行維護成本Cm；財務成本Cp。目前有兩種計算總投資費用折舊成本的方法它們是：國外廣泛采用的等額支付折算法；我國普遍采用的年限平均折算法。 燃料成本Cf可以按式中：C f -燃料成本，元MWh； C f1 -燃料價格，元GJ； -機組每年的平均效率。進行分析。由此可見，為了降低發(fā)電成本中的燃料成本，應力求降低燃料的價格，即盡可能選用品質(zhì)適宜價格低廉的燃料，對入場煤品質(zhì)嚴格把關，采用科學和先進的檢測手段和管理方法提高入場煤檢測的準確性和精度。同時應提高機組的效率，盡可能使機組優(yōu)化運行，減低機組的供電煤耗。 一般而言，燃料成本這一塊要占到燃煤電廠總的發(fā)電成本的60以上，燃料價格的控制和機組效率管理是發(fā)電企業(yè)經(jīng)營管理的中心內(nèi)容。同時，我們也要看到燃料管理和效率管理的相關性和復雜性。我們都知道燃料品質(zhì)優(yōu)劣會直接影響到鍋爐的性能和機組的效率，鍋爐燃燒品質(zhì)好的煤，機組效率高，發(fā)電成本相應降低，但好煤往往價格一般偏高，燃煤品質(zhì)對發(fā)電成本的影響是多方面的。選擇最經(jīng)濟的煤種，需要細致的工作，需要考慮鍋爐性能、機組效率、燃料價格等多方面的因素，具體情況具體分析。總之，盡量避免節(jié)能不省錢的情況出現(xiàn)。 如果火電機組的運營情況不同，譬如說，機組的調(diào)峰幅度大，調(diào)峰頻度高的情況下，會導致發(fā)電成本大幅度升高，如；發(fā)電成本還未考慮由于調(diào)峰導致機組效率下降的情況下，機組年利用小時每減低1 000 ha，發(fā)電成本提高約001002元k Wh。在競價上網(wǎng)形勢下，我們一方面要向同網(wǎng)同價努力，同時也要做到優(yōu)質(zhì)優(yōu)價。 火電廠發(fā)電成本由折舊成本、燃料成本、運行維護成本以及財務成本組成，其中燃料成本和運行維護成本又稱為可變成本，可變成本占到發(fā)電成本的絕大部分，也是發(fā)電成本控制的重點。為保持發(fā)電企業(yè)合理的利潤，火電廠要努力降低發(fā)電成本，只有提高機組的安全可靠性，才有條件提高機組的利用小時，降低發(fā)電的折舊成本；降低機組非計劃啟停次數(shù)，降低水耗和燃料消耗。燃料是成本控制的重點，要加強入廠煤的檢驗。為便于管理，減少成本的可變因素，燃料的購貨價應以熱值為單位。 要進一步認識到燃料經(jīng)營管理的復雜性，因為燃料的品質(zhì)影響到燃料的價格、機組效率，有時還影響到機組的安全指標，要逐步作好選購燃煤的經(jīng)濟性分析。 機組效率是發(fā)電成本其中一個重要的可變因素，節(jié)能和效率控制是一個關鍵。通過小指標管理，機組優(yōu)化運行和能耗偏差分析，將成本控制在源頭。 、燃煤供應問題；燃煤供應問題對火力發(fā)電企業(yè)的影響與日俱增，煤炭供應持續(xù)緊張。由于電煤質(zhì)量的下降和價格的升高，加之煤量供不應求，多重作用已給火力發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營帶來明顯的影響。全國火力發(fā)電企業(yè)煤炭供應形勢雖然有了改觀，但進廠煤價格上漲，質(zhì)量低劣，數(shù)量不足，不僅給火電企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)營壓力，而且機組由于煤質(zhì)熱值降低，灰份上升，已造成鍋爐過熱器積灰嚴重，主汽溫度難以控制，給機組的安全穩(wěn)定運行帶來不小的威脅。