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關鍵詞 電廠熱力系統;節能;方法;措施;研究
中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)112-0146-02
實踐中可以看到,電廠熱力系統節能關系著國家節能降耗之大局,同時也是關系著電廠的可持續發展,因此加強對電廠熱力系統節能問題的研究,具有非常重大的現實意義。
1電廠熱力系統計算常用方法分析
對于熱力系統計算而言,主要是對電廠汽輪機組性能進行分析,對熱力試驗、熱力系統改進計算工作進行分析,對熱力系統計算的主要目的在于機組熱性指標的確定,因此熱力系統計算方法的有效選擇,成為機組熱經濟性研究的前提和基礎。
常規熱平衡法:基于質量、能量平衡,對電廠熱力系統數值進行計算。在此過程中,需對電廠熱力系統運行過程中的變工情況進行計算,對汽輪機抽汽口、排汽端蒸汽參數和回熱系統參數進行明確,目的在于明確汽輪機新膨脹過程線以及該系統具體參數,其中的難點和核心在于計算汽輪機變工況。
等效熱降法:該方法主要以新蒸汽流量、熱力過程線以及循環初終參數均保持不變為前提條件,以等效熱降變化為基礎對熱力系統自身的熱經濟性進行分析研究。局部分析熱力系統時,等效熱降法的應用有效的改進常規熱力計算缺陷與不足等問題,并且建立了熱力系統分析研究新方法,從而使熱力計算實現系統分析。
循環函數法:實踐中,根據熱力學第二定律之規定,通過分析循環不可逆性,以循環函數式作為現代汽輪機循環節能定量計算的工循環函數法,實際上是一種計算復雜熱力系統的有效方法。
熵分析法:在體系熵平衡計算過程中,求出熵產分布與大小,分析熵產影響因素,以此來確定熵產、不可逆損失之間的關系。同時,還有火用分析法,其主要是在熱力學定量基礎上,以環境為基礎對能的本性的全面認識。
代數熱力學法:該方法是一種熱力系統能量有效分析法,其主要是利用事件矩陣對系統中的相關子系統的能量出入關系。對于火用矩陣而言,其對各股流火用值、分支等進行了定義,對單一系統中的出入流進行了關系性分析,最終得到一個結構矩陣,以此了從全局對全系統和子系統之間的關系趨勢進行研究。
2當前國內電廠熱力系統問題分析
首先,分析方法存在缺陷,研究局限性比較大。實踐中可以看到,對于電廠熱力系統的分析方法依然存在欠缺與不足,尤其是使用的計算工具表現出一定的滯后性,需改進和創新。利用計算機進行熱力系統節能研究過程中,還存在著很多的問題與不足,通常情況下采用的是傳統的局部優化法,而對熱力系統的節能分析法研究甚少。同時,研究存在著一定的局限性。本質上來講,對于熱力系統研究長期處于相對固定狀態,雖然穩態模式下的研究可促使發電系統一直保持恒定狀態,而且在一定程度上也可降低研究復雜度,但是其局限性也是非常明顯的,對電廠節能降耗工作可能會產生非常不利的影響。
其次,對電廠熱力系統的分析指導存在著問題。節能降耗是當前最需大力支持的項目,實踐中必須不斷的提升和創新電廠工作觀念。實際工作中,管理人員對電廠分析、指導存在著不到位現象,這成為電廠熱力系統節能發展的重大桎梏。比如,電廠管理不善、對具體情況分析不到位,則可能會導致電廠管理失控。
3電廠熱力系統節能策略
基于以上對電廠熱力系統計算方法、存在的主要問題分析,筆者認為實現電廠熱力系統的有效節能和降耗,可從以下幾個方面著手。
3.1鍋爐排煙過程中的余熱有效回收和利用
電廠鍋爐的排煙溫度通常可達150度~160度,若在鍋爐上方適當的位置加裝暖風扇,則其排煙溫度也達150度,因此電廠熱力系統運行過程中的鍋爐熱損失是非常大的。基于此,如何才能降低能耗,有效的利用這些熱量,成為一個值得深思的問題。低壓省煤器是一種較為有效的節能裝置,它實際上就是一個處于鍋爐尾部位置的汽、水換熱器,與鍋爐省煤器相似。然而,通過其內部的并非高壓給水,相反則是低壓凝結水。其主要有兩種連接方式,即低壓省煤器在電廠熱力系統中的串聯和并聯。對于低壓省煤器而言,其水源來自于低壓加熱器出口,而且凝結水在低壓省煤器中吸收其排煙熱量予,待溫度升高后,再將其通入低壓加熱器系統之中。實踐中可以看到,串聯形式的省煤器經濟性比較好,這主要是因為該種形式下流經低壓加熱器的水量最大;確定低壓省煤器受熱面以后,鍋爐排煙冷卻程度以及其熱負荷均非常的大,因此對排煙余熱循環應用效果非常的好,從而實現了節能減排之目的。
3.2 利用化學方法實現節能減排
電廠熱力系統節能減排中的化學方法,主要是基于對裝載有抽凝汽式熱力機組系統的一些電廠而言的,該方法主要是利用化學水填補凝汽機實現節能減排之目的。將化學水添入到凝汽機之中時,其中的大量氧氣會被除掉。同時,運行過程中將霧化設備安裝在凝汽機入口位置,從而確保化學補充水霧化,以此來提高電廠熱力系統廢熱回收利用率。實際操作過程中,若能夠將凝汽機處理成真空狀態,則該種方法的應用效果會更好,節能減排效果也最佳。
3.3減少煤炭用量,提高電廠發電效率
在電廠機組中,全面推廣應用性能管理系統,這是一種采用基于離散坐標法描述鍋爐內熱流密度時空分布特性的創新方法,利用火焰動態計算模型,對火焰中心、高溫腐蝕以及爐膛結渣問題進行分析,從而實現了條件的有效優化。此外,在當前的電廠信息化管理系統建設與發展過程中,有效的引入機組運行性能管理模式,可實現主動性能管理功能,并且能夠及時發現電廠機組運行中的相關性能問題與不足,提出一些有效的、針對性解決策略,并在此基礎上逐步建立健全機組應用性能考核機制。正所謂無規矩不成方圓,因此電廠通過制定有效的管理機制,開有效減少煤炭用量,提高電廠發電效率,同時這也是節能減排的客觀要求。
4結論
總而言之,面臨當前國內國際能源資源短缺的現狀,發展節能降耗產業勢在必行,而對于能耗大戶――電廠熱力系統而言,節能減排是其發展的必由之路。因此應當加強思想重視和技術創新,以確保我國電廠電力事業的可持續發展。
參考文獻
[1]劉建偉.火電廠熱力系統節能技術探討[J].城市建設理論研究,2011(31).
[2]李東亮.電廠熱力系統節能分析探究[J].科學與財富,2012(12).
