火电厂大气污染物与温室气体协同减排效应核算及负荷优化控制研究

摘要

随着我国经济的快速发展以及工业化进程的加快，我国电力需求量持续高速增长。然而，电力工业如此迅猛的增长速度一方面促进了我国经济高速发展，另一方面也导致我国面临着严峻的环境保护危机。火电厂生产过程中排放的二氧化硫、氮氧化物等大气污染物及温室气体对大气环境和气候变化造成了难以预计的影响。 本文针对天津某典型火电厂SO2、NOx脱除过程中协同产生的CO2量进行了核算，结合电厂实际情况设置了4种不同的SO2、 NOx、CO2减排情景，并基于协同效应的量化分析，估算了不同减排情景下的CO2排放量，对不同脱碳率下的SO2、 NOx去除工艺的协同减排效益进行了深入研究。结果表明:该电厂脱硫工艺（石灰石-石膏湿法）每减少1吨SO2排放，同时增加2.28吨CO2排放量，电厂脱硝工艺（低氮燃烧和SCR联合工艺）每减少1吨NOx排放，同时增加了0.77吨CO2，均对二氧化碳减排产生了负效益，当脱碳比分别为1∶2∶3∶4时，电厂实际每日排放的CO2量为5925.59、5369.59、4813.51、4257.47吨。基于鲁棒优化方法，结合协同减排核算得到的协同效应系数以及核算方法，本研究构建了大协同控制模式下的火电厂机组负荷优化模型。通过结果可以看出，该模型能有效反应火电厂污染物减排与温室气体控制的耦合关系，实现大协同控制模式下的火电厂机组负荷优化运行，进而为火电厂管理者制定合理的机组负荷分配计划提供科学有效的决策依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 火电厂主要烟气污染物种类及减排现状

1．1．2 火电厂二氧化碳排放现状

1．2 研究意义和目标

1．3 研究内容

1．4 论文结构

第二章 国内外研究进展

2．1 电厂大气污染物与二氧化碳控制的研究进展

2．1．1 国外大气污染物与二氧化碳控制的研究进展

2．1．2 国内大气污染物与二氧化碳控制的研究进展

2．1．3 国内外大气污染物与二氧化碳协同控制的研究进展

2．2 火电厂机组负荷运行优化研究进展

2．2．1 火电厂机组负荷运行优化研究进展

2．2．2 基于污染物控制的机组优化运行研究进展

2．3 本章小结

第三章 火电行业二氧化碳及污染物协同减排核算

3．1 电厂大气污染及二氧化碳处理工艺分析

3．1．1 脱硫工艺

3．1．2 脱硝工艺

3．1．3 脱碳工艺

3．2 协同减排核算理论及方法

3．2．1 脱硫工艺CO2协同减排核算方法

3．2．2 脱硝工艺CO2协同减排核算方法

3．2．3 脱碳工艺CO2协同减排核算方法

3．3 典型火电厂污染物排放核算

3．4 本章小结

第四章 基于大协同污染控制模式的火电厂机组负荷优化

4．1 概述

4．2 大协同污染控制模式

4．3 优化方法

4．4 案例分析

4．5 结果分析

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

在校攻读硕士期间发表的学术论文

在校攻读硕士期间参加的科研工作