电厂煤度电碳排放分析研究.docx

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电厂煤度电碳排放分析研究

电厂煤度电碳排放分析研究

引言

2016年《巴黎协定》正式生效，确定了全球中长期应对气候变化的目标，中国在提交的自主贡献文件中明确提出：

到2030年单位GDP二氧化碳排放下降60%"65%,2030年左右二氧化碳排放量达峰，并尽早实现达峰的目标。

中国政府出台了一系列宏观政策，以确保实现国家应对气候变化訂标。

LI前电力行业是二氧化碳排放较多的行业之一，据不完全统计，电力行业2015年湿室气体排放量占当年全国温室气体排放总量的40%左右。

随着环保政策的不断收紧，现存燃煤机组及增量机组均面临十分严峻的挑战。

国内在电业行业碳排放方面已做大量的研究。

陈亮等对发电企业温室气体排放核算和报告要求进行详细解读；刘睿、郑彦强及张礼兴等对碳排放数据收集及计算过程进行介绍，并分析燃煤电厂碳排放指标与影响因素；王敬敬、蔡宇、盖志杰等对电力行业碳排放权配额初始分配效率进行研究，并对其公平性与有效性进行验证；朱德臣梳理了国内外试点区域内电力行业碳配额的初始分配方法，同时给出一些建议与思考。

综上可知，訂前燃煤电厂的碳排放的研究主要集中在碳核算方面，往往忽略温室气体产生的源头，即入厂煤的质量。

现阶段国内绝大多数电厂等燃煤用煤单位的煤质评价指标主要包括：

低位发热量、水分、灰分、挥发分和硫分，其中并无与碳排放直接相关的参数，无法从源头上对碳排放进行评价。

以某电厂入厂煤为研究对象，探究各煤种的单位度电排放强度，综合原煤价格与单位度电排放强度，给出入厂煤采购建议，从源头上控制机组二氧化碳的排放。

1入厂煤参数及元素碳测量

收集某电厂燃煤机组入厂煤煤样，煤样如图1所示，并对煤样进行元素碳含量测量。

入厂煤元素碳测量结果如表1所示。

4

图1送检煤样图

表1入厂煤元素碳测量结果/%

編号

供应商

空干基元素碳Go

收到基元素碳4

1

大同轩岗焦家寨

55.K9

52.77

2

犬同轩囱六亩地

51.22

4B.67

3

大同轩岗刘家粱

46.93

44.94

4

山西国新苛岚

50.71

46.11

5

宁武新无通合

52.33

49.59

6

小胡杨庄儿上

51.51

49.43

—

五棗同庆李家平

53.30

50.35

a

济南万通

冈.44

46.31

9

山东宏宇

51.66

4B.63

10

同煤忻州

46.79

42.64

11

陕西华电榆横

67.59

&1.04

12

蔚具京秦

4970

45.63

13

陕西榆神煤电

72J6

65.03

14

陕西揄林运销

65.55

57.26

15

陕西延长石油

69.43

63.36

L6

五泰鼎盛庄儿上

S6M

51.22

17

物流山西庄儿上

55卫X

51.14

1.K

西抉物流曹家伙场

65.63

5B.S6

L9

小胡畅实业

55.39

51.57

2（»

物流山西古交

7B.52

71.11

2单煤燃烧过程的C02排放分析

煤炭固定燃烧二氧化碳排放量计算如下:

式中；吧辺一一燃煤量（t）；C——燃煤含碳量（％）；——二氧化碳的摩尔质童，取值14g/mol；甌一一碳的摩尔质量，取值12g/mol；OF煤——燃煤机组轼化率（%）。