摘 要:變頻節能改造節能節能量的估算是確定項目是否具備改造可行性的關鍵因素。目前,多直接運用相似定律,與實測節能效果存在很大誤差。擬分析相似定律的適用范圍,探討切合實際的節能量計算方法,最后通過相關改造項目檢驗其準確性。
關鍵詞:泵與風機;變頻改造;節能估算
1 概述
泵與風機是把機械能轉換為流體壓力能和動能的通用流體機械,在石化、冶金、電廠中使用非常普遍,例如,在熱電廠中,泵與風機所消耗的電能幾乎占到廠用電的70~80%。提高泵與風機的效率,合理進行節能技術改造,是企業節能減排的重要途徑。
變速調節技術是泵類和風機普遍采用的一項重要的節能措施,變頻節能改造節能效益和節能量的計算是關系到項目是否具備改造可行性的關鍵因素。目前,對變頻調速技術節能效果的分析,多直接運用相似定律,與實測節能效果存在很大誤差。
本文擬分析相似定律的適用范圍,探討切合實際的節能量計算方法,最后通過相關改造項目檢驗其準確性。
2 泵與風機的相似定律
根據流體力學原理,對同一臺泵與風機,相似工況之間的性能參數關系為:
(1)
式中Q為流量;n為轉速;H對于泵為揚程,對于風機為壓頭;N為功率。
如圖1,A1點的流量和揚程己知為QA1和HA1,任一與A1點相似的工況點參數為Q和H,則:
(2)
顯然這是一條過原點的拋物線,稱為相似曲線,與A1相似的工況全在這條線上。
相似定律的前提是調節前后工況必須相似,但泵運行時,大多存在靜揚程或背壓。此時,兩種轉速下的工況點不直接滿足相似定律。如圖1所示,管路特性曲線為h=hp+SQ2,原工況為A1,對應的轉速為n1。轉速改變為n2之后,泵與風機的工況點為E2,而轉速為n2時,與A1所對應的相似工況為A2,顯然A2≠ E2。
該負荷下的節能率通過計算可表示為:
(3)
該方法在計算節能量時要知道泵與風機的性能曲線、管路特性曲線,但這些數據在現場很難得到,因此,在實際改造項目中難以采用。
4 基于額定流量和額定功率的計算法
對風機、水泵原采用閥門、擋板進行節流調節,后采用變頻調節,《泵與風機節能技術》給出了一個節能量計算公式:
(4)
式中:PL、Q為水泵、風機采用擋板調節流量時的電機輸入功率和流量;Pe為水泵、風機額定功率,kW;Qe為水泵、風機額定流量,m3/s。
當流量的調節范圍在(0.5-1)Qe時,電機變頻調節相比節流調節的節電率k為:
(5)
式中ηb為調速機構效率。
將式(4)帶入式(5),即可得到基于電機功率PL、Pe的變頻調速相對于節流調節的節電率計算公式:
(8)
5 實例計算
某熱電公司一次風機參數為:額定風量265000m?/h,電機額定功率2400kW,風門開度30~40%。
5.1 節電量計算
風門開度為30%,風機運行電流為107A,電機的功率為:
PL = 1.732×10000×107×0.88=1630.85 kW;
風機的額定功率與電機的額定功率差別較大,因為在設計時電機一般會根據軸功率考慮1.05~1.30的安全系數確定,所以用電機的額定功率除以安全系數作為風門全開時的軸功率,這里取安全系數為1.25,則:Pe=2400/1.25=1920 kW
將PL和Pe帶入式(3-13),節電率為: k =27.14%。
節電量: ΔP =PL×k = 1630.85 ×27.14%=442.61 kW
風機在不同風門開度下的節電情況統計如表1。
5.2 節電量計算結果驗證
表2和表3分別為工頻和變頻的實際抄表數值及平均每小時耗電量。
變頻后實際節電率=(1494-1162)/1494=22.22%
由實際統計數據計算一次風機變頻后的節電率為22.22%,與理論節能量計算結果(23.14%)大致相符,證明所提出的節能量計算方法是適用的。
6 總結
本文研究了泵與風機相似定律的適用性,提出了適用于實際項目節能評價的計算方法,并對項目實施后的節能情況進行統計,初步驗證了計算方法的可靠性,還需在后續類似項目中進一步驗證。
參考文獻:
[1]符永正.管路特性對泵與風機變速調節節能效益的影響[Z].中國給水排水,1999,l(15).
關鍵詞:煤炭企業 節能減排 評價指標體系
中圖分類號:F27文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2011)25-0034-02
引言
煤炭企業屬于社會經濟基礎能源生產、提供的行業,同時也是能源消耗和環境污染物排放部門。煤炭行業是國家節能減排的九大重點行業之一,做好煤炭行業的節能減排工作,對于完成中國“十一五”節能減排目標,加快建設資源節約型、環境友好型社會,促進經濟發展和生態文明建設意義重大。對煤炭企業自身而言,做好節能減排工作,有利于保護其自身的生存環境質量,提高企業的整體技術水平和競爭力。因此,如何適應形勢的變化,采取節能減排措施,主動承擔起社會責任,成為當前行業的重要課題。
一、節能減排評價指標體系選取原則
(1)科學性原則。節能減排指標體系的確立必須依據科學的計算方法,遵循科學發展理念,全面把握節能減排的相關概念,對各個指標的概念、分類、范圍、方法、口徑、計量單位都應加以規定,使指標盡量規范化、標準化,能準確、公正、客觀的反應節能減排的內容。(2)整體性和層次性原則。節能減排是一個多要素、多層次的動態復合系統。指標體系的構建應該在將評價目標和評價指標有機地聯系起來的基礎上分出層次,綜合考慮各種影響因素,將指標進行分類細化,是指標體系層次分明、結構清晰,便于使用。(3)穩定性和動態性原則。節能減排評價體系的構建和設計,應根據現實的情況和未來發展趨勢,將可能性和需要性相結合,做到靈活性、經濟性、準確性相結合,使節能減排體系能真實的反應客觀事實,并且制定相應的獎勵和懲罰措施。(4)簡明性和可操作性原則。節能減排指標的選擇應在現有的技術水平、人力、物力的基礎上,通過科學的方法,可以測量或者聚合生成,概念明確,易測易得。同時,節能減排指標應具備可比性和可測性,定量指標可以根據現有的數據進行計算,定性指標也可以量化,并且盡量避免很難量化或定性的指標。
二、煤炭企業節能減排評價指標體系設計
本文在選定指標時參考了與煤炭企業節能減排相關的法規、標準和文件要求,先初步提出了一些指標,然后在對煤炭企業和相關專家的進一步調研的基礎上,最后確定了節能降耗指標、污染物減排指標、生態保護指標、節能減排綜合指標、節能減排人員管理、節能減排技術推廣和創新研究應用6個一級指標,原煤生產水耗、原煤生產電耗、原煤入選率、節能量完成率等28個二級指標。構建了基于AHP法構建的煤炭企業節能減排評價指標體系的層次結構模型(見下頁表1)。其中“煤炭企業節能減排評價指標”為目標層,6個一級指標為準則層,27個二級指標為指標層。
三、煤炭企業節能減排評價模型構建
煤炭企業節能減排評價采用層次分析法與模糊分析相結合的綜合評價法進行。其步驟如下:
1.建立評價因素集。評價因素集一般用U=(u1,u2,…,un)表示,式中,ui為評價因素,評價元素可以是定量的,也可以是定性的。本文中評價因素指之前建立的27個指標。
一級指標因素集:U =(U1,U2,U3,U4,U5,U6)1煤炭企業節能減排評價指標體系
二級指標因素集:U1=(U11,U12,U13,U14);U2=(U21,U22,U23,U24,U25,U26,U27,U28);U3=(U31,U32,U33);U4=(U41,U42,U43,U44,U45);U5=(U51,U52,U53);U6= (U61,U62,U63,U64)。
2.確定等級評語集。評語集是指評價者根據實際需求,對每個子因素集進行的各種評價,將評價結果組合而成的集合。一般用V=(v1,v2,…,vm)表示,vi是評價等級標準,m是等級評語次數。本文根據專家打分投票,確定煤炭企業節能減排評價體系的等級評語集為V=(好,較好,一般,較差)。
3.確定各指標層的權重。設Ui對U權重分別為w1,w2,w3,w4,w5,w6,則對應的權重矩陣為W=(w1,w2,w3,w4,w5,w6);同樣,設Uij對Ui的權重矩陣分別為:B1 =(b11,b12,b13,b14);B2 =(b21,b22,b23,b24,b25,b26,b27,b28);B3 =(b31,b32,b33);B4 =(b41,b42,b43,b44,b45);B5= (b51,b52,b53);B6=(b61,b62,b63,b64)。