據(jù)有關部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：全國火力發(fā)電企業(yè)的入廠煤與入爐煤熱值差已呈明顯增大的趨勢 由于全國性的能源供求矛盾突出，電煤供不應求，火電企業(yè)饑不擇食，只能想方設法搶運電煤，以確保正常的發(fā)電生產(chǎn)。電煤供應質(zhì)量總體呈下降趨勢，又造成發(fā)電生產(chǎn)技術指標和經(jīng)營指標的明顯惡化。主要表現(xiàn)在五個方面：一是增加了廠用電量。制粉及風機電耗上升帶來生產(chǎn)廠用電率上升。二是鍋爐制粉設備磨損加快，鋼耗量增大。三是影響機組的負荷能力。在正常情況下，機組設計的制粉設備的儲備能力是足夠的，但在煤炭質(zhì)量大幅降低時，就無法保證其應有的制粉出力，制粉出力不足又影響負荷。四是鍋爐受熱面因磨損加劇，爆管次數(shù)增加，由此造成停機消缺的機率增加。五是鍋爐機組的燃油消耗量明顯增加。主要原因是電煤質(zhì)量下降造成燃燒不穩(wěn)燃油量增加。 、燃煤價格問題 煤炭是我國的基礎能源和重要原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的戰(zhàn)略地位。近年來，電煤價格上漲過快的勢頭，一直沒有得到有效的遏制，造成燃煤價格的漲幅較大，煤價在過去的一年中，上揚超過40%，令國內(nèi)發(fā)電企業(yè)承受前所未有的巨大壓力，成本大幅上升。而以燃煤為主要原料的火電廠所發(fā)電量占全國發(fā)電量的四分之三，燃煤支出占多數(shù)發(fā)電公司營運成本的一半。燃料成本一般占到燃煤發(fā)電企業(yè)總成本的60以上，目前，煤炭質(zhì)量下降和價格上升的雙重影響，使燃煤火力發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營業(yè)績下降，甚至導致一些老企業(yè)虧損。 初步測算，一家百萬千瓦級的燃煤發(fā)電企業(yè)因煤炭質(zhì)量下降導致煤耗上升、生產(chǎn)廠用電量增加、鍋爐主輔機維修費用增加等原因而增加的成本將達到6000萬元以上。如果計算因燃煤價格影響的發(fā)電量損失，發(fā)電廠的損失將更大。有鑒于此，各發(fā)電企業(yè)多次召開煤炭價格質(zhì)量分析會議，對燃料管理進行專題研討，認真分析原因，查找問題的癥結(jié)，并對照相關標準和要求，積極采取有效措施，改善運營管理，嚴格考核辦法，開展節(jié)能降煤耗活動。一是加強組煤工作，派出燃料采購人員分頭出擊，尋找優(yōu)質(zhì)礦源，爭取多組煤質(zhì)信譽較好的大礦煤，來努力改善煤源結(jié)構，提高進廠煤的綜合煤熱值。二是嚴把源頭入口關，認真做好原煤裝車監(jiān)督工作和燃料質(zhì)檢工作，認真把好進廠關。三是認真、客觀、真實地做好采煤抽樣化驗工作，對來煤情況進行全面綜合采制，以提高入廠煤采樣的代表性與真實性。四是強化管理，加強查處，對有分層裝煤的礦點煤實行分開堆放、分開采樣、分開計量，而對來煤質(zhì)量較差的，則堅決實行扣減處理，解決虧卡現(xiàn)象。 、燃煤鐵路運輸問題 燃煤鐵路運輸瓶頸制約嚴重。