一种火电厂典型环保工程环境与经济性能的综合评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于火电厂典型污染物控制单元综合评价领域，是一种综合评价火电厂典 型环保工程环境与经济性能的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，环境的日益恶化，为加强污染物的治理，我国制定了严格的燃煤电厂污染 物排放标准，因此，火力发电企业已纷纷上马脱硫、脱硝、除尘项目，其特点是投资、运行和 维护费用高昂。因此，在满足污染物排放标准的前提下，节约资源和成本，实现最大的经济 效益，对各污染物控制工艺的环境效益与经济效益进行科学的综合评估，具有重要的现实 意义。尤其在超低排放背景下，发电企业盲目追求环境效益，而忽略了经济投入与环境效益 之间的关系，因此有必要针对火力发电厂环境性能与经济性能展开综合评价，在环保达标 的如提下，提尚经济效益。
【发明内容】
[0003] 本发明主要解决的问题是，针对现有的针对火电厂典型污染物控制单元环境与经 济性能综合评价不足，利用模糊数学方法将各污染物控制单元综合起来评价其环境性能和 经济性能，针对火电厂典型污染物控制单元工艺系统FGD脱硫、SCR脱硝、电除尘建立多级 模糊数学评价方法。该方法能够对电厂总体环保工程以及现有的脱硫、脱硝、除尘工艺的环 境与经济性能进行准确综合评价；评价结果不仅能体现电厂污染物控制单元的环境与经济 效益现状，还可以具体分析环境或经济性不良的症结和主要影响因素，对电厂未来节能减 排的发展方向具有重要的指导作用。
[0004] 本发明的技术方案是，对火电厂典型环保工程环境与经济性能综合评价步骤如 下： 1) 建立评价指标体系，所述指标包括火电厂脱硫、脱硝、除尘工程的环境性能指标和经 济性能指标； 2) 定义涵三个等级电厂，根据工程实际和相关技术要求，给定各等级电厂上述 指标值，列出实际测评电厂的各指标值； 3) 建立火电厂典型环保工程模糊综合评价模型； a) 建立评价因素集； b) 依据上文的评价指标体系建立火电厂典型环保工程评价因素集。一级指标有两个， 分别是环境指标和经济指标，每个一级指标有三个二级指标，分别是脱硫、脱硝、除尘的相 应指标，每个二级指标有若干个三级指标，共同组成了评价因素集； c) 确定各指标隶属函数，并将三个等级电厂及测评电厂的实际数值代入得到各个电 厂各指标的隶属度； d) 确定指标权重，根据专家打分及实际工程运行参数确定各级评价中相应指标所占的 权重，建立各级评价的权重矩阵； e)进行模糊综合评价：初级评价，分别对脱硫环境性、脱硝环境性、除尘环境性、脱硫经 济性、脱硝经济性、除尘经济性进行评价，方法是对该评价中的权重矩阵和隶属度矩阵进行 模糊运算，得到评价结果矩阵。二级评价，对环境性和经济性分别评价，计算方法同上。三 级评价是对火电厂典型环保工程环境性能于经济性能的综合评价，计算方法同上； 4)评价结果分析，根据最大隶属度原则，可以看出该测评电厂在各级评价中情况，在三 级评价中可以得知测评电厂环保工程的综合评价结果，在二级评价中可分别得知其环境性 能和经济性能的情况，在初级评价中，则可得知其各污染物控制单元的环境性与经济性评 价情况，并分析出其环境或经济性能优或良的原因，为其火电厂提高环保工程的环境或经 济效益确定方向。
[0005] 本发明的有益效果是，该方法能够对电厂总体环保工程以及现有的脱硫、脱硝、除 尘工艺的环境与经济性能进行准确综合评价；评价结果不仅能体现电厂污染物控制单元的 环境与经济效益现状，还可以具体分析环境或经济性不良的症结和主要影响因素，对电厂 未来节能减排的发展方向具有重要的指导作用。
【附图说明】
[0006]图1是本综合评价方法的指标体系。
[0007] 图2是本综合评价方法的流程图。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合【具体实施方式】对本发明进一步详细说明。本发明的火电厂典型环保工程 环境与经济性评价方法应包含以下步骤。
[0009] 1.考虑环保工程现状和各指标对环境、经济性的影响，结合一些学者的研究建立 评价指标体系。火电厂典型环保工程评价指标体系的建立所述指标包括火电厂脱硫、脱硝、 除尘工程的环境性能指标和经济性能指标，如下：脱硫环境指标有脱硫废水对环境的影响、 出口烟气S02浓度、脱硫效率、Ca/S摩尔比；脱硝环境指标有脱硝效率、出口烟气N0X浓度、 NH3/N0X摩尔比；除尘环境指标有除尘效率、出口烟气含尘量；脱硫的经济指标有脱硫初投 资占总投资的比例、S02单位脱硫成本、设备占地面积、电耗占总发电量的比例、脱硫副产品 的利用、吸收剂的利用率；脱硝的经济指标有脱硝初投资占总投资的比例、单位脱硝成本、 电耗占总发电量的比例、氨逃逸率、吸收剂的利用率；除尘的经济指标有电除尘初投资占总 投资的比例、单位除尘成本、电耗占总发电量、设备占地面积。