對于權重的設計,可以采用層次分析法(AHP)兩兩比較的方法確定評價指標對上一層次指標相對重要性的權重。根據表1所示的低碳城市評價指標體系,采用A.L.Saaty的1~9標度法對兩兩元素進行比較確定其重要性等級時,考慮了城市的現實狀況和參與實施人員的經驗,也考慮了其他專家的建議,由此構造出各層判斷矩陣。
同時,根據判斷矩陣計算出相應的權重值,并檢驗各判斷矩陣的一致性,以保證所得權重的合理性。
通過有關專家(資深企業管理人員、大學及研究機構教授或學者等)對評價指標體系中各個指標進行單因素評價打分,結合各指標的權重,得出低碳城市評價指標的權重及模糊評價關系矩陣。
4.計算處理。(1)確定Ui的模糊評價判斷距陣Ri,得到R1、R2、R3、R4、R5、R6。(2)確定一級指標的模糊綜合評判集A:
由公式Ai=Bi?Ri得到:A=A1A2A3A4A5A6
(3)確定最終評價對象的模糊評價集合E,E=W?A。(4)判斷。經計算得到的E=(E1,E2,E3,E4,E5,E6)對應于評語要素集V={很好,較好,一般,較差,很差}。根據最大隸屬度原則可知煤炭企業節能減排處于何種水平。
結論
本文根據節能減排評價指標體系的選取原則,設計了節能減排的評價指標體系,運用層次分析法建立評價因素集、確定各個指標的權重,并運用模糊綜合評價法確定指標的隸屬度,建立模糊評價矩陣,得出煤炭企業節能減排模糊評價的最終結果。Evaluation System and Modeling Construction of Coal Companies and Energy Saving
LIU Yuan-ming1,SHAN Shao-lei1,GAO Peng-zhao2
(1.Environmental Protection Department of Xinwen Mining Group,Xintai 271219,China;
2.College of Economic and Management,Shandong University of Science and Technology,Qingdao 266510,China)
與20 世紀初的很多其他發明一樣,關于電冰箱的發明也有很多種傳說,其中一個是第一臺電冰箱出自瑞典工程師柏拉騰和孟德之手。這個說法會讓人廣泛接受,其原因一方面可能是因為同樣的電冰箱在亞寒帶能得到更高能效。或許這臺始祖冰箱搬到了熱帶,就根本無法制冷了。
僅僅才過去了一個世紀,無論是赤道周邊或是極地附近,冰箱沿著奢侈品、中產家庭必有、小康家庭必備的路線一路普及開來。不僅如此,冰箱的制冷能力也越來越強,這指的是在消耗同樣電量的條件下,它對一定空間的制冷能力。這也被稱為“能效”。目前,能效最高的冰箱可以達到日耗電僅0.23 度,而與之同一系列的海爾卡薩帝高端冰箱雖然有500 升容積,但是其日耗電也不到1 度。在英國,購買像這樣的冰箱,依照型號的不同,人們將獲得20~70 英鎊(相當于人民幣260~930 元)不等的政府補貼。當然,此前在德、荷蘭和比利時等國家,政府都給予了海爾達到A+能耗標準的產品節能補貼。
目前,中國也開始實施了對購買節能家電的政府補貼,與此同時,強制性的行業標準也已經于2009 年5 月1 日起正式實施。《家用電冰箱耗電量限定值及能源效率等級》(GB 12021.2-2008)對冰箱的能效等級指標進行了更新,這也掀起了冰箱行業的一股龍卷風。電冰箱能源效率等級(俗稱為“能效等級”)是表示電冰箱產品能源效率差別的分級方法,在我國分為1、2、3、4 和5 級,數字越小,能源效率越高,節能效果最好。在歐盟,能效等級劃分為A 到G 七個級別,其中A 為最高。
能效等級用能效指數來量化。在實施了五年多的舊標準GB 12021.2-2003 的能效指數采用了簡單計算的方法,即實際測量的耗電量與耗電量限定值(單位為千瓦時每24 小時,kW•h/24h)之比,節能產品的實測耗電量均不高于該產品的耗電量限定值。如果得出的數值不大于55%,那就達到了最高能效級別1,在GB 12021.2-2008 未頒布實施之前,這是我國核準的最高節能等級。
據中國家電協會統計,中國冰箱產品平均能效指數從1999 年的79.4% 降低到2005 年的56.6%,甚至最低能夠達到21%,換言之,幾乎所有的生產廠家都能達到最高能效級別,電冰箱市場上達到1 級的產品非常多,這就讓區分冰箱節能效果的好壞變得十分困難。而在GB 12021.2-2008 中,一個重大的改變就是提高了能效指數的門檻。
由于冰箱市場的快速發展,新版標準中對能效指數采取了區別對待的方式,將冰箱劃分為5 類:普通的具有冷凍冷藏的兩門冰箱(即冷凍冷藏箱)、冷凍箱(即通常說的“冷柜”)、冷藏箱(即通常所說的只有冷藏功能的“小冰箱”)、多溫區冰箱、具有穿透式制冰功能的大冰箱。其中對冷藏箱冷凍箱的要求最高,55% 在舊版的標準中是最好的1 級,在新版中只能列入3 級。要達到新版的1 級,這一數值必須低于41%。
除了區別對待,新版標準對能效指數的計算方法也更為科學了: 增加了氣候類型的修正系數(CC)和基準耗電量的計算方程。在電冰箱的說明書中,經常可以看到ST、SN 等英文字母,這其實是標識冰箱的氣候類型的英文縮寫。在舊版的標準中,節能標準并不與此掛鉤,但新版中將其作為計算電冰箱調整容積的系數,并最終影響電冰箱的基準耗電量限定值。比如,ST 時CC 計為1.1,而為SN 時,CC 則視為1。CC 越大,基準耗電量限定值也加大,最后計算出來的能效指數就會變小。理論上來講,在冰箱類型、容積、實際測量耗電量等指數完全相同的情況下,為ST 冰箱比SN 冰箱更節能。當然,現在去買冰箱必須要注意的是產品上貼的是新的能效標識還是舊的。因為在2009 年5 月標準正式生效之前出廠的冰箱仍可以貼舊標識并進行銷售。
《家用電冰箱耗電量限定值及能源效率等級》新舊標準的主要變化
舊標準:GB 12021.2-2003
新標準:GB 12021.2-2008
加入電冰箱的氣候類型修正系數(CC),電冰箱氣候類型為N 或者SN 時CC 等于1,當氣候類型為ST時CC 為1.1,當氣候類型為T 時CC 為1.2。針對不同緯度使用的冰箱被分為不同的氣候類型,一般是亞溫帶SN, 環境溫度10 ~ 32℃ , 溫帶N,16 ~ 32℃,亞熱帶ST,18 ~ 38℃,熱帶T,18 ~ 43℃。
增加了基準耗電量的定義和計算方法,將舊版中“耗電量限定值”的說法改為“基準耗電量”,設定基準耗電量為產品比較的基準線,保持數值不變,計算公式為電冰箱調整容積、電冰箱各類別的參數、變溫室修正系數三者之和,乘以穿透式自動制冷功能修正系數,最后除以365。
修訂了如下類型的電冰箱耗電量方程:
――含有15L 及以上容積且具有冰溫區功能的變溫間室電冰箱;
――容積小于或者等于100L 的電冰箱;
關鍵詞:凝結水泵;變速運行;計算方法
中圖分類號:U464.138+.1文獻標識碼: A 文章編號:
Abstract: through the analysis of condensate water system operation characteristics, complete condensate pump variable speed H-Q curve calculation formula deduced, realizes the speed condensate pump operation parameter quantitative calculation. It is in actual engineering project to carry out the energy saving effect of the condensate pump variable speed operation assessment provides new thinking.
