前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇循环经济和双循环范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
利用作物秸秆制造有机肥是实现秸秆循环利用的重要手段。一方面我国秸秆资源丰富,未利用量还比较大;另一方面,由于多年大量施用化肥,导致土地板结等各种污染现象严重。本文从循环经济的本质入手,创新性的提出循环经济的双循环模型,作物秸秆循环利用要稳定持续的发展下去,就必须实现物质循环与价值循环的双循环。物质循环需要企业从技术和工艺上实现作物秸秆的循环利用;价值循环是指有机肥需要得到消费者的认可和购买,关键是通过品牌建设来降低消费者的选择成本。只有实现了双循环,企业才能从根本上解决“只循环不经济”的困难,从而保证秸秆循环利用系统的稳定发展。同时,本文以山东泉林嘉有肥料有限责任公司为例,为作物秸秆的循环利用提供了现实指导。
关键词 作物秸秆;循环经济;双循环;品牌建设
中图分类号 F062.2 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2012)12-0154-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.12.024
农作物秸秆是农业生产的副产物,同时也是一种宝贵的生物质资源。农业部相关统计资料显示,我国每年可收集的作物秸秆量为6.87亿 t,其中未利用量为2.15亿 t,占31.31%。未利用部分主要以焚烧方式处理,不仅造成了资源浪费,而且严重污染了环境。因此,如何利用好农作物秸秆资源,积极推进循环农业,是当前亟待解决的问题。另一方面,我国作为一个农业大国,每年化肥施用量超过430亿kg,是世界上化肥用量最多的国家,化肥的产量和消费量均占世界的1/3以上。在国家的高度重视和大力支持下,我国利用秸秆制造有机肥的循环利用有了快速发展。然而许多企业在实践过程中却出现了“只循环不经济”的困境,即企业投入高额的费用实现了资源的循环利用,但其产品的市场价值不足以弥补成本甚至根本没有市场,必须依靠政府的政策优惠和资金补助才能持续下去。对于“只循环不经济”的现象,有学者将其归结于技术原因或体制上的束缚,然而我们看到一些企业即使在技术和体制上实现了突破,其循环经济的模式仍然不能高效快速运行,甚至极不稳定。
1 文献综述
关于作物秸秆的循环利用,现有文献主要从秸秆循环利用的方式及效益方面进行分析。例如,田宜水等[1]从总量、经济性、空间和时间分布等角度来分析秸秆资源,建立农作物秸秆评价标准体系,将农户问卷调查与农作物收获时直接采样测试草谷比等方法结合起来,提出了秸秆资源调查与评价范围、内容和方法。张安来[2]总结了我国目前秸秆利用情况及存在的问题,同时提出实现秸秆从自给自足利用向产业化转化,加大政府对秸秆资源化开发利用的投入,建立机制增强全民利用秸秆的自觉性等新思路。王静等[3]分析了我国四种农作物秸秆综合利用模式在循环农业中的多重效益,提出了目前农作物秸秆综合利用中存在的问题及解决措施。这方面的研究还包括蔡亚庆等、忠华平等、李研宁等[4-6],强调了秸秆循环利用的途径及社会效益,然而对于循环系统是否能够稳定发展下去,以及该如何发展的问题并没有得到解决。
为此,本文从作物秸秆循环利用的本质入手,从品牌经济学的角度分析实现循环的条件及措施,试图为我国秸秆资源的循环发展提供理论支持。在此基础上,本文以2005年10月国家确定的第一批循环经济试点项目之一的泉林纸业公司为例,对公司发展模式进行了详细分析,并针对其存在的问题提出了指导性建议。
2 作物秸秆的双循环模型研究
