【摘 要】为满足日趋严格的环保要求，国内各发电公司开始陆续实行烟气脱硝工程。这些脱硝工程大多采用了脱硝SCR技术，也是国际脱硝广泛应用的主流技术，为此，本文针对火电厂脱硝SCR技术的研究背景进行了分析，提出了脱硝经济学分析，探讨了分析方法的选择，并对火电厂脱硝SCR技术的应用进行综合分析。 【关键词】尿素工艺；火电厂脱硝；SCR技术；经济损益 电力工业的市场化改革，提倡要尽可能地降低脱硝系统的运行成本，鼓励发电企业进行污染治理，因此，对尿素工艺对火电厂脱硝SCR技术经济损益分析的探讨有其必要性和现实意义。 1 研究背景 目前我国经济正处于高速发展的阶段，对于资源和环境方面的发展，存在着很大的压力，因此电力企业作为我国排污的一大企业，同时也作为能源转换的重要部门，该领域的节能实施实现对我国经济的可持续发展的实现有着积极作用。我国政府和有关部门也积极出台了一些相关的政策，加大节能减排力度，但是这些相关的标准和法规都只是体现环保部门的权力，可行性不佳，而在这样的背景下，电力企业力必须要以现行的环保政策的电力体制为基准，实现脱硝政策，采用现代化脱硝技术，实行脱硝电价补偿，激励和鼓励电力企业加大脱硝设备的投入，促进减排目标的实现，与此同时，确定合理的脱硝电价就成为环保政策中的关键性问题和难点问题。 另外，当前虽然已经以脱硫电价政策为参照，对脱硝电价下了定义，主要以上网电价来体现脱硝电价，电厂也相应地投入了环保装置，但是发电成本增加，给电厂的运行带来了一定的财务负担和压力，尤其是对于利润较低的电厂而言，若是不考虑脱硝电价补偿，那么环保装置的安装以及运行直接对电厂的正常运营造成严重的影响，为此，针对这一问题，国内外先后提出不同的减排政策，投运成本内部化等，比如美国采取传统的控制型政策，与此同时，还将脱硝区域削减政策体系引入到市场机制中，具体有脱硝预算交易计划等，不仅实现了污染排放削减目标，而且使得减排成本降低。 2 脱硝经济学分析 在现实的经济生活中，补贴作为解决内部化的一种有效手段，全面顺应了经济学理论，尤其是在当前的市场经济条件下，无论对于生产者而言，还是对于消费者而言，脱硝运行所产生的经济效益损益与政府所支付的补贴总额是相等的。 2.1 分析原则 在实际评价过程中，具体要遵循以下原则：一是宏观与微观的结合。在评价过程中，还要注重项目的战略重点、战略目标、战略步骤等一系列的方针和政策，一方面要考虑到国家的政策，要满足国家的经济建设环境目标的需要，从宏观上给予科学评价，一方面要加强指导，通过科学的计划，确保各个经济主体的综合平衡。 二是经济与生产相结合。电力企业的项目不能够单纯地只是考虑经济收益，同时，还要对当下人民对环境质量的要求进行分析，确保在国家物力以及财力允许的情况下，具有技术上可行、经济上合理。 2.2 技术研究方法 一般而言，其技术研究方法主要有三种，具体如下：一是方案比较法。这种技术方法主要从各个不同的侧面对现有的技术经济成果进行指标分析和评价，将最优秀的方案选出来，在应用过程中，最为关键的问题就是要保证方案的可比性，当不具可比因素时，需要对方案进行转化处理，从而使其具有可比性。二是系统分析法。技术分析过程中，其最为明显的一个系统就是系统性，因此，在分析时，要采用系统的观点，从整个系统出发，对其效果进行分析，并以此为核心，结合特定的指标，经过综合分析，优选方案，从而达到总体最优，这是一种极为有效的系统研究方法。 3 脱硝技术的应用与成本效益分析 在燃烧过程中，化石燃料生成的氮氧化物主要有三种方式，一是空气中氮的燃烧，一是碳化氢燃料的燃烧，一是燃料中氮化合物的燃烧等，而脱硝技术的应用就是针对以上三种氮的产生与排放方法而进行，目前广泛应用的脱硝技术主要是选择性催化还原（SCR）脱硝。 