Key words: condensate water pump; variable speed; calculation method
0 引言
近年來,在節能減排力度不斷加大的宏觀背景下, 火電行業內開始對不同容量等級的火電機組的水泵和風機等主要輔助設備進行變頻設計和改造工作, 其中以凝結水泵設置變頻最常見。文獻[1]從熱經濟學角度對凝汽機組凝結水泵運行調節方式的選擇進行了分析,設計了6種不同的凝結水泵調節方案, 并對其進行了比較和計算,結果表明: 凝結水泵變頻調速的運行方式具有很好的節能效果。但由于凝結水系統中除氧器的存在,凝結水泵出口存在一變化的背壓,這不僅會縮小凝結水泵的調速范圍, 還會導致節能效果下降[2],不考慮這一因素時,會得到過于樂觀的計算結果。因此,在進行凝結水泵變頻設計時,事先計算出凝結水泵變速運行時的主要參數,可正確評估節能效果,為改造提供決策依據。在目前變頻泵實際能耗計算中,主要是基于泵的相似定律[3],即流量減小一半,揚程減為1/4,功率減為1/8。這種簡單計算的方法忽略了管路阻力的影響。事實上,相似定律的使用是有條件的,由于受系統參數和運行工況的限制,并不能簡單地套用相似定律來計算節能效果。本文結合流體阻力計算公式,從理論上推導出凝結水泵變速運行H-Q曲線的計算式,并基于相似定律提出變速凝結水泵效率的計算方法,實現變速凝結水泵運行參數、能耗的定量計算。
1 凝結水泵變速運行的理論基礎
凝結水泵變速節能的理論出發點是流體機械的相似定律,該定律給出變速運行凝結水泵的流量Q、揚程H、軸功率P 與轉速n 的關系:
(1)
(2)
將(1)式平方與(2)式相比,可以得到在相似工況下泵的流量與揚程之間的關系
(3)
2 凝結水泵變速運行H-Q曲線計算式的理論推導
P0、P1、P2、P3、Pdea 分別為凝結水泵入口壓力、出口壓力、除氧器水位調節閥前、后壓力以及除氧器壓力。ΔH 為除氧器進口到凝汽器熱井正常水位的總高度差, 由3部分組成:一是熱井水位到凝結水泵入口高度差ΔH1;二是水位調節閥進口到凝結水泵出口高度差ΔH2; 三是除氧器進口到水位調節閥出口高度差ΔH3 ,ΔH =ΔH1 +ΔH2 +ΔH3。凝結水系統滿足以下5個條件:
① 流體是不可壓縮的,其密度ρ為常數;
② 除氧器水位調節閥全開阻力系數ξcv;
③ 凝結水管路阻力系數ξp不隨流量變化而變化;
④ 除氧器壓力Pdea與凝結水質量流量Q均與機組負荷成正比;
⑤ 凝汽器工作壓力值忽略不計。
由調節閥工作原理,可得:
(4)
式中: F 為除氧器水位調節閥的通流面積
由圖1可知:
(5)
(6)
(7)
(8)
式中:為凝結水泵入口管路的沿程阻力系數;
為凝結水泵出口到除氧器水位調節閥之間管路的沿程阻力系數;
為除氧器水位調節閥到除氧器進口之間管路的沿程阻力系數, 凝結水管路阻力系數可以表示為 ;
為凝結水系統管路中流體的體積流速,;
為凝結水管路的通流面積。
結合式(5)、(6)、(7)、(8)可得在機組正常運行狀態下,凝結水泵變速運行時揚程與流量的關系式:
(9)
式中:,,
, ,
在除氧器水位調節閥全開的情況下,、、 、 均為不變的常數。
3 應用實例
下面針對某350MW機組,利用上述凝結水泵變速運行參數的計算方法,計算出典型工況下泵的運行參數,為分析典型工況下凝結水泵變速運行的節能效果提供依據。
本工程中,凝結水泵額定轉速為1480r/min。在泵定速運行的情況下,揚程和效率均從泵廠家提供的性能曲線中查得。
首先確定凝結水泵變速運行H-Q函數關系式中的常數a, b, c。
對于a值,可通過泵設計選型計算中管道總阻力(包括管道、閥門、設備等)折算得出,對于b值,依據熱平衡圖中額定負荷下除氧器流量和壓力的比值即可得到,對于c值,依據除氧器入口凝結水管道與凝汽器水位差能夠得到。經計算,分別為a=1.87×10-6,b=1.31×10-3,c=3.76×10-1,由此確定H-Q函數關系式為:
H=1.87×10-6•Q2+1.31×10-3•Q+3.76×10-1
4 結論
本文提出了對電廠中工頻凝結水泵改造為變頻凝結水泵后變速運行參數的定量計算方法。通過理論推導,得出變速凝結水泵的Q-H曲線的函數關系式,式中各項所代表的物理意義清晰,能夠對不同負荷下凝結水泵變速調節的揚程進行定量計算;對于泵變速運行效率的獲取,可在工頻泵的性能曲線圖基礎上,結合具體工況點,繪制相似工況下揚程隨流量變化的拋物線,拋物線與泵額定轉速Q-H曲線的交點即為該具體工況點的相似點,其對應的效率即為泵變速運行工況的效率。該計算方法可用于對凝結水泵變速運行節能效果的預評估,也可用于相關的仿真計算,豐富了凝結水泵變速運行理論。
參考文獻
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關鍵詞:電力行業;節能減排;發電調度;目標優化;模式;應用;分析
中圖分類號:te08 文獻標識碼:a
在電力行業發展中,傳統的發電調度模式側重于從發電機組的容量均衡方面,進行電力發電調度運行實現,這種電力行業發電調度模式雖然在一定時期內提高了電力資源項目建設的積極性,在一定程度上促進了我國電力事業的發展進步,但是在電力資源的發電調度過程中,也很大程度上限制了具有高效環保效益的大火電機組以及水電、火電等具有節能減排效益的清潔能源機組,在電力行業發電調度模式中的推廣應用實現,對于電力行業的節能減排以及生態環保等社會經濟效益發展提升,都有很大的不利影響。隨著世界性生態環境問題的日益嚴重以及電力行業發展中對于節能減排要求提出,轉變電力工業資源結構,創新電力行業節能減排模式,實現節能發電調度已經逐漸成為當前電力工業結構調整中的關鍵。本文將在遵循節能發電調度要求原則的情況下,以電力行業發電調度中既對于電網發電調度應用火電機組的購買成本考慮的情況下,同時也對機組發電過程中煤炭資源的消耗作為重要考慮因素,通過制定雙目標模糊優化短期交易計劃策略,進行多目標模糊優化模型的建立,并通過對于建立模型的計算分析,實現電力行業的節能發電調度,提高電力行業發電調度的社會生態與環境效益。
1、傳統調度模式與節能發電調度模式的對比分析
1.1 傳統調度模式與節能發電調度模式的區別
電力行業發展中,傳統的電力資源發電以及調度模式,主要是通過對于發電以及調度應用機組的容量的考慮,實現對于電力資源均衡發電與調度實現的一種模式,這種模式在電力行業發展中具有一定的時代積極性,但是,隨著電力資源需求的不斷增長,以及社會能源危機的不斷加劇,在電力行業發展中,傳統的發電調度模式由于對高效環保節能機組發電調度應用的局限性,對于電力行業的發展進步也產生了很大的制約作用。節能發電調度模式是一種以可再生能源、資源以及具有高效環保功效的發電機組進行優先調度,同時在發電調度過程中進行社會生態效益與經濟效益同時最大化兼顧的模式,它對于電力工業結構的優化調整,以及對于電力事業的發展進步都有著積極的作用和意義,也是當前社會經濟生態、環保發展大環境下,電力行業改革發展的重要要求,對于整個社會經濟發展以及國民經濟建設都有著積極的作用和意義。