目前,我国利用作物秸秆制造有机肥的技术已经比较成熟,然而有机肥的施用情况并不乐观。中国农业大学资源与环境学院院长张福锁教授介绍,欧盟现在一半的养分来自有机肥,另一半的养分来自化肥;而我国现在70%-80%都是化肥,有机肥的养分只占20%左右。在作物秸秆的循环利用过程中,农民使用有机肥的局限性导致了循环利用的效率较低。因此,作物秸秆的循环利用,并不是在技术上实现了物质循环后便能自发循环运作起来的系统,而是需要得到市场认可并产生经济效益,即只有实现其价值循环后才能使该系统稳定持久的发展下去。由此看出,作物秸秆循环利用实际上是一个包含了物质循环与价值循环的双循环系统。
2.1 双循环模型
作物秸秆循环利用实际上是一个双循环模式:物质循环和价值循环(见图1)。其中任何一个环节出现问题都将导致整个循环系统的崩溃,无法实现持续稳定发展。
(1)以厂商为主导的物质循环。厂商通过一定的技术和工艺流程,将作物秸秆加工成有机肥并出售给农民,农民将有机肥施用到农田,收获粮食的同时将作物秸秆收集起来卖给生产厂商。该循环需要厂商从技术和工艺上保证物质的顺利转化。
(2)以农民为主导的价值循环。农民购买有机肥并将其施用到农田,农作物收成以后,农民通过计算本季作物的盈亏状况来决定是否继续购买并施用有机肥。农民收入和成本的差值大小决定了该循环的稳定程度:差值越大,农民购买有机肥的积极性越高,该循环越稳定;差值越小(可能为负),农民会选择少购买或者不购买,导致该循环链很脆弱甚至断裂。
在循环经济的双循环中,物质循环是价值循环的前提条件,价值循环是物质循环得以不断发展的保证。要使一个循环系统持久稳定的发展下去,二者缺一不可。
2.2 农民购买有机肥的决策分析
由双循环模型可以看出,物质循环由厂商的技术起决定性作用,就目前情况来看,实现作物秸秆到有机肥的技术和工艺已比较成熟,因此物质循环能够很好的实现。价值循环的关键是农民是否购买有机肥,这也是决定整个循环系统的关键。农民的购买决策取决于对农产品的盈亏计算,为便于分析,本文在对消费者的需求分析中做出以下假设:第一,理性人假设。假设农民为理性经济人,都以追求个人利益最大化为目的。第二,技术假设。假设在研究的时间段内,农作物的种植技术处于相同水平,如在种子培育、害虫防治方面没有较大改变。第三,产品假设,即假设农作物没有差异。
设在t时期,农民不施用有机肥时的利润为:
Rt=Pt·Q0-C(1)
其中,Rt、Pt、Q0分别表示t时期农作物的利润、价格和产量。C表示农作物的成本,包括种子、化肥、机耕、农药、灌溉、脱粒、送粮、人工等。
在t+1时期,农民决定是否购买有机肥时的考虑如下:
Rt+1=
(1+α)Pt·Q0-C 不购买施用有机肥
(1+α)Pt·(1+β)Q0-(C′+P′·qi+L) 购买并施用有机肥
(2)(3)
其中,α表示在t+1时期农产品价格的波动率,β表示施用有机肥后产量的增加率,P′表示有机肥的价格,qi表示使用的有机肥数量,L表示施用有机肥的劳动成本。令C′-C=ΔC,则(3)-(2)可得
ΔRt+1=β(1+α)Pt·Q0-(ΔC+P′·qi+L)(4)
只有当ΔRt+1>0时,农民才会选择购买有机肥;当ΔRt+1≤0时,农民不会选择购买有机肥。并且,ΔRt+1越大,农民购买有机肥的积极性越高,购买量越大。
从(4)式可以看出,一方面农民施用有机肥的额外成本(ΔC+P′·qi+L)是确定的;另一方面在增加的收入项中,虽然农产品产量提高率比较稳定β∈[6%,10%],但是农产品的价格波动α波动性很大,农民很难预测。令ΔRt+1>0,可以求出使农民收入增加的最小α值,
α>ΔC+P′·qi+LβPt·Q0-1=α0
(5)
由上式可以看出,农产品价格的提高率必须大于α0才能保证农民使用有机肥后的收入增加;否则收入将减少。而农产品价格的波动性非常大,正是这种不确定的收入和确定的成本,很大程度上影响了农民购买有机肥的积极性。
2.3 有机肥厂商的需求分析
各个农民的需求量构成了整个有机肥市场的总需求量Q′,即Q′=∑ni=1qi,对于单个化肥厂商而言,其需求函数为qj=Af(P′,Cc)。其中,A表示技术和工艺进步且A∈[0,1],P′表示产品价格,Cc表示消费者的选择成本。根据品牌经济学原理[7],选择成本(Choice Cost)是指顾客通过一定的交易费用,获取一组品牌信息集之后,最终从中选择一个品牌所花费的成本。上式满足qjP′
