能源与环境的可持续发展是实现国民经济和社会可持续发展的重要保障．2010年，我国全年能源消费总量为3. 25×10
9 t标准煤，火力发电燃煤消耗量约占煤炭产量的50%，煤燃烧所释放的S02占S02排放总量的87%，NOx占67%，C0：占71010，粉尘占60%。，随着《火电厂大气污染物排放标准》( GB 13223-2011)的颁布，火电厂污染物排放问题得到了越来越多的关注和治理，
区别于广泛应用于锅炉计算的热平衡理论，火用理论是考虑量质匹配的能量分析方法，可通过制定分析数学模型、建立能量系统的平衡方程、确立用能评价准则进行研究．RANT于1956年提出火用概念，将能分成一定环境条件下可转换的和不可转换的两部分，并确定了火用效率的计算原则．龟山一吉田提出元素化学焖周期表，将火用理论扩展到工业对环境影响的定量评价．SOMA[4]提出了火用传递理论，火用方法被完善为可研究的热动力学方法：虽然由热力学第一定律得到能量在传递和转换过程中是守恒的，但火用传递过程其火用量是减少的．项新耀‘5 3在火用传递理论的基础上提出了火用分布场和焖流的概念，得出火用传递系数受不可逆性程度大小影响的结论，可对不同能级传输能量系统进行分析评价．
锅炉是电站中完成燃烧系统的设备，是电厂污染物排放的主要来源．目前，很多国家已经把火用分析法广泛应用于热能动力、石油化工等行业．其中，日本于1980年颁布了火用的工业标准，我国也于20世纪80年代开始将火用分析法用于评价指导用能实践．对于发电厂而言，采用火用方法对锅炉经济性和污染物排放特性进行分析评价，可以更客观准确地挖掘节能潜力、改进设备性能，以及提高火电机组对环境的友好性．
1、火用理论概述及研究现状
1.1传统火用分析方法的概述
目前，我国电站锅炉的热经济性定量分析通常采用热量法，即热平衡法．但由于节能不仅要重视量，还应注意节能潜力的挖掘及能级匹配的政善，因此结合火用方法进行节能评价具有重要指导意义.
火用描述的是能量的做功能力，也就是工程角度上的最终收益．与热力学第一定律建立的能量方程及能量分析方法不同，火用方程和火用分析方法是对实际设备和系统分析用能过程的合理性和有效利用程度进行分析，优点是可以从能量的量和质两个方面分析能量的利用情况，准确揭示系统中煳损失最大的环节或过程，为节约能源提供目标及对策．
三门峡富通新能源主要生产销售燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料的生物质锅炉，如下图所示：
将传统热力学火用分析方法用于对电站锅炉的计算分析得出：锅炉燃烧和传热过程中火用损偏大，因此锅炉是火用损失最大的设备．由于燃烧和传热过程的不可逆性难以避免，而且受材料和制造水平的限制，理论节能并不能完全应用于实际技术中，因此传统热力学火用分析方法并不能最大限度地为节能减排工作进行评价指导，其具体不足主要有：
(1)焖分析法只能具体量化系统和设备中不可逆所造成的耗能，无法全面分析不可逆性和能量消耗增加的原因，难以指导实际生产；
(2)锅炉系统中不同过程和设备所造成的火用损失是不等价的，局部的不可逆对整体造成的影响更是不同，因此无法对其进行综合评价；
(3)由于仅考虑系统的热力学评价而忽视了生产运行中的经济成本因素，火用分析法无法更全面地评价系统和设备的坐产性能，以获得真正的经济效益；
(4)火用分析法无法确定标准参考环境参数，只能简单定量分析评价锅炉排放污染物的火用量，此外，也无法全面分析具体设备或过程对环境的影响．
1.2炳理论改进应用方法的研究现状
针对传统火用分析方法所存在的问题和不足，学者们提出了多种改进火用理论应用的具体方法，其中熵分析法、单耗分析法和热经济学结构理论等受到越来越多的关注．
(1)熵分析法 系统的熵越大，其能量的品位越低，对外做功的潜力越小，可用性也就越小，该方法是通过对所研究体系的熵平衡进行分析，求取熵产的大小及分布，分析影响熵产的因素，作为评价过程的不完善程度和改进过程的依据．同时，基于熵方法可以根据熵增原理对环境影响进行分析，采用环境收益指标的定量计算如下：Rh=对环境熵产/主要成本
(2)单耗分析法建立在焖分析基础上的能量系统分析的理论和方法，以产品单耗作为节能降耗的主要指标，分析单耗的构成及其分布和变化．
(3)热经济学结构理论 通过建立线性数学模型解决火电厂的系统整体研究以及各设备在不同运行工况下的成本变化规律．实际应用中，MARC Rosen A等人建立了火电厂对环境的焖成本和收益计算方法．
表1为热平衡法、熵分析法、传统火用分析法、单耗分析法、热经济结构理论等热力学计算方法及其在电站锅炉中的应用的分析比较．