電力行業節能發電調度管理中,對于節能發電調度模式規定要求,節能發電調度要以保證電力系統的安全穩定運行與供電實現作為前提,通過對于發電機組的能耗以及污染排放情況對比分析,最終實現電力資源的節能、環保以及優化調度。因此,在實施節能發電調度的過程中,最重要的就是將原有的以價格為主的競價上網模式轉換成為一種將能耗以及污染排放量作為標準的發電調度模式,使得傳統的發電調度模式從商業化方面更多的向社會化功能的增加轉變上來。通常情況下,在電力行業中實施節能發電調度模式,主要是以國家對于上網電價的現有管理方法為基礎,在所有可以并網運行的發電機組中進行節能發電調度實現。
1.2 節能發電調度模式對傳統模式的沖擊影響
隨著社會經濟以及電力事業的不斷發展,當前,在電力行業中開展節能減排工作,最重要的就是進行發電調度方式的改進以及小火電機組的關停、進行脫硝力度的加大。在電力行業的這三項節能減排工作中,進行電力資源發電以及調度方式的改進,又是電力行業節能減排工作的重要工作環節。以我國電力行業的發展現狀來看,電力調度中一直存在有一些比較突出的問題,比如電力市場以及發電調度過程中,對于不同能耗水平機組的統一應用等,這都是在傳統的電力行業投資機制以及供需變化、運行管理機制等影響下的電力調度問題,對于電力行業的發展以及社會經濟效益的提升,有著很大的不利影響
進行電力行業發電調度模式的改進也不僅僅是一種技術的評議改進,它對于電力行業的投資政策以及電價政策等都有著比較深刻額度影響,需要在通過各種綜合措施下,建立長效機制,實現對于電力資源以及市場發電調度模式的改進。
2、基于電力節能減排雙目標的調度優化模型
在電力行業中,進行電力資源的節能發電調度,通常需要經過兩個步驟,過程中,首先及時進行發電機組的組合排序,對于發電調度機組的組合排序,主要是通過電力資源發電調度的執行實現電力系統,在電力系統調度運行開始執行之前,機組將依照機組購買成本價格以及機組調度運行的污染排放量等標準,以最低為目標進行機組的組合排序實現。其次,進行電力資源的節能發電調度過程,就是進行機組發電容量的實時調度過程,節能發電調度的這一過程是建立在機組序列組合實現的情況下,對于調度執行電力系統運行過程中,可用機組的調度容量以及電量情況的確定過程。
進行基于電力節能減排雙目標的調度優化模型建立過程中,首先要保證能夠滿足電力交易中心對于高效能源機組的上網電量需求,并且對于高效能源機組的上網使用電量,按照國家規定電網價格進行執行;其次,要保證能夠確定電力資源節能發電過程中各火電機組的上網電價以及煤炭資源的消耗水平,然后,才可進行基于電力節能減排雙目標的調度優化模型建立實現。如下公式(1)所示為帶有模糊約束條件的模糊多目標決策模型計算公式。
在上示模型計算公式中fi(x)表示目標函數,而gi(x)和hr(x)分別為目標函數的約束條件,在實際計算中,通過對于目標函數最優解的求得,來進行滿足多目標條件的節能發電調度最優模型的建立實現。
2.1 進行模糊多目標規劃的方法
通常情況下,在進行多目標的決策計算中,比較常用的規劃計算方法有目的規劃法、多目標交互規劃法以及分層規劃法、模糊多目標規劃法等,其中模糊多目標規劃法也被稱為隸屬函數法,它在進行多目標決策求解過程中,主要是通過運用模糊數學中的最大隸屬度原則,在相同約束條件下,進行多個目標優化求解實現。比如,在進行目標函數(2)約束條件下模糊極小值的求解中,具體計算求解過程如下所示。首先,需要進行目標函數中每一個目標分量fi(x)模糊自己的計算求得,那么相應的,每一個目標分量對應的隸屬函數也就為μ(fi(x)),其中i=1,2,……。其次,通過模糊數學中最大隸屬度原則,進行目標函數中未知數的求解計算,需要注意的是在進行目標函數未知數的計算求解過程中,需要注意目標函數未知數對于目標函數的各約束條件的滿足,從而實現對于多目標函數的求解計算。總之,模糊多目標規劃法就是通過對于多目標最小化問題的計算中,引進模糊數學最大隸屬度計算原則,將多目標問題轉化成為單目標優化問題,從而實現對于多目標的優化求解計算。
2.2 雙目標模糊優化節能發電調度模型
在電力行業機組發電調度過程中,如果pgi(t)表示的是發電調度機組i在t時間段內的運行出力情況,那么,對于機組發電調度運行過程中的煤炭資源消耗數量的函數關系,則表示如下公式(3)所示。目前,對于機組發電調度運行過程中的能耗參數通常被認為是一個固定值,并且與機組的發電量呈現一個線性變化的關系。
此外,對于電力運行發電調度運行過程中,電網全網購電費用的最小目標函數關系,如果以各發電商對于電網購電的實際報價結算為主,則可以表示為下列公式(4)所示函數關系。節能發電調度實施過程中,機組調度過程中的有功功率平衡約束條件以及機組運行出力條件則如下公式(5)和公式(6)所示。
在進行上述雙目標的節能發電調度模型計算求解過程中,同上述的多目標模糊規劃分析計算一樣,主要是通過對于雙目標節能發電調度模型中的雙目標函數模糊化,實現對于雙目標的計算求解,其中,進行雙目標模糊化主要是利用模糊數學中最大隸屬度原則,首先將多目標函數中的單目標函數確定為隸屬函數,然后通過半直線型函數進行隸屬函數關系的表示,則對于目標隸屬函數關系則表示如下公式(7)所示。
在上述目標隸屬函數關系公式中,主要通過購電費用最小單目標優化以及煤耗量最小目標值、期望最大目標節約值等指標參數,進行多目標隸屬函數關系的計算求解實現。在通過數學模糊最大隸屬度原則,對于多
目標函數進行隸屬函數關系轉化后,也就是將雙目標節能發電調度模型,通過模糊化,轉化成為目標隸屬函數關系后,再將目標函數需要滿足以及實現的所有約束條件,也就是上述公式(5)和公式(6)中所表示的函數條件關系公式進行代入,即可實現對于最大優化結果的計算求得。
結語
總之,隨著社會經濟建設發展與資源環境之間矛盾問題的日益突出,生態環保、節能減排工作已經成為當前社會經濟建設與發展中的重要工作和方向,進行節能減排在電力行業模型中的應用分析,對于促進電力行業節能減排工作的開展,以及推動電力行業的健康、持續發展都有積極作用和意義。
參考文獻
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領導重視是節能精細化管理的關鍵,企業應建立節能減排組織機構,明確管理層的職責,提高節能主管人員的素質能力,加大節能主管人員的職責和權限,增強節能培訓宣傳力度,提高員工節能意識。1企業可以從以下方面入手,取得領導對節能減排工作的重視。>各種節能活動爭取讓領導參加并了解;>為領導層提供高端的節能減排講座;>定期匯報節能工作的開展情況;>各種節能工作數據、報告或程序手冊讓領導了解或簽字;>領導對于節能精細化管理不是事必躬親,而是明察秋毫。2明確職責,建立有效的信息溝通機制,是實施節能精細化管理的前提和保障。細化節能減排管理網絡:建立三級能源管理網絡(縱向要從企業最高層到班組,一直到個人,橫向要包括計劃、設計、工藝、技術、計量、統計、供應、財務、調度等所有部門,節能減排需要各相關部門的密切配合,各部門要有明確的節能減排職責,杜絕推諉、扯皮現象。3能源管理崗位的工作要求精細化。根據工作職能和流程,明確界定崗位職責,形成具體的崗位工作規范,使每位工作人員都能夠全面了解崗位職責,熟悉本職業務。4節能減排管理人員素質:熱心節能減排工作、具有節能減排基礎知識和相關專業知識,熟悉節能減排的法律法規、方針政策和相關標準。5同時在工作中加強對執行力的精細化管理,確保優質高效地完成本職工作。