此时厂商的需求量取决于两个因素,即产品的价格和选择成本。厂商一方面可以通过降低价格来提高产品的需求量。根据新古典经济学的需求定律,价格上升,需求数量减少;价格下降,需求量增加。然而在现实生活中我们发现,占有较大市场份额的产品往往不是价格最低的产品,价格战的结果常常是企业自身无法承受巨大的亏损而破产。因此降低价格只能在一定程度上增加产品的需求量。另一方面,厂商可以通过品牌建设来降低产品的选择成本,从而增加产品的需求量。
设企业的生产能力为Qy,产品的选择能力(即实际销售量)为Qc,选择成本为Cc:Cc=∑Cck(k=1,2,…,n)。则有以下关系式:
Qy=Qc+Cc(6)
根据以上分析可以得出生产效率Ey:Ey=Qc/Qy,选择效率Ec:Ec=1-Cc/Qy=Qc/Qy=Ey。显然可以看出实际生产效率恒等于选择效率,即在生产能力一定的前提下,外部的市场选择效率决定了内部的生产效率。
当Cc>0时,Qy>Qc,Ey
3 山东泉林嘉有秸秆循环利用的案例分析
山东泉林嘉有肥料有限责任公司隶属山东泉林集团,泉林集团是以浆纸业为核心的大型企业集团,是国家循环经济首批试点企业之一。泉林嘉有公司是全国最大的秸秆综合利用生产企业,公司依靠独有的提炼技术和喷浆造粒技术,生产出独特的以木质素为原料的有机肥,在业内独树一帜。
3.1 泉林嘉有有机肥双循环模型分析
泉林嘉有对玉米秸秆利用的双循环模式如图2所示。第一是物质循环。玉米秸秆经过蒸煮,其中的纤维提取出来造纸,残留的余渣则作为制造有机肥的原料;农民购买有机肥将其用于玉米种植,玉米收成后余下的秸秆出售给泉林嘉有公司,由此进入秸秆的下一次循环利用。由于泉林嘉有完全采取物理提取方法,因此对环境污染小,同时高温对余渣也起到了很好的杀菌作用。第二是价值循环。农民购买有机肥将其施用到玉米田,当玉米收成后,农民通过比较施用有机肥的成本和收入增加值之间的大小,以此来决定下一季作物是否继续购买。
国际领先水平的玉米秸秆制肥技术,是泉林嘉有在物质循环方面的保障;而在价值循环方面,如何能够进一步扩大销售量是泉林嘉有面临的重要问题。为此,我们首先从农民购买泉林嘉有有机肥的决策分析入手。
根据“‘泉林嘉有’有机肥在玉米上应用效果试验报告”,耕种玉米时用有机肥50 kg/亩,做基肥施入,常规施肥(尿素18 kg/亩,二铵10 kg/亩,硫酸钾7 kg/亩)各种肥料使用量均减20%,实验结果玉米增产6.12%。
设山东省一位农民在2010年购买泉林嘉有有机肥用于种植玉米,2010年9月玉米收获时期的均价为1.84元/kg,尿素2元/kg,二铵2.8元/kg,硫酸钾4元/kg,泉林嘉有有机肥1.5元/kg。2010年山东每个劳动日(每天8小时)工价平均为42.57元,将50 kg有机肥运输并施用到一亩地中大约需要花费4小时。
因此,农民施用有机肥增加的收益为
ΔR2010=β(1+α)P2009·Q0-(ΔC+P′·qi+L)
=βP2010·Q0-(ΔC+P′·qi+L)
=6.12%×1.84×748.5-[-(18×2+10×2.8+
7×4)×20%+1.5×50+42.57×12]
=6.41元
通过以上计算可以看出,2010年农民施用有机肥收入增加了6.41元,增加率约为0.4%,基本与不施用有机肥的收入持平。在这样的收益率情况下,农民在2011年可能会选择继续购买有机肥,也有可能不选择购买,关键在于农民对2011年玉米价格的预期。因此,建立农产品品牌以稳定其价格是农民放心施用有机肥的重要措施。
3.2 泉林嘉有品牌建设分析
通过以上分析可以看出,农产品的价格是制约农民大规模施用有机肥的关键因素,因此,泉林嘉有如何减少农产品价格波动以解决农民收入不确定性问题,是厂商推广使用有机肥的关键。理论上,农产品的价格是由市场供给和需求来决定的;而近年来,游资对农产品的疯狂炒作使得农产品的价格大起大落,严重偏离了市场需求规律。