[0010] 2.根据评价指标定义三个等级电厂，确定测评电厂的实际数据，建立表 1、2、3 表1FGD脱硫技术评价指标及指标值
表2SCR脱硝技术评价指标及指标值
表3静电除尘技术评价指标及指标值。
[0011] 3.建立火电厂典型环保工程模糊综合评价模型 1) 确定评价因素集 依据上文的评价指标体系建立火电厂典型环保工程评价因素集。一级指标有两个，分 别是环境指标和经济指标，每个一级指标有三个二级指标，分别是脱硫、脱硝、除尘的相应 指标，每个二级指标有若干个三级指标，共同组成了评价因素集。可表示为u= {UpUj，其中 ;其中 }，U13={U131， Ul32 }，U21 ={u2ii?U2i2?U213jU214jU215jU216}jU22- {U221,U222?U223jU224jU22s}jU23-{U231jU232jU233j U234}; 2) 建立隶属函数 A. 脱硫废水处理情况 脱硫废水处理情况按其对环境的影响程度分为5个等级，如表4所示； 表4脱硫废水的处理情况
隶属函数表达式为：
B. 脱硫效率 根据脱硫技术要求，确定约束条件为40%-100%，得到线性隶属函数：
C. Ca/S摩尔比 Ca/S摩尔比为i最好，大于2认为不可取，隶属函数表示为：
D. 出口烟气S02浓度 S0#_放浓度应低于100mg/m，低于35mg/m3即满足超低排放，建立隶属函数：
E. 脱硝效率 按照脱硝技术要求和实际所能达到指标值，确定约束条件为25%-100%，得隶属函数： G. 出口烟气NOx浓度
NOx排放浓度应低于100mg/m3,低于50mg/m3即满足超低排放，建立隶属函数：
H. 除尘效率 根据除尘技术要求和实际所能达到的指标值，确定约束条件为99%-100%，建立隶属函 数：
I. 出口烟气尘浓度 电厂烟气中尘排放浓度应低于30mg/m3,低于10mg/m3即满足超低排放，建立隶属函数：
J. FGD占电厂总投资的比例 根据工程参数的对比和分析，FGD系统投资一般占电厂总投资的5%-15%，用降半梯形 隶属函数表达，即
K. 单位脱硫成本 根据实际脱硫运行参数，单位脱硫成本一般介于500元/吨-1500元/吨，建立隶属函 数
L. FGD占地面积 占地面积的单位统一为m2/kW，范围为0. 005彡x彡0. 025,建立隶属函数：
M. 电耗占总发电量的比例 电耗一般占电厂总发电量的1.l%-2. 1%，隶属函数表不为：
N. 脱硫副广品的利用情况分为2个等级，如表5所不： 表5脱硫副广品的利用
隶属函数为：
〇.吸收剂利用率分为5个级别，如表6所不： 表6吸收剂的利用率
隶属函数为：
P.占电厂总投资的比例 SCR占总投资比一般介于5%-20%，隶属函数表示为： 早位脫倘成本
根据实际运行参数，单位脱硝成本一般介于2500元/t~4500元/t，隶属函数为：
R. 电耗占总发电量的比例 电耗一般占电厂总发电量的0. 1%-〇. 2%，隶属函数为：
S. 吸收剂利用率 吸收剂的利用率分为5个级别，如表7所不： 表7吸收剂的利用率
隶属函数为：t.m逃遝卒
一般要求不大于3X10 6,设定小于0. 5X10 6即为优秀，隶属函数为：
U. 电除尘占发电厂总投资比例 电除尘占总投资比介于3%~5%，隶属函数为：
V. 单位除尘成本 单位除尘成本一般介于15元/t-42元/t，隶属函数为：
W. 电除尘电耗占总发电量 处理1000m3 /h烟气耗电0. 2-0. 8kW?h，因此，除尘电耗占总发电量比例为0. 1%-0. 5%， 建立隶属函数为 X. 占地_枳
电除尘占地面积的单位统一为m2/kW，范围为0. 00030彡x彡0. 00060,隶属函数为： 3)隶属度的计算
按照表1、2、3中的指标值，根据隶属函数计算得到隶属度，建立表8、9、10 : 表8FGD脱硫技术评价指标值的隶属度
表9SCR脱硝技术评价指标值的隶属度
表10电除尘技术评价指标的隶属度
4)权重的确定 评价指标权重是结合文献和工程实际，参考专家意见和打分情况而确定的； 脱硫环境指标：Un={Um，U112,U113,U114} = {脱硫效率，Ca/S摩尔比，出口烟气502浓度， 脱硫废水对环境的影响}，指标权重为An= {Am，A112,A113,A114}; 脱硝环境指标：U12= {U121，U122 {脱硝效率，出口烟气N0X浓度，NH