建立完善的節能減排管理制度,積極推進并建立能源管理體系工作,是提高企業能源管理水平的關鍵。企業能源管理制度的精細化管理具體可從以下方面開展:1一個系統、完整、全面、細致的管理制度體系是精細化管理工作開展的依據。企業可按照國家有關節能減排的法律、法規和方針政策,結合本單位的實際情況,制定《企業用能管理制度》、《企業節能獎罰制度》、《企業能源計量、統計管理制度》等節能減排管理制度,使各項工作有章可循;典型能源管理制度及內容要求如表1所示。2能源管理制度應以公司正式文件下發,并組織全員培訓學習。3企業應定期對能源管理制度的內容及執行情況進行內部審核,保證其有效性和可操作性。4企業可依照GB/T23331-2009模式建立能源管理體系工作。能源管理體系包含管理者承諾、能源方針、能源目標、管理手冊、管理制度、操作手冊、能源因素、圖表記錄等一系列多層級的內容。能源管理體系模式遵循的是系統的管理原理和“P-D-C-A”過程模式,在組織內建立起一個完整有效的、形成文件的能源管理體系。為兌現管理承諾、實現能源方針和目標而進行策劃、實施、檢查與糾正、管理評審等對能源管理的全過程進行控制。能源管理體系框架如圖1所示。
企業能源計量的精細化管理具體可從以下方面開展:1用能單位應合理設置能源計量的組織機構,并建立企業能源計量管理體系,形成能源計量網絡,實現計量數據化管理。2用能單位應制定企業能源計量管理制度,包括能源計量管理機構職責及人員崗位責任制度,計量器具的選型、采購、入庫、流轉、報廢等管理制度,計量器具的使用、維護、保養制度,能源計量器具的周期檢定(校準制度,能源計量數據采集、處理、使用、保管及監督制度等規章制度。3用能單位需加強企業能源計量人才隊伍的建設。開展多種形式的教育和培訓,建立一支高素質的企業能源計量人才隊伍。4用能單位的能源計量器具的配備應滿足GB17167-2006要求。尤其作為對外結算的用能單位這一要求是基本的、必須的。5主要次級用能單位的能源計量器具的儀表配備應滿足GB17167-2006要求。用能單位對其下屬的次級用能單位的耗能指標管理是用能單位能源管理的核心,如果對主要次級用能單位沒有能源計量器具配備的強制要求,就無法做到有效管理,勢必就會使“耗能定額指標管理”成為空談。6主要用能設備的能源計量器具配備應滿足GB17167-2006的要求。主要用能設備的耗能指標管理是用能單位能源技術管理的關鍵,它關乎用能單位的設備先進性考核、設備運行考核、主要產品單耗指標考核等技術核心指標,因此,主要用能設備的能源計量器具配備要求是強制性的,但其所配備能源計量器具準確度等級未作強制性要求。7用能單位能源計量準確度等級應滿足GB17167-2006的要求。8用能單位應重視對能源計量器具清單、網絡圖的建立。能源統計是企業能源管理的重要環節之一。根據能源在企業內部流動的過程及其特點,能源統計可劃分為能源購入貯存、加工轉換、輸送分配、最終使用和回收利用等各個環節。1企業能源統計存在的共性問題主要如下:>企業內部統計數據不夠細化。企業重視進出企業的能源消耗總量的計量統計工作,忽略對企業內部能源流向的計量統計分析;>能源統計出現偏差或遺漏情況;>對能源在輸入、儲存、運輸方面造成的損耗缺少統計分析;>企業的基層統計人員使用的原始記錄表格以及各種能源的巡檢記錄表格還需進一步完善,企業應建立規范的原始記錄、巡檢記錄等表格。2為實現精細化能源統計,可從以下方面加以完善:>明確、細化能源統計流程。典型能源統計分析流程如圖3所示;>明確、細化能源統計崗位職責。具體應包括建立分類統計報表、實現原始記錄妥善保存、掌握能源的來龍去脈、跟蹤能源的消耗升降情況、統計分析、制定能耗定額等;>加強基礎用能單元的各種能源消耗的統計工作,加強對能耗數據變化的分析,便于進行用能單元單獨考核;>明確各種能源數據的統計范圍、計算方法等;>能源損耗率是一項重要的統計指標,對用能過程中油損、氣損、電損等進行測試、統計分析。能源定額管控是節能減排工作精細化管理的重要手段。用能單位應從能源輸入、加工轉換、輸送分配、最終使用等環節入手,建立詳細的能源定額指標,全面、深入控制各個用能環節的能源消耗。企業能源定額的精細化管理具體可從以下方面開展:1企業的指標分解應與實際生產緊密結合。企業應根據實際情況建立全面、細致的單耗指標對基層單位進行考核,避免采用可操作性不強、不適于基層單位的產值能耗指標進行考核。例如,企業可結合實際建立工藝能耗定額或發電機組發電單耗等單項能源消耗定額指標。2企業應重視對節能目標責任制的建立,對節能目標進行層層分解,并予以考核。企業的指標都是從公司分解到車間,從車間再分解到班組。班組是企業管理的最終落腳點。因此,班組要把定額、標準、計量、原始記錄、設備保養、規章制度的執行等量化到組員,才能保證公司的節能指標實現。3進行能效對標分析,將本企業的能耗定額指標與歷史最好水平、同類型企業國內外先進水平進行比較分析。
通過“十一五”期間的不懈努力,我國的企業節能減排工作在挑戰中開拓進取,面對嚴峻形勢,經受住了考驗,取得顯著成效。在“十二五”期間,為了進一步深入開展節能減排工作,完成國家制定的單位國內生產總值能源消耗降低16%,單位國內生產總值二氧化碳排放降低17%,化學需氧量和二氧化硫排放總量分別下降8%,氨氮和氮氧化物排放總量分別分別下降10%的總體指標,建議各耗能企業全面認識、理解、實施節能精細化管理,進而促使我國節能減排工作更好更快的開展。
本文作者:孫衛明工作單位:中國海洋石油總公司節能減排監測中心
智能微網的高效與合理利用是我國實現低碳經濟和清潔能源供給的重要手段,其效益的評估成為目前的熱點問題。本文結合智能微網的特點,分析了智能微網投資建設的綜合效益構成,提出了綜合效益的評估思路和方法,并通過實證研究將提出的評估理論和方法進行了應用和驗證。結果表明,低碳環境下智能微網的投資建設不能僅僅考慮經濟效益,其社會效益,如節能減排效益、資源節約效益和降損電量效益也應成為投資決策的關鍵因素。同時,本文提出的綜合效益評估方法對于其他低碳經濟項目的評估也具有借鑒意義。
關鍵詞:
低碳經濟;智能微網;投資建設;效益評估
1引言
面對全球低碳化、可持續發展的要求和挑戰,電力行業急需新技術和發展模式的變革。智能微網的出現,使得電力企業為用戶提供清潔能源和低碳電力成為了可能。然而,由于智能微網建設投資較高,其直接經濟效益遠遠少于常規配電網建設的經濟效益,用戶將需要承擔更高的電價。而電力企業往往由于其經濟回報率低而對智能微網建設采取謹慎的態度。可以說,投資效益成為目前智能微網發展的一大瓶頸。因此,如何正確評估智能微網投資的綜合效益,理清智能微網投資的經濟價值和社會影響,不僅有利于電力企業對智能微網的投資做出更加科學的決策,而且有利于更加合理地設計智能微網條件下的電價機制。
2智能微網投資建設的綜合效益構成