该技术是世界上目前应用最多，而且技术最为成熟的一种技术方法，简单来讲，就是在催化剂的作用下，利用还原性气体，将含有氮的物质转化为氮气而排出的一种方法。 3.1 脱硝尿素工艺的反应原理及技术流程图 如图1所示，该幅图是由多个设备组成的，脱硝尿素工艺的反应原理如下：第一步是输送程序，尿素的颗粒主要储存在储仓当中，然后计量罐或者是称重给料机再把储仓中的尿素颗粒运送至溶解罐中；第二步是尿素的溶解程序，而这一程序中的溶解液主要采用去离子水，尿素颗粒会在去离子水的作用下逐渐溶解，变成了50%左右的尿素溶液，这道程序需要在外部进行加热，并且溶液的温度始终要比结晶的温度高5摄氏度左右，然后再使用尿素溶液混合泵把这些溶解的溶液往尿素溶液储罐中输送；第三步是尿素溶液的分解程序，在该程序中，经过溶解的尿素溶液首先会经过给料泵，然后再经过分配和计量的有关装置，接着会通过雾化喷嘴才能输送到绝热分解室中，与此同时，分解室还吸入了经过稀释与加热过后的空气，通过把尿素溶液与稀释的空气进行反应，最终分解成为二氧化碳和氨气，然后产生的气体会在氨喷射系统的作用下进到了脱硝的烟道中。而锅炉中的一次风进入到热解室后，会在电加热器的加热作用下或者是柴油热源的加热作用下分解成尿素。其脱硝尿素的反应需要的温度既不能低于280摄氏度，也不能高于660摄氏度，并且需要热解室提供充足的时间，从而能保证尿素完全转化成氨。此外，关于热解室的容积方面，主要是参照尿素分解的空间来进行确定的。而尿素分解的温度主要是靠经过电加热器或者是燃烧其的热空气来维持的。在这个反应过程中，喷射器会把尿素注入进热空气中，并参照SCR反应器对氨的需求量来决定尿素的添加量。而相关设备也会在热解室出口的位置进行氨气混合物以及空气的提供。其中脱硝尿素的反应公式具体如下： 图1 脱硝尿素工艺技术流程图 3.2 SCR脱硝工艺简要成本和效益 一方面，关于SCR脱硝工艺的成本问题，通过对国内两台300MW热电联产机组的尿素制氨的SCR脱硝工艺简要成本和效益分析可得，SCR脱硝装置运行损耗主要包括了设备折旧的成本、人工成本、机器维修成本、催化剂更换成本、电能损耗的成本以及氨气用量的成本等。 而这些损耗费用通常是按300MW热点联产机组运行每年运行7000小时来进行估算的。其相关的机组装置运行损耗费用如下表所示： 另一方面，关于SCR脱硝工艺效益方面，由于SCR脱硝工艺属于比较可靠、成熟的工艺，因此，该工艺不仅在控制方面比较容易实现，而且在运行方面也十分安全可靠。此外，脱硝产物还能直接往大气中排放，绝不会对大气环境产生二次污染，其应用的前景十分广阔。尽管最初SCR工艺需要很大的投资，但由于其具有很高的脱硝率，总体来看，其运行的成本还是相对较低的。因此，从总体效益上来看，SCR脱硝工艺效能给电厂带来很大的经济效益。 4 结语 总而言之，基于可持续发展的经济背景下，电力行业必须要积极应对减排的压力，加强对环境治理经济学理论和方法的分析，通过技术分析，找到最佳的方案，并且严格实行国家的减排政策，完善电力环保法规体系，为脱硝电价定价模型的研究提供更好的理论基础。 参考文献： [1]程鸿德，程林，徐玮.环保措施技术经济论证及环境经济损益分析——以贵阳三力钎具专用材料配套技改工程为例[J]. 矿物岩石地球化学通报，2004（03）. [2]郭金龙.火电机组选择性催化还原脱硝喷氨的优化控制[D].华北电力大学（北京），2011. 作者简介： 史洛建，男，1961年09月，汉族，大学本科，经济师，河南洛阳，从事火电厂环境保护管理及资源综合利用工作
