燃煤電站鍋爐新建電除塵器經濟性評估*

周 燦，周志穎，鄭政杰，鄭志航，張涌新

（1.浙江浩普環(huán)保工程有限公司，浙江 杭州 310012；2.浙江大學能源工程設計研究院有限公司，浙江 杭州 310027；3.寧波大學體育學院，浙江 寧波 315000；4.浙江大學，浙江 杭州 310027）

引言

實現燃煤電站鍋爐煙塵治理技術的投資運行成本因機組容量、煤質和去除效率要求不同存在很大差異。隨著超低排放戰(zhàn)略實施和超低排放技術的大范圍應用，實現煙塵超低排放技術的投資運行成本受到廣泛關注。本文利用電除塵經濟性評估方法，對不同容量燃煤電站鍋爐新建的常規(guī)靜電除塵器、低低溫電除塵器和濕式電除塵器投資成本和運行成本進行對比分析，同時分析了不同煙塵超低排放技術路線運行成本，研究結果可為燃煤煙氣煙塵超低排放治理技術路線選擇提供參考依據。

1 研究方法

本文從投資成本和運行成本兩個角度對不同容量不同種類的電除塵經濟性對比分析。其中投資成本主要包括初期購置相關的設備所需費用以及安裝設備的費用等；運行成本由固定成本和可變成本構成[1-3]，單位為元/kWh。固定成本主要包括污染物脫除裝備的折舊，對裝備的管理維修，運行人員的薪酬以及財務成本等，采用研究者[1-4]提出的計算方法進行測算。

其中可變動成本中能耗成本采用如下計算方法：

式中：EC為電除塵電量消耗帶來的成本，元；e為電除塵耗電量，kWh/h；q為機組負荷率，%；EP為電價，本文選取0.373 87元/kWh；AOH為年運行時間，本文選取4 293 h；CP為機組容量，MW。

煙塵脫除過程中濕式電除塵器消耗的物料成本計算方法為[3]

式中：WC為煙塵脫除過程中濕式電除塵器消耗的物料成本，元；MWESP,Na，MWESP,w為煙塵脫除過程中WESP單位時間消耗的堿/水，t/h；PNaOH為氫氧化鈉的單價，元/t；Pw為工藝水的單價，元/t；AOH為年運行時間，本文選取4 293 h。

式中：TAC為單位發(fā)電量電除塵總運行成本，單位：元/ kWh；Cfix為固定成本，單位：元；WC為煙塵脫除過程中濕式電除塵器消耗的物料成本，元。

2 結果與討論

2.1 不同容量燃煤電站鍋爐單位投資成本

對51臺300 MW、600 MW和1 000 MW容量等級的燃煤電站鍋爐的新建常規(guī)靜電除塵器、低低溫電除塵器和濕式電除塵器工程的投資成本進行調研核算，結果顯示：當入口煙塵濃度≤30 g/ m3，采用常規(guī)靜電除塵器，可實現除塵器出口煙塵濃度在15 mg/ m3～20 mg/m3，單位成本投資范圍在47 元/ kW～100 元/ kW；燃煤電站鍋爐采用低低溫電除塵器，可實現除塵器出口煙塵濃度≤15 mg/m3，單位成本投資范圍在53元/kW～127元/kW。濕式電除塵器，單位投資成本范圍為40 元/ kW～91元/kW。常規(guī)靜電除塵器、低低溫電除塵器和濕式電除塵器的單位投資成本隨著容量的增大呈現降低趨勢。

2.2 典型情景下不同容量燃煤電站鍋爐新建電除塵器運行成本

根據前文調研結果，對滿足《除塵器能效限定值及能效等級》（GB 37484—2019）中1級能效等級指標要求的常規(guī)靜電除塵器和低低溫電除塵器運行成本進行測算，不同電除塵器運行成本范圍如圖1所示。結果顯示兩種電除塵器運行成本均隨著容量的增加而降低，且低低溫電除塵器的運行成本高于常規(guī)靜電除塵器的運行成本，且均高于除塵設施當前的電價補貼0.2 分/ kWh，容量越小高于除塵上網電價補貼數值越大。由于低低溫電除塵器煙塵治理穩(wěn)定且排放濃度低，可低至10 mg/m3，同時具有高效的SO3和重金屬協同脫除效果，因此需要投資成本和運行電耗較大，進而引起運行成本相對常規(guī)電除塵器高。

圖1 典型情景下不同容量燃煤電站鍋爐新建電除塵器運行成本

2.3 典型情景下不同容量燃煤電站鍋爐新建濕式電除塵器運行成本

進一步依據對不同容量燃煤電站鍋爐電耗調研結果，對濕式電除塵器進行運行成本進行測算，測算結果顯示300 MW、600 MW和1 000 MW容量等級的燃煤電站鍋爐分別配置濕式電除塵器時對應的單位發(fā)電量運行成本分別在0.37～0.44分/kWh、0.29～0.32分/kWh和0.22～0.25分/kWh之間，隨著容量的增加而降低。

2.4 不同容量燃煤電站鍋爐典型煙塵超低排放技術運行成本

常規(guī)靜電除塵器+濕式電除塵器（技術路線1），低低溫電除塵器+濕式電除塵器（技術路線2）是當前燃煤電站實現煙塵超低排放的主要技術路線，基于前文不同電除塵器運行成本核算結果，對上述兩種煙塵超低排放技術路線運行成本進行測算，不同技術路線運行成本范圍如圖2所示。結果顯示兩種煙塵超低排放技術路線運行成本均隨著容量的增加而降低，且技術路線2的運行成本高于技術路線1的運行成本，且均高于除塵設施當前的電價補貼0.2分/kWh。由于技術路線2配置了除塵效果穩(wěn)定高效的低低溫電除塵器，煙塵排放濃度可低至10 mg/m3，且具有高效的SO3和重金屬協同脫除效果。因此，建議根據除塵效果和穩(wěn)定性分級設定除塵設施上網電價補貼。

圖2 不同容量燃煤電站鍋爐典型煙塵超低排放技術運行成本

3 總結與建議

利用電除塵經濟性評估方法，對不同容量燃煤電站鍋爐新建的常規(guī)靜電除塵器、低低溫電除塵器和濕式電除塵器投資成本和運行成本進行對比分析，結果顯示三種電除塵器運行成本均隨著容量的增加而降低，且低低溫電除塵器的運行成本高于常規(guī)靜電除塵器的運行成本，且均高于除塵設施當前的電價補貼0.2分/kWh，容量越小高于除塵上網電價補貼數值越大。進一步對兩種煙塵超低排放技術路線運行成本進行測算，結果顯示兩種煙塵超低排放技術路線運行成本均隨著容量的增加而降低，且技術路線2的運行成本高于技術路線1的運行成本，且均高于除塵設施當前的電價補貼0.2分/kWh。因此，建議根據除塵效果和穩(wěn)定性分級設定除塵設施上網電價補貼。