智能微網建設不僅能夠提供直接的經濟效益,而且由于其具備智能性和低碳性的特點,能夠帶來節能減排和資源節約等間接效益,綜合來說可以分為以下幾個方面:產出物效益。一般來說,工程項目投資的產出物效益可以通過內部收益率來體現,若內部收益率高于基準收益率,說明產出物效益較為顯著。智能微網的產出物主要為電力,售電收入是智能微網最主要的直接效益來源。其最終收益率主要取決于銷售電力的收入與日常運行維護的成本,同時還要考慮到外購電力的成本。節能減排效益。智能微網一般包括風、光、蓄、儲等多種分布式能源,其建設能夠減少污染物的排放。對于CO2的排放,目前存在三種碳交易機制:清潔發展機制(CDM)、聯合履行機制(JI)和國際排放權交易(IET)。其中CDM是直接與發展中國家有關的溫室氣體減排機制,因此其節能減排效益可以通過計算碳排放的交易價值來體現。資源節約效益。智能微網系統利用的是可再生資源,而一般的發電系統,如火電、柴油發電等均需要消耗煤炭或柴油等自然資源,因此智能微網實現的綜合能源利用避免了資源在未來繼續消耗的成本。降損電量效益。智能微網通過對常規電網的技術改造,提高了主干線的導線截面,增強了網架結構,網損和電壓質量合格率得到有效保證,因此通過降低線損產生的電量效益同樣是智能微網的間接效益,在價值上體現為智能微網建設前線損與建成后線損的差值。
3綜合效益評估思路和方法
3.1總體評估思路智能微網綜合效益的主要評估思路如下:確定智能微網系統的建設投資,明確資金結構。在資金結構方面,一般采用貸款和資本金相結合的模式進行投資,在此情況下應確定資本金與貸款的比例,從而計算出智能微網的靜態和動態投資。計算智能微網的經濟社會效益,可按照效益的構成分別計算,最后對所有效益進行匯總與合并。計算和預測智能微網每年的運行維護成本。根據智能微網的建設運行情況和國家有關財政、稅收等法規政策,確定相關評估參數,包括項目的運行期、貸款利率、固定資產折舊年限、稅率等。根據建設投資、效益、運維成本及設定的各項參數進行計算,得出相應的智能微網效益評估指標值,對比各項指標評價標準做出評估結論。在評估過程中,對于效益效果的計算應遵循以下原則:投入的經濟費用計算應遵循機會成本原則,分析所占用所有資源的機會成本;產出物的正面效果應遵循支付意愿原則,分析社會成員為產出效益愿意支付的價值;產出物的負面效果應遵循接受補償意愿原則,分析社會成員為接受這種不利影響所得到補償的數額;若該貨物或服務處于競爭性市場環境中,市場價格能夠反映支付意愿或機會成本,應采用市場價格作為計算投入物或產出物經濟價值的依據。
3.2效益計算方法智能微網投資建設的總體效益計算公式為其中R1是產出物效益,YA是用電量,YP是供電的影子價格。YA可以根據所供電區域近年的負荷及用電情況進行統計和預測。YP可首先采用帕累托有效資源配置模型進行影子電價測算,進而考慮社會支付意愿,對測算結果進行判斷,最后采用缺電損失法間接計算供電影子電價。節能減排效益:節能減排效益可以通過智能微網減少的碳排放量和碳排放交易價格確定。其中R2是節能減排效益,TA是減少的碳排放量,TP是碳排放交易價格。TA可以通過計算與智能微網中微電源容量相當的火電廠標準煤耗的碳排放量獲得。TP可以按照目前CDM的碳排放交易價格確定,按10歐元/噸考慮。資源節約效益:資源節約效益可通過智能微網減少的資源消耗量和資源價格確定。其中R3是資源節約效益,ZA是減少的資源消耗量,ZP是資源價格。ZA可以通過計算與智能微網中微電源容量相當的火電廠標準煤消耗量或柴油機柴油消耗量獲得,一般來說,智能微網中微電源容量較小,可用相等容量的柴油機代替。ZP可以按照目前該資源的市場價格確定,也可根據其價格趨勢預測其未來的價格。其中R4是降損電量效益,JA是降損電量,YP是供電影子價格,JL是降損率,YA是用電量,XL1是建設智能微網前的線損率,XL2是建設智能微網后的線損率。JA降損電量可通過降損率與用電量的乘積進行計算。
3.3成本計算方法智能微網成本計算相對于效益計算更為簡單。總體來說,成本可以分為四部分:一是智能微網正常運行所需要的維護費用,包括人員工資及福利、修理費、材料費、其他費用及保險費用等。這部分費用可以根據智能微網工程投資后形成的固定資產原值和運維費率進行計算。二是折舊費,可以采用平均折舊法,并根據固定資產投資的折舊年限計算。三是財務費用,借貸部分的利息在建設期內計入固定資產,在生產期計入財務費用。四是由于智能微網的微電源容量往往較小,并非總是能夠滿足區域用電量的需求,因此在不能滿足用電需求的情況下,應考慮從外部購電產生的成本。
4實證研究
以某海島智能微網建設工程為例,對其進行綜合效益評估。該智能微網工程包含島上風電、太陽能光伏發電、抽水蓄能、電池儲能、微網系統等多種能源供電、輸電形式。海島采用的供電模式是:在海島電源供電不足時利用海上風電供電,即海島用電需求優先依靠島上微電源供給,島上微電源供給不足時通過海上風電直供,其購電價格為海上風電的上網電價。項目實際投資約為12億元,資本金比例為20%,其余借貸。2013年初開工,當年年底建成,運營期預計為25年。
4.1效益計算產出物效益:海島用電量及智能微網的供電量預測情況如表1所示。根據帕累托有效資源配置模型、社會支付意愿法和缺電損失法的綜合測算結果,海島供電影子價格為0.907元/千瓦時。結合產出物效益的計算公式,可以得到該智能微網工程每年的產出物效益。節能減排效益:CDM碳排放交易價格為10歐元/噸,該智能微網工程中島上風電容量為23.9兆瓦,光伏發電容量為17.4兆瓦,抽水蓄能電站的發電裝機容量為10兆瓦,電池儲能為6.5兆瓦,根據各微電源容量可以計算出每年能夠減少碳排放約為4500噸,按照人民幣與歐元匯率比例1:8計算,可以得出每年節能減排效益為10×8×4500=360000元。資源節約效益:在建設該海島智能微網工程前,海島靠柴油機進行發電,因此從機會成本角度考慮,柴油資源節約的效益可作為海島智能微網工程帶來的間接效益,該效益可采用機會成本法進行計算,即若繼續采用柴油機發電,為滿足未來用電情況下,計算柴油機組需消耗的柴油量和柴油價格等因素產生的機會成本。根據柴油機發電的特性,當前的柴油耗量約為0.23千克/千瓦時,柴油市場價格為6.4元/千克,結合表1中的海島用電量可以計算得到每年的資源節約效益。降損電量效益:該海島智能微網工程建設前海島電網均為配電網,線損率較高,約為12.18%,智能微網建成后,預計線損率可以降低到4%,因此根據海島供電影子價格以及海島每年的用電量,可以計算得到每年的降損電量效益。根據以上參數,可以得到該海島智能微網投資建設的效益如表2所示。
4.2成本計算智能微網工程的年運行維護率要低于常規配電網的運行維護率,根據經驗值約為2%,因此該海島智能微網工程每年的運行維護成本可以根據其投資、固定資產原值和運行維護率計算得出。由于2016年后該海島還需要從海上風電外購電量,因此還需要付出額外的電力外購成本,購買電力的影子價格按照風電的上網電價影子價格確定。風力發電項目可以燃煤發電項目為替代容量,計算替代機組的分解成本,并根據發電項目平均分解成本計算發電成本,獲得標桿上網電價作為計劃電價,然后判斷該地區電力供需情況,根據供需情況確定影子電價,最后綜合考慮供電范圍內用戶的支付意愿,適當調整影子電價。經過測算,風電上網電價影子價格為0.61元/千瓦時。根據該影子價格及表1的外購電量可以計算得到該部分成本。最終經營成本如表3所示。根據投資、效益、成本及設定的各項參數進行計算,得到費用效益流量表及效益評估指標如表4所示。由表4可以看到,該海島智能微網工程投資建設的凈現值為69672萬元,大于零;綜合內部收益率為13.27%,大于基準收益率(按照社會折現率8%考慮);效益費用比為1.44,大于1。總體來看,該項目的綜合效益顯著、經濟可行,具有良好的經濟和社會效益。
5結語