目前我國跨省區(qū)煤炭調(diào)運量約占煤炭消耗總量的13，多年來鐵路部門一直把煤炭運輸作為重點，在運力增長有限的情況下煤炭運輸實現(xiàn)了較快增長，目前煤炭運輸占到鐵路貨運能力的45%以上。由此也造成與其他物資爭運力的矛盾愈益突出。大秦、侯月兩線通過改造，使運往華東地區(qū)的下水煤的能力有較大增長，但石太、京原、豐沙大等其他運煤通道基本無新增能力，均處于超負荷狀態(tài)。晉東南煤炭外運能力十分緊張，特別是增加鐵路直達華東、中南地區(qū)的煤炭運力比較困難。因此，煤炭市場將繼續(xù)呈總體偏緊態(tài)勢，部分時段、部分地區(qū)和部分煤種的供求運輸矛盾仍將比較突出。 鐵路部門預計，2007年我國經(jīng)濟發(fā)展對鐵路運輸?shù)男枨髮?，鐵路運力緊張的狀況 也將進一步加劇。為此，鐵道部 計劃今年新增運力2億噸，其中煤炭運力增長將超過1億噸。 隨著煤炭供求形勢再度趨緊，公路運輸、海運也開始吃緊。 一、 解決的對策 、提高煤的利用效率 火力發(fā)電廠中存在著三種型式的能量轉(zhuǎn)換過程：在鍋爐中煤的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；在汽輪機中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能；在發(fā)電機中機械能轉(zhuǎn)換成電能。進行能量轉(zhuǎn)換的主要設備鍋爐、汽輪機和發(fā)電機，被稱為火力發(fā)電廠的三大主機，而鍋爐則是三大主機中最基本的能量轉(zhuǎn)換設備。 鍋爐燃燒用的煤粉是由磨煤機將煤炭磨成的不規(guī)則的細小煤炭顆粒，其顆粒平均在0.050.01mm，其中2050m（微米）以下的顆粒占絕大多數(shù)。由于煤粉顆粒很小，表面很大，故能吸附大量的空氣，且具有一般固體所未有的性質(zhì)流動性。從制粉系統(tǒng)方面希望煤粉磨得粗些，從而降低磨煤電耗和金屬消耗。所以在選擇煤粉細度時，應使上述各項損失之和最小?？倱p失蟬聯(lián)小的煤粉細度稱為“經(jīng)濟細度”。由此可見，對揮發(fā)分較高且易燃的煤種，或?qū)τ谀ブ泼悍垲w粒比較均勻的制粉設備，以及某些強化燃燒的鍋爐，煤粉細度可適當大些，以節(jié)省磨煤能耗，提高燃煤利用率。、燃燒中凈化技術燃煤電廠潔凈煤技術是指煤炭從開發(fā)到利用全過程中，旨在減少污染排放和提高利用效率的加工、轉(zhuǎn)化、燃燒和污染控制等高新技術的總稱：燃燒中凈化技術是指燃料在燃燒過程中提高效率減少污染排放的技術，它是潔凈煤技術的重要組成部分，由五項技術組成。 先進的燃燒器 改進鍋爐設計，采用先進的燃燒器，以減少污染排放，提高鍋爐效率。目前，已有低NO2燃燒器，其燃燒過程是燃料和空氣逐漸混合，以降低火焰溫度，從而減少NO2生成；或者調(diào)節(jié)燃料與空氣的混合比，只提供夠燃料燃燒的氧量，而不足和氮結(jié)合生成NO2。還有噴石灰石多段燃燒器、加天然氣再燃燒器以及爐內(nèi)脫硫等技術。 降低燃煤對大氣的污染 國家發(fā)改委主任馬凱要求，“十一五”期間，電力工業(yè)“上大壓小”要力爭實現(xiàn)三個目標：一是確保全國關停小燃煤火電機組5000萬千瓦以上，包括關停燃油機組700萬千瓦至1000萬千瓦，各地根據(jù)實際情況力爭超額完成；二是通過關停小火電機組，要形成節(jié)約能源5000萬噸標準煤以上、減少二氧化硫160萬噸以