U前现代的大容量燃煤锅炉的氧化率均在95%以上，故本研究的氧化率均釆用《省级温室气体清单编制指南》中推荐的取值98%。

将各个数据代入式

（1）可得：

由式

（2）计算各单煤单位（即=11）燃烧排放量.如表2所示。

表2各单煤燃烧排放量

編号

供应商

单煤单位羽嗷虽/（"/I牧）

1

大同轩囱焦家泰

1W

2

大同轩岗六亩地

L75

3

大同轩岗刘家梁

1.61

4

山西国新奇岚

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5

宁黃新元通台

L7B

6

小胡杨庄儿上

1.7B

五衆同庆李家平

L«1

H

济南万通

L6«

9

山东宏宇

L75

10

同煤忻州

L53

11

離西华电榆横

2J9

12

蔚具•只泰

L64

13

陕西愉神煤电

2JM

14

陕西諭林运销

2.06

15

陕西延长石油

2.2H

16

五棗鼎盛庄儿上

1.84

17

物流山西庄儿上

L84

1B

西铁物流曹家伙场

2JO

19

小萌畅实业

LH5

20

物流山西古交

2.56

3单煤度电排放分析

3.1电厂燃料的利用率选取

火电厂燃料利用率最多能够达到40%"42%,正常惜况仅能达到3贰38%。

不同机组及类型电厂燃料利用率的选取范围如表3所示。

表3燃料利用率/%

机组类型及容虽

燃^利用率范围

及以下发电机组

35-38

6（M>MW发电机组

:

心畝）

1（HMIMW发电机组

37-42

一般热电联产机组

45以上

背压式热电联产机组

6<）-70

该电厂一期机组为背压式热电联产机组，故供热季燃料热利用率选取60%；二期机组为一般抽汽热电联产机组，故供热季燃料热利用率选取45%。

非供热季一期机组（300MW以下机组）燃料热利用率选取35%；二期机组燃料热利用率选取36%o

3.2单煤燃烧发电量计算

按照所选取的热利用率来计算单煤的单位发电量（供热折算为发电量），具体的计算如下：

jlOOO"（3）

f3.6

式中；Qteur——单煤低位发热量（MJ/kg）;V——

燃虽热利用率U%）,—期选取值为3）%,二期选取15%；

厶——各单煤单位发电量（kWh）"

将相关数据代入式

（2）、式（3）计算电厂一期与二期的单煤单位发电量，具体结果如表4所示。

表4一期与二期单煤单位发电量/kWh

供热季

非供热季

编

供应商

二期：

一期：

二期：

号

单煤单位发电呈

单煤度电发电虽

单煤单位发电呈

单煤度电

发电呈

I

大同轩岗焦家聚

3515.42

_2636.56

205（»/）6

2109.25

2

大同轩岗六亩地

32』&75

2436.56

1B95.10

1949.25

3

大同轩岗刘家梁

2咖42

2242.81

1744.41

1794.25

4

山西国新冑岚

303L67

2273.75

17C1S.47

L819X）0

5

宁武新元通台

3311.25

24413.44

1931.56

1986.75

6

小萌杨庄儿上

3314

24«5.63

1933.26

1988.5（1

4

五聚同庆李家平

3泅.（）（）

2467.50

1919.17

1974.00

H

济南万潢

3

2322.19

1H06.15

1857.75

9

山东宏宇

3172

2379.5S

1850.79

1903.67

10

同煤忻州

2B15.00

21112S

1M2.0H

1689.

11

陕西华电榆横

4132.5（）

3（叽：

卅

2410.63

2479..50

12

蔚具京秦

2993J3

2245.00

1746.11

1796.

13

陕西输神煤电

44*00.0（1

3300.00

2566.67

2640.4Ml

14

咲西榆林运销

3B79J7

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卅

2262.85

2327.5（）

15

陕西延怅石油

4315.00

3236.25

2517.08

2589.0（）

16

五桀鼎盛圧儿上

34.55JM）

2S912S

2015.42

2073.4）0

17

物流山西庄儿上

344（HM）

25BWIO

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2or>4.n（»

1B

西铁物流曹家伙场

3915.（M）

2936.25

228：

?

.75

2349.00

19

小胡杨实业

3475JM）

2606.25

2（）27.08

2085.00

20

物流山西古交

47KHM）

3532.50

2747.5（）

2826.0（1

3.3单煤碳排放强度

单煤碳排放强度是指单煤燃烧每产生1kWh电所带来的二氧化碳排放量，具体的讣算公式为：

单煤碳排放强度二单煤燃烧单位碳排放量/单煤燃烧单位发电量。

由表2与表4中的数据可以计算得到供热季单煤碳排放强度的值，如表5所示。

表5单煤碳排放强度

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为了直观地了解单煤碳排放强度与原煤单价之间的关系，供热季及非供热季单煤排放强度与原煤单价如图2及图3所示。

555

0X00.

5M&W6W650700

原煤单伽（元A）

（a）i期

450SCO55C600650FOO

原煤单血（元A）

（b）二期

图2供热季单煤排放强度与原煤单价图

图3非供热季单煤排放