低碳經濟不僅具有良好的環境和社會適應性,而且能夠創造更大的綜合效益和價值。本文對于低碳環境下智能微網投資建設的綜合效益進行了分析,除產出物直接經濟效益之外,還考慮到智能微網帶來的資源節約、節能減排等效益。同時,本文還提出了綜合效益評估的理論方法并應用于實際案例。該方法不僅為同類項目的綜合效益評估提供了方法和依據,而且對于評估其他新能源開發和低碳經濟項目的綜合效益具有良好的借鑒意義。
參考文獻
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關鍵詞:總量減排;環境統計;二氧化硫
國家“十一五”規劃綱要明確提出節能減排這項約束性指標,地方政府把節能減排工作擺在了重要位置,相繼成立了節能減排工作領導小組,建立了節能減排工作聯席會議制度,確保完成上級政府下發的“十一五”主要污染物總量目標和減排任務,其中環保部門主要負責污染減排工作。根據國家發展改委《關于做好淘汰落后水泥生產能力有關工作的通知》和國家發改委令第40號《產業結構調整指導目錄(2005年本)》和第50號《水泥工業產業發展政策》,水泥立窯生產高能耗、高污染、高成本,不符合國家產業政策導向,而控制水泥行業二氧化硫排放是實現二氧化硫總量減排的關鍵,立窯水泥生產線被政策性關停。下面就關停水泥廠簡述主要污染物總量減排核算與環境統計之間的聯系。
一、環境統計中二氧化硫污染物的計算方法
1.1用排放系數法計算水泥行業二氧化硫污染物
以華輝水泥有限公司2008年的數據為例,計算二氧化硫排放量,2008年環境統計報表中水泥產量為12.87萬t。
(1)工業廢氣排放量(萬標m3)
=水泥產量(t)×5605÷10000
=12(本文來自免費http://,轉載請保留。).87×5605÷10000=72136萬標m3
(2)二氧化硫排放量(kg)=水泥產量(t)×2
=12.87×10000×2=257000kg=257t
1.2實際監測法計算水泥行業二氧化硫污染物
2008年第一季度華輝水泥有限公司監測報告2#立窯煙氣排放量平均值為25291m3/h,二氧化硫排放量平均值為7.46kg/h,第二季度華輝水泥有限公司監測報告2#立窯煙氣排放量平均值為21485Nm3/h,二氧化硫排放量平均值為6.27kg/h,兩季度2#立窯煙氣排放量平均值為23388Nm3/h,二氧化硫排放量平均值為6.865kg/h,華輝水泥有限公司2008年工作時間為3900h。
(1)工業廢氣排放量(萬標m3)=23388×3900÷10000=9121。
(2)二氧化硫排放量(kg)=6.865×3900=26774kg=27t。
1.3產排污系數法計算水泥行業二氧化硫污染物
根據《第一次全國污染源普查工業污染源產排污系數手冊》第七分冊3111水泥制造業產排污系數表續3,產品名稱為水泥,原料名稱為鈣、硅鋁鐵質原料,工藝名稱為立窯,規模等級為≥10萬t——水泥/年,末端治理技術名稱為直排,全硫含量少于1的情況下,窯爐的工業廢氣量的排污系數為2644m3/t——熟料,二氧化硫的排污系數為0.234kg/t——熟料,華輝水泥有限公司2008年環境統計水泥產量為12.87萬t。
(1)工業廢氣排放量(m3)=12.87×10000×2644=34028萬m3。
(2)二氧化硫排放量(kg)=12.87×10000×0.234=34028=30116kg=30t。
對比以上三種計算方法,華輝水泥有限公司同一年的二氧化硫排放量存在較大的差別,實際監測法和產排污系數兩種方法計算出的二氧化硫結果較接近,用排放系數法計算出的結果相差較大。按照國家環境保護總局規劃與財務司2001年9月編寫的《環境統計報表填報指南》的要求,以上三種方法都屬于“三廢”排放統計計算的基本方法,作為基層統計人員結合實際情況靈活選用,但應遵循使用經環保局監測站認定的監測數據計算得出的排污數據,須再與使用排放系數法計算得出的排污數據對照驗證,如與排放系數法計算結果偏大,應以排放系數法計算結果為依據進行調整,尤其是二氧化硫排放量的計算一定要以排放系數法計算結果驗證。
二、總量減排中二氧化硫新增削減量的核算
作為一間結構減排的企業,其主要污染物排放量核算由基礎性準備工作、數據核查驗證工作、總量審核工作三部份組成。也就是說,我們基層環保部門在完成了該企業的取締關停文件、供電部門下發的停電通知或出具的斷電證明,關停照片等相關驗證文件及用于主要污染物排放總量減排核算的基礎性工作后,環保部各督查中心根據上報的資料,抽查驗證該企業關停和二氧化硫新增削減量計算結果的真實性與準確性,并將經審核認定后的核算結果及其主要參數的取值依據等上報國家環保部。根據國家環保部制定的《主要污染物總量減排核算細則》中二氧化硫總量減排量的核算中規定結構調整新增二氧化硫削減量的核算原則中有“納入上年環境統計重點調查單位名錄的企業,按環境統計排放量核算新增削減量,沒有納入上年環境統計重點調查單位名錄的企業,按排污系數法核算新增削減量”。以本轄區的高要市華輝水泥有限公司為例,該企業2008年8月31日關閉,其2005年—2008年環境統計SO2排放量分別為512t、327t、377t、257t,4年的環境統計數據都是采用排放系數法進行統計。2007年水泥產量為18.86萬t,2008年水泥產量為12.87萬t,按照國家《主要污染物總量減排核算細則》中的公式(3-34)核算,2008年我市上報SO2減排量=(G上年-G當年)/G上年×E上年=(18.86-12.87)/18.86×377=120t,國家環保部核查組核算減排量是以產排污系數計算,只認可減排39t。
三、主要污染物總量控制減排與環境統計的關系
各地“十一五”期間對化學需氧量、二氧化硫兩種主要污染物實行排放總量控制計劃管理,排放基數按2005年環境統計結果確定,并綜合考慮各地環境質量狀況、環境容量、經濟發展水平和削減能力,也就是說,總量減排與環境統計是密切相關的,環境統計數據庫是核算的基礎,作為最基層的總量減排任務的制定是以環境統計為依據,國家環保部對于關停立窯水泥企業新增削減量按產量排污系數法及企業環境統計排放量進行折算。在2008年所屬地區結構減排的立窯企業中,有60%的企業減排量的核算是重新以產排污系數來計算,40%的企業減排量的核算認可了環境統計的數據,核查組的核算說明中一部分因環統異常,用產排污系數計算,一部分經過資料核查,予以確認。鑒于國家政策,被關停的水泥企業既要承受巨大的經濟損失,又須面對生存和債務償還等方面的實際困難,政府方面要承受較大的稅收損失,上級對沒有完成淘汰落后產能任務的地區,實行項目“區域限批”,市政府和企業以環境保護為重,下大決心關停了落后的水泥企業。對于減排企業的排污量,按照國家《主要污染物總量減排統計辦法》的要求,不同的核查組有不同的核查結果,但基層的減排任務的制定是以環境統計為依據的,但減排結果又以其他不同方法進行計算,地方關停了計劃中的所有落后產能企業,最終還是無法完成減排任務。值得探討的問題是,能否統一用一個標準,比如直接用關停水泥的生產能力來核算該企業的減排量,這樣都是在同一平臺上的。另外,最重要的是改進統計方法,完善統計制度,著力做好污染源排污數據的統一采集、統一核定、統一公布。
參考文獻
1國家環境保護總局規劃與財務司2001年9月編寫的《環境統計報表填報指南》