【摘 要】为满足日趋严格的环保要求，国内各发电公司开始陆续实行烟气脱硝工程。这些脱硝工程大多采用了脱硝SCR技术，也是国际脱硝广泛应用的主流技术，为此，本文针对火电厂脱硝SCR技术的研究背景进行了分析，提出了脱硝经济学分析，探讨了分析方法的选择，并对火电厂脱硝SCR技术的应用进行综合分析。 【关键词】尿素工艺；火电厂脱硝；SCR技术；经济损益 电力工业的市场化改革，提倡要尽可能地降低脱硝系统的运行成本，鼓励发电企业进行污染治理，因此，对尿素工艺对火电厂脱硝SCR技术经济损益分析的探讨有其必要性和现实意义。 1 研究背景 目前我国经济正处于高速发展的阶段，对于资源和环境方面的发展，存在着很大的压力，因此电力企业作为我国排污的一大企业，同时也作为能源转换的重要部门，该领域的节能实施实现对我国经济的可持续发展的实现有着积极作用。我国政府和有关部门也积极出台了一些相关的政策，加大节能减排力度，但是这些相关的标准和法规都只是体现环保部门的权力，可行性不佳，而在这样的背景下，电力企业力必须要以现行的环保政策的电力体制为基准，实现脱硝政策，采用现代化脱硝技术，实行脱硝电价补偿，激励和鼓励电力企业加大脱硝设备的投入，促进减排目标的实现，与此同时，确定合理的脱硝电价就成为环保政策中的关键性问题和难点问题。 另外，当前虽然已经以脱硫电价政策为参照，对脱硝电价下了定义，主要以上网电价来体现脱硝电价，电厂也相应地投入了环保装置，但是发电成本增加，给电厂的运行带来了一定的财务负担和压力，尤其是对于利润较低的电厂而言，若是不考虑脱硝电价补偿，那么环保装置的安装以及运行直接对电厂的正常运营造成严重的影响，为此，针对这一问题，国内外先后提出不同的减排政策，投运成本内部化等，比如美国采取传统的控制型政策，与此同时，还将脱硝区域削减政策体系引入到市场机制中，具体有脱硝预算交易计划等，不仅实现了污染排放削减目标，而且使得减排成本降低。 2 脱硝经济学分析 在现实的经济生活中，补贴作为解决内部化的一种有效手段，全面顺应了经济学理论，尤其是在当前的市场经济条件下，无论对于生产者而言，还是对于消费者而言，脱硝运行所产生的经济效益损益与政府所支付的补贴总额是相等的。 2.1 分析原则 在实际评价过程中，具体要遵循以下原则：一是宏观与微观的结合。在评价过程中，还要注重项目的战略重点、战略目标、战略步骤等一系列的方针和政策，一方面要考虑到国家的政策，要满足国家的经济建设环境目标的需要，从宏观上给予科学评价，一方面要加强指导，通过科学的计划，确保各个经济主体的综合平衡。 二是经济与生产相结合。电力企业的项目不能够单纯地只是考虑经济收益，同时，还要对当下人民对环境质量的要求进行分析，确保在国家物力以及财力允许的情况下，具有技术上可行、经济上合理。 2.2 技术研究方法 一般而言，其技术研究方法主要有三种，具体如下：一是方案比较法。这种技术方法主要从各个不同的侧面对现有的技术经济成果进行指标分析和评价，将最优秀的方案选出来，在应用过程中，最为关键的问题就是要保证方案的可比性，当不具可比因素时，需要对方案进行转化处理，从而使其具有可比性。二是系统分析法。技术分析过程中，其最为明显的一个系统就是系统性，因此，在分析时，要采用系统的观点，从整个系统出发，对其效果进行分析，并以此为核心，结合特定的指标，经过综合分析，优选方案，从而达到总体最优，这是一种极为有效的系统研究方法。 3 脱硝技术的应用与成本效益分析 在燃烧过程中，化石燃料生成的氮氧化物主要有三种方式，一是空气中氮的燃烧，一是碳化氢燃料的燃烧，一是燃料中氮化合物的燃烧等，而脱硝技术的应用就是针对以上三种氮的产生与排放方法而进行，目前广泛应用的脱硝技术主要是选择性催化还原（SCR）脱硝。 