本文认为建立农产品品牌是稳定价格的最好手段。个体或分散农户无法注册商标,而协会组织或合作社即使注册了商标,也难以成功的将商标培育成为真正的品牌,因为品牌建设过程不仅需要大量的资金支持,而且需要相关专业知识。因此,有机肥厂商应利用自己的资金及专业优势帮助农民建立起农产品品牌,以此稳定农产品价格,扩大有机肥的需求量。
由图3可以看出,作物秸秆由泉林嘉有加工生产成有机肥出售给农民,农民利用有机肥生产出农作物,最后出售给消费者。如果将循环系统看作一个整体的话,终端消费者的购买是整个系统得以持续发展的动力,换言之,循环系统的最终产品必须获得市场的认可才能使循环系统持续下去。在这个循环体系中,泉林嘉有在资金、技术和规模上相比于其他环节具有优势,因此我们称其为该系统的中枢企业,即在整个循环体系中占据主导地位并且具有定价权的企业。根据品牌经济学理论,中间产品企业直接面向消费者进行品牌建设,可产生品牌拉力效应。品牌拉力就是通过企业产品的品牌直接对终端顾客产生影响,提高终端消费者对本企业产品的选择效率,从而在市场上指明购买该企业产品。
目前,随着生活水平的提高,人们对健康食品的需求越来越大。从农产品市场价格来看,有机农产品的价格高于普通农产品50%至几倍,绿色农产品的价格高于普通农产品10%-20%,无公害农产品的价格略高于一般农产品。而农民受自身资金规模和知识等限制,在对其产品进行认证和品牌建设方面存在较大缺陷。因此,在该循环圈中,泉林嘉有应发挥规模和资金的优势,对终点消费者直接进行品牌建设,利用品牌垄断来获得定价权。
3.3 泉林嘉有有机肥推广策略分析
通过对循环经济运行模式的研究,且根据泉林嘉有公司目前的情况,我们对其提出以下建议:
(1)发展有机、绿色和无公害的健康农产品,将泉林嘉有打造成为“健康农产品”的代言。以上三类农产品是标示农产品安全、健康、环保的新概念,而且价格也比普通农产品高。因此,我们建议泉林嘉有把中高收入家庭作为目标人群,向他们提供高质量、高价格的健康食品。同时,泉林嘉有对该类农产品使用统一商标,向消费者进行品牌建设,将品牌优势转化为价格优势。“泉林嘉有”已是一种有机肥的名称,在对健康农产品进行品牌建设时,应避免直接使用该名称,以免给消费者带来不好的品牌联想。
(2)充分利用品牌优势,发展第三方认证。泉林嘉有可通过一系列品牌策略,建立起一个较高品牌信用的商标;当该商标成为健康农产品的代言或象征时,可用该商标对使用其有机肥并且质量合格的散户进行认证。政府的认证程序复杂,而且对农产品的规模等限制条件非常多,不适用于分散的农户。因此,泉林嘉有可以通过自身的品牌优势对这些农户的产品进行检验和认证,由此提高农产品的价格优势。
(3)重点向大棚种植者推广使用有机肥。有机肥的主要作用不在肥效本身,而在于改良土壤。由于我国土地为非私有制,种植者多考虑短期效益,同时由于施用有机肥的劳动强度大、肥效低等原因,大田作物要大规模的推广使用有机肥需要政府引导和补贴。而在大棚种植中,由于灌溉用水量大导致化肥流失现象严重,施用有机肥一方面能改良土壤,另一方面能保持水分,减小化肥流失量。大棚种植产量高、经济效益好,是泉林嘉有有机肥很好的消费者。
(4)努力争取政府支持,加快企业发展进程。一方面,泉林嘉有要保证农产品质量,争取得到政府关于无公害、绿色和有机农产品的认证,增加消费者对产品的信任,提升品牌信用度。同时,泉林嘉有还应积极发挥政府的作用,首先在资金上,充分了解当地政府关于无公害农产品、绿色食品和有机食品产业发展的方针政策,积极争取优惠条件。其次在宣传上,争取政府媒体的报道,这比广告宣传具有更高的可信度。
4 作物秸秆循环利用的建议
作物秸秆循环利用是循环经济的重要部分,是可持续发展的重要途径之一。作物秸秆循环利用要稳定持续发展下去就必须实现双循环,即物质循环与价值循环。物质循环需要企业从技术和工艺上实现作物秸秆的循环利用;价值循环是指有机肥需要得到消费者的认可和购买,关键是通过品牌建设来降低消费者的选择成本。只有实现了双循环,企业才能从根本上解决“只循环不经济”的困难。
在作物秸秆的循环利用中,为保证循环系统能稳定、持久、高效发展,我们认为要从两方面做好工作:一是循环系统的中枢企业必须针对终点顾客进行品牌建设。循环系统是一个相互依赖性强的系统,中枢企业应凭借自身优势,通过直接针对终端消费者进行品牌建设来获得品牌拉力,使整个循环系统获得发展的动力。二是政府应该对循环体系给予鼓励和引导。政府需要从资金支持、政策优惠、消费引导、法律保障等各个方面对循环系统的发展提供帮助。
参考文献(References)
[1]田宜水,赵立欣,孙丽英,等.农作物秸秆资源调查与评价方法研究[J].中国人口·资源与环境,2011,21(3):583-586. [Tian Yishui, Zhao Lixin, Sun Liying,et al. Study on Crop Straw Survey and Evaluation Method [J]. China Population, Resources and Environment, 2011,21(3):583-586.]
[2]张安来.农作物秸秆资源的开发与利用[J].湖南农机,2010,(7):17-18. [Zhang Anlai. Development and Utilization of Agricultural Straw Resources [J]. Hunan Agricultural Machinery, 2010,(7): 17-18.]
[3]王静,张宗舟,张天佑,等.作物秸秆在循环农业中的多重效益[J].天水师范学院学报,2010,(5):47-50. [Wang Jing, Zhang Zongzhou, Zhang Tianyou,et al. Multiple Benefits of Crop Straws in Recycling Agriculture [J]. Journal of Tianshui Normal University, 2010,(5):47-50.]
[4]蔡亚庆,仇焕广,徐志刚.中国各区域秸秆资源可能源化利用的潜力分析[J].自然资源学报,2011,(10):37-46. [Cai Yaqing, Qiu Huanguang, Xu Zhigang. Evaluation on Potentials of Energy Utilization of Crop Residual Resources in Different Regions of China [J]. Journal of Natural Resources, 2011,(10):37-46.]
[5]钟华平,岳燕珍,樊江文.中国作物秸秆资源及其利用[J].资源科学,2003,(7):62-67. [Zhong Huaping, Yue Yanzhen, Fan Jiangwen. Characteristics of Crop Straw Resources in China and Its Utilization [J]. Resources Science, 2003,(7):62-67.]
[6]李研宁,刘亭亭.作物秸秆综合利用技术研究[J].价值工程,2010,(8):107. [Li Yanning, Liu Tingting. Research on Comprehensive Utilization of Crop Straw Technology [J]. Value Engineering,2010,(8):107.]
[7]孙曰瑶,刘华军.品牌经济学原理[M].北京:经济科学出版社,2006:162-173. [Sun Yueyao, Liu Huajun. Principals of Brand Economics [M]. Beijing: Economic Science Press, 2006:162-173.]