该技术是世界上目前应用最多，而且技术最为成熟的一种技术方法，简单来讲，就是在催化剂的作用下，利用还原性气体，将含有氮的物质转化为氮气而排出的一种方法。 3.1 脱硝尿素工艺的反应原理及技术流程图 如图1所示，该幅图是由多个设备组成的，脱硝尿素工艺的反应原理如下：第一步是输送程序，尿素的颗粒主要储存在储仓当中，然后计量罐或者是称重给料机再把储仓中的尿素颗粒运送至溶解罐中；第二步是尿素的溶解程序，而这一程序中的溶解液主要采用去离子水，尿素颗粒会在去离子水的作用下逐渐溶解，变成了50%左右的尿素溶液，这道程序需要在外部进行加热，并且溶液的温度始终要比结晶的温度高5摄氏度左右，然后再使用尿素溶液混合泵把这些溶解的溶液往尿素溶液储罐中输送；第三步是尿素溶液的分解程序，在该程序中，经过溶解的尿素溶液首先会经过给料泵，然后再经过分配和计量的有关装置，接着会通过雾化喷嘴才能输送到绝热分解室中，与此同时，分解室还吸入了经过稀释与加热过后的空气，通过把尿素溶液与稀释的空气进行反应，最终分解成为二氧化碳和氨气，然后产生的气体会在氨喷射系统的作用下进到了脱硝的烟道中。而锅炉中的一次风进入到热解室后，会在电加热器的加热作用下或者是柴油热源的加热作用下分解成尿素。其脱硝尿素的反应需要的温度既不能低于280摄氏度，也不能高于660摄氏度，并且需要热解室提供充足的时间，从而能保证尿素完全转化成氨。此外，关于热解室的容积方面，主要是参照尿素分解的空间来进行确定的。而尿素分解的温度主要是靠经过电加热器或者是燃烧其的热空气来维持的。在这个反应过程中，喷射器会把尿素注入进热空气中，并参照SCR反应器对氨的需求量来决定尿素的添加量。而相关设备也会在热解室出口的位置进行氨气混合物以及空气的提供。其中脱硝尿素的反应公式具体如下： 图1 脱硝尿素工艺技术流程图 3.2 SCR脱硝工艺简要成本和效益 一方面，关于SCR脱硝工艺的成本问题，通过对国内两台300MW热电联产机组的尿素制氨的SCR脱硝工艺简要成本和效益分析可得，SCR脱硝装置运行损耗主要包括了设备折旧的成本、人工成本、机器维修成本、催化剂更换成本、电能损耗的成本以及氨气用量的成本等。 而这些损耗费用通常是按300MW热点联产机组运行每年运行7000小时来进行估算的。其相关的机组装置运行损耗费用如下表所示： 另一方面，关于SCR脱硝工艺效益方面，由于SCR脱硝工艺属于比较可靠、成熟的工艺，因此，该工艺不仅在控制方面比较容易实现，而且在运行方面也十分安全可靠。此外，脱硝产物还能直接往大气中排放，绝不会对大气环境产生二次污染，其应用的前景十分广阔。尽管最初SCR工艺需要很大的投资，但由于其具有很高的脱硝率，总体来看，其运行的成本还是相对较低的。因此，从总体效益上来看，SCR脱硝工艺效能给电厂带来很大的经济效益。 4 结语 总而言之，基于可持续发展的经济背景下，电力行业必须要积极应对减排的压力，加强对环境治理经济学理论和方法的分析，通过技术分析，找到最佳的方案，并且严格实行国家的减排政策，完善电力环保法规体系，为脱硝电价定价模型的研究提供更好的理论基础。 参考文献： [1]程鸿德，程林，徐玮.环保措施技术经济论证及环境经济损益分析——以贵阳三力钎具专用材料配套技改工程为例[J]. 矿物岩石地球化学通报，2004（03）. [2]郭金龙.火电机组选择性催化还原脱硝喷氨的优化控制[D].华北电力大学（北京），2011. 作者简介： 史洛建，男，1961年09月，汉族，大学本科，经济师，河南洛阳，从事火电厂环境保护管理及资源综合利用工作