Brand Economic Study on the Recycling Use of Crop Straw and the Case Analysis
YUAN Wenhua SUN Yueyao
(School of Economics of Shandong University, Jinan Shangdong 250100, China)
Abstract Crop straw is an important material to make organic fertilizer, since the crop straw resources in China is rich and the abuse of chemical fertilizer has caused lots of pollutions. Form the essence of recycling economy, this article advances a double recycling model, which proves the material recycling and value recycling are essential for the constant development of crop straw. Material recycling requires the firms to improve the technology and craftwork, while the value recycling means the firms should reduce the choice cost to win more customers. Only when the double recycling realizes, the firms could solve the problem of “recycling without profit”. Thus, the recycling system can develop stably. Meanwhile, taking the Shandong Quanlin Jiayou Organic Fertilizer Co.,Ltd as an example, this article provides many suggestions to the firms.
Key words crop straw; recycling economy; double recycling; brand construction
收稿日期:2012-07-24
摘要:华电新疆发电有限公司红雁池电厂#4锅炉排烟温度较高,锅炉效率低。通过在#4锅炉增压风机与脱硫塔之间的烟道上加装低温烟气余热系统,可降低排烟温度,节约脱硫塔耗水量,提高锅炉效率。
关键词:余热利用 节能降耗
一、前言
目前的火电机组主要的热损失有两项,一是汽轮机系统的排汽冷凝热损失,二是锅炉的热损失。尽管随着科技的发展及电力事业的进步,电站锅炉的经济性得到很大提高,但国内外许多电站锅炉依然存在排烟温度偏高、排烟热损失偏大、风机功耗大等普遍性问题,严重影响锅炉运行经济性。其中的排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,一般约5%-12%,占锅炉热损失的60%-70%。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度,一般情况下,排烟温度每增加10℃,排烟热损失增0.6%-1.0%,相应多耗煤1.2%-2.4%。
我国火电厂平均装机耗水率比国际先进水平高40%-50%,火力发电的节能潜力很大,实施火电厂节能降耗具有很大的实际意义。本文中我们论述通过在增压风机与脱硫塔之间的烟道上加装低温烟气余热系统,利用锅炉的排烟余热加热火电厂热力系统中的凝结水,降低锅炉的排烟温度,提高锅炉热效率,同时由于降低了烟气进入吸收塔前的温度,减少脱硫系统蒸发水量,同步实现高效节水的目的。
二、当前火电厂热力系统存在的问题
红雁池电厂地处乌鲁木齐市南郊,夏季环境温度最高可达到35℃,#4锅炉额定负荷下排烟温度设计值为134.6℃,目前由于煤种变化等原因,锅炉结焦结渣较多,烟气量偏大,总灰量的增加也造成了空预器有一定程度的堵塞,影响换热,引起排烟温度偏高,修正后排烟温度达到173.9℃,高出设计值39.3℃。综合分析认为,煤种变化水分增加、烟气量增加、锅炉结焦结渣及空预器换热效率的降低是排烟温度高的重要原因,通过燃烧器改造减轻结焦结渣及对空预器受热面检查清理可以一定程度上降低排烟温度,但无法从根本上解决问题;从现场实际情况分析,通过增加空预器受热面降低排烟温度可行性不大。
三、低温烟气余热系统节能降耗的思路和方法
3.1设备基本概况
红雁池电厂#4锅炉为东方锅炉厂制造的超高压自然循环汽包锅炉,锅炉型号DG670/13.7-21型,П型布置、单炉膛、燃烧器四角布置,切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、采用管式空气预热器、钢构架(双排柱)。
锅炉设计燃用铁厂沟烟煤,校核煤种为硫磺沟煤。在B-MCR工况下,燃用低位发热量Qnet,ar=23770kJ/kg的设计煤种时,燃料消耗量约为98.26t/h。BECR工况设计计算热效率93.3%,TRL工况设计锅炉热效率为92.75%。
3.2主要技术原则
目前较为先进的设备为采用卧式相变换热器的双循环系统烟气余热利用装置,换热媒介先与烟气在外循环系统内进行换热,吸收烟气余热,然后与凝汽器或余热回水在一液液换热器内换热,将所吸收烟气热量传给进水。根据反馈的换热媒介进入吸热段上联箱的温度,通过自动控制装置控制水量,使进入其吸热段的传热媒介温度低于酸露点。根据具体设计中换热管道的换热能力,使换热媒介在其吸热段进行自然循环或者强制循环,保证排烟温度达到设计值。由于系统含有自动控制装置,如煤质发生较大的变化,可根据入炉煤质,重新计算并选取烟气的酸露点,在保证安全运行的条件下尽量提高回收热量。
吸热段可布置于空气预热器后的烟道内,也可布置于除尘器与脱硫塔之间的烟道内,换热元件——翅片管水平布置(对避免积灰、堵灰极其重要),控制吸热段最低壁温不低于酸露点,烟气温度可以降低35℃,可将凝结水温度提高25℃,烟气余热利用效果明显;在排烟温度下降后,烟气的体积会减小很多,密度变大,增大了风机的效率,并且有利于减少烟气阻力,根据实际运行经验,在实际运行中低温余热利用装置增加的烟气阻力约300Pa左右。
该方案是在增压风机与脱硫塔之间的烟道上加装余热回收装置,根据现场情况“吸热段”控制壁温高于烟气酸露点并留有足够的余量,从而保证换热器不结露、不积灰、不腐蚀。
对于排烟温度的调节,夏季工况时,锅炉排烟温度会升高,可通过调高余热利用装置的水流量增大排烟温度降,提高运行经济性,冬季工况或煤质变化时,则可借助调小余热利用装置的水流量降低排烟温度降,避免低温腐蚀。因此,该余热利用装置有很好的负荷适应性和煤种适应性。
余热利用装置冬季可以用来加热热水供暖,烟气余热利用效果更好,夏季用余热利用加热凝结水,减少抽汽量,提高机组经济性。
四、系统节能改造后的投运状况及效益分析
根据已有的成功改造经验,尾部烟气余热利用装置使烟气温度降低35℃,可以节约供电煤耗2.5g/kWh,按年发电量12亿千瓦时、标煤单价240元/吨计算,年节约标煤3000吨,年节约费用:
2.0×12×108÷106×240=72(万元)
增加尾部烟气余热利用装置,将烟气温度降低35℃进入脱硫塔,比烟气直接进入脱硫塔节省大量脱硫塔补水。经计算,200MW燃煤机组每小时可节约水量20吨,年利用小时数6000小时,则每年可节约水量约12.0万吨,水价0.5067元/吨,则年节约水费:
20×6000×0.5067=6.1(万元)
综合计算,尾部烟气余热利用装置预计投资450万元,年节约资金78.1万元,则六年可收回投资。
五、工艺系统比较
与传统的增扩高压省煤器面积相比,增设低温换热器有其独特的优点:
(1)可以实现排烟温度的大幅度降低。按照电厂的不同要求,可降低排烟温度30~45℃。而改造高压省煤器,由于位置过于靠前,最多只能降低排烟温度20℃。
(2)对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响。由于低温换热器布置于锅炉的最后一级受热面(下级空气预热器)的后面,它的传热行为对于锅炉的一切受热面的传热均不发生影响,既不会降低入炉热风温度而影响锅炉燃烧,也不会使空气预热器的传热量减少。
(3)具有良好的煤种和季节适应性。锅炉的低温换热器出口烟气温度可根据季节和煤质(主要是含硫质量分数)进行调节,以实现节省标准煤耗和防止低温腐蚀的综合要求。
(4)采用低温换热器,可避免原高压省煤器产生水冲击。高压省煤器的出水温度已接近饱和温度,如果增加高压省煤器的换热面积,则势必造成出口水的汽化,可能导致管内水冲击和省煤器管束振动。
(5)采用低温换热器系统,可以充分利用锅炉本体以外的场地空间,布置所需的受热面,因而检修空间宽阔,检修方便。
六、结束语
红雁池电厂#4锅炉在烟气湿法脱硫系统加装低温换热器系统实施的可行性好,节能效果显著,具有巨大的资源效益、企业效益和环境效益,符合国家倡导的:“节能减排、节约资源、环境友好、循环经济”的能源国策。
可以预见,烟气余热回收低温换热器工艺的大规模应用,必将对我国电力工业可持续发展产生重大的影响。此工艺节约了宝贵的煤炭资源和水利资源,对于煤价、水价较高的全国其它地区火电厂,也有着极高的推广价值。
参考文献:
[1]电站锅炉原理.荣栾恩.中